本文關(guān)鍵詞：基于環(huán)境約束的城市區(qū)域交通系統(tǒng)雙層優(yōu)化控制

  更多相關(guān)文章： 智能交通系統(tǒng) 機動車排放 區(qū)域協(xié)調(diào)控制 環(huán)境效益 模型參數(shù)校準(zhǔn) Aimsun 雙層規(guī)劃模型

【摘要】：城市區(qū)域的機動車尾氣排放日益嚴重,使空氣質(zhì)量逐漸降低。若能在景區(qū),教學(xué)區(qū),商業(yè)街等戶外人口密集的特定區(qū)域減少尾氣排放,降低污染物濃度,會有益于人們的健康。本文以城市交通區(qū)域的交通系統(tǒng)為研究對象,從宏觀交通流模型和機動車污染物排放模型入手,以區(qū)域內(nèi)的信號燈控制和機動車通行流量限制為手段,探求滿足區(qū)域高空氣質(zhì)量的需求的優(yōu)化控制策略。全文的主要研究工作總結(jié)如下：(1)利用城市某區(qū)域?qū)嶋H交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)建立微觀交通仿真模型,構(gòu)建仿真模型參數(shù)校準(zhǔn)流程,篩選出貼近當(dāng)?shù)亟煌魈匦缘哪Ｐ蛥?shù)方案。以商業(yè)微觀交通仿真軟件Aimsun為例,實施具體校準(zhǔn)流程。為減輕仿真工作量,引入拉丁超立方抽樣產(chǎn)生少量的校準(zhǔn)參數(shù)方案組合并二次開發(fā)了商業(yè)化交通仿真平臺Aimsun的I/O功能。實驗結(jié)果證明已校準(zhǔn)的Aimsun仿真模型具有較高的準(zhǔn)確度。(2)提出并建立基于環(huán)境約束的區(qū)域的雙層規(guī)劃模型：上層規(guī)劃是以最小化區(qū)域總旅行時間耗費為目標(biāo),以信號燈協(xié)調(diào)控制為決策變量的優(yōu)化命題。利用改進的城市宏觀交通流模型模擬區(qū)域的交通流,以典型的十字交叉口和T型交叉口相位結(jié)構(gòu)和相序變換的規(guī)則作為信號燈配時約束；下層規(guī)劃是以最大化滿足交通通行需求為目標(biāo),以區(qū)域限流為決策變量的決策問題。應(yīng)用機動車污染物排放模型和擴散模型計算區(qū)域的污染物濃度,并將其作為下層優(yōu)化的環(huán)境約束條件。實際路網(wǎng)數(shù)據(jù)仿真證明建立的交通流模型與已校準(zhǔn)的Aimsun模型平均相對誤差在10%之內(nèi)。(3)針對所提出的雙層優(yōu)化模型,分別給出了干線和區(qū)域的上層優(yōu)化模型求解算法。實際路網(wǎng)數(shù)據(jù)仿真實驗結(jié)果表明：提出的解決方案在保證空氣質(zhì)量的同時可以有效地減少總旅行時間耗費和污染物濃度。
【關(guān)鍵詞】：智能交通系統(tǒng) 機動車排放 區(qū)域協(xié)調(diào)控制 環(huán)境效益 模型參數(shù)校準(zhǔn) Aimsun 雙層規(guī)劃模型
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U491;O221
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1. 緒論12-26
• 1.1 課題研究背景及意義12-15
• 1.1.1 交通系統(tǒng)中空氣污染現(xiàn)狀12-14
• 1.1.2 研究目的及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-23
• 1.2.1 交通仿真模型參數(shù)校準(zhǔn)15-17
• 1.2.2 機動車污染物排放模型17-20
• 1.2.3 現(xiàn)代控制優(yōu)化技術(shù)20-23
• 1.3 本文研究內(nèi)容23-26
• 1.3.1 技術(shù)路線和難點23-24
• 1.3.2 主要內(nèi)容安排24-26
• 2. 微觀交通仿真模型參數(shù)校準(zhǔn)26-48
• 2.1 引言26-27
• 2.2 微觀交通仿真模型建立27-30
• 2.2.1 交通環(huán)境參數(shù)與性能指標(biāo)采集27-29
• 2.2.2 微觀交通仿真模型參數(shù)輸入29-30
• 2.3 微觀交通仿真模型校準(zhǔn)30-34
• 2.3.1 默認校準(zhǔn)參數(shù)初始評估30
• 2.3.2 校準(zhǔn)流程初始化30-32
• 2.3.3 校準(zhǔn)參數(shù)可行性評估32-33
• 2.3.4 最優(yōu)關(guān)鍵校準(zhǔn)參數(shù)候選集求解33
• 2.3.5 最優(yōu)關(guān)鍵校準(zhǔn)參數(shù)集評估33-34
• 2.4 案例實現(xiàn)34-46
• 2.4.1 路網(wǎng)描述34-35
• 2.4.2 Aimsun模型建立35-37
• 2.4.3 Aimsun二次開發(fā)37-39
• 2.4.4 Aimsun模型校準(zhǔn)39-46
• 2.5 本章小結(jié)46-48
• 3. 基于環(huán)境約束的區(qū)域的雙層優(yōu)化模型48-70
• 3.1 引言48-49
• 3.2 城市宏觀交通流模型49-56
• 3.2.1 模型簡介50-51
• 3.2.2 道路及節(jié)點模型51-52
• 3.2.3 行駛工況統(tǒng)計模型52-53
• 3.2.4 路網(wǎng)評價指標(biāo)模型53
• 3.2.5 模型驗證53-56
• 3.3 相位相序變換56-59
• 3.3.1 初始相位結(jié)構(gòu)56-57
• 3.3.2 相序變換57-59
• 3.4 機動車污染物模型59-65
• 3.4.1 排放模型59-60
• 3.4.2 排放模型驗證60-64
• 3.4.3 擴散模型64-65
• 3.4.4 背景濃度計算65
• 3.5 區(qū)域的雙層優(yōu)化模型65-68
• 3.5.1 區(qū)域優(yōu)化模型的影響因素65-66
• 3.5.2 雙層優(yōu)化模型66-68
• 3.6 本章小結(jié)68-70
• 4. 基于環(huán)境約束的區(qū)域的控制優(yōu)化策略70-86
• 4.1 引言70
• 4.2 下層優(yōu)化模型求解算法70-71
• 4.3 上層優(yōu)化模型求解算法71-77
• 4.3.1 單干線協(xié)調(diào)控制71-76
• 4.3.2 區(qū)域協(xié)調(diào)控制76-77
• 4.4 案例實現(xiàn)77-85
• 4.4.1 無環(huán)境約束場景78-80
• 4.4.2 基于環(huán)境約束場景80-83
• 4.4.3 其他上層優(yōu)化目標(biāo)場景83-85
• 4.5 本章小結(jié)85-86
• 5.總結(jié)與展望86-88
• 5.1 本文工作及研究成果總結(jié)86-87
• 5.2 下一步的研究工作87-88
• 參考文獻88-93
• 附錄93
• 附錄1：作者簡介93
• 附錄2：作者在攻讀碩士期間的主要成果93

【參考文獻】

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本文編號：886076