【摘要】：城市化和機動化的發(fā)展導致交通擁堵成為諸多城市面臨的棘手問題。在宏觀交通網絡中,盡管許多復雜算法應用于解決路網交通控制問題,但由于很難獲得精確的OD數據,導致這些方法難以應用在實時的控制環(huán)境中,路網宏觀基本圖(Macroscopic Fundamental Diagram,MFD)恰好可以規(guī)避這一問題,而且其存在性被證實為在交通控制領域的推廣應用提供了契機。傳統的研究結果表明,交通誘導與信號控制是解決交通擁堵的兩大有效手段�；诖�,本文依托國家自然科學青年基金項目“基于時空檢測的擁堵交通網絡本征提取及快速疏散算法研究(No.61304195)”與安徽省自然科學基金資助項目“擁堵交通網絡空間態(tài)勢轉換機理及其快速疏散研究(No.1408085QF111)”,提出了一種基于MFD的交通誘導與邊界控制協同方法來解決大型交通網絡的擁堵問題,最后通過案例分析部分進行驗證。本文研究的主要內容為:(1)根據影響MFD曲線的因素“車流密度”,將宏觀路網進行MFD子區(qū)劃分,根據劃分后多個MFD子區(qū)間鄰接關系和交通量流入流出率之間的關系,建立了路網車流平衡方程;(2)基于時空檢測數據,對路網中道路節(jié)點和路段擁堵狀態(tài)進行了分析,并以此為基礎建立了城市交通網絡瓶頸識別與分類模型,根據路網關鍵路段擁堵與子區(qū)MFD曲線的關系,對交通誘導與邊界控制協同時機進行決策;(3)根據駕駛員路徑選擇方式,通過SP調查建立了駕駛員路徑服從率的Logistic模型,提出了基于MFD子區(qū)的交通誘導方法;以邊界信號控制交叉口為控制對象,提出了調整交叉口信號燈綠信比的邊界控制方法。進而得到了面向多個MFD子區(qū)的交通誘導與邊界控制協同方法,最終建立了以整個路網旅行車輛完成流率最大、平均行程時間和平均延誤最小的多目標邊界協調優(yōu)化模型,并通過自適應遺傳算法對多目標函數進行求解。以某市路網為例,將具有MFD的宏觀路網劃分為4個MFD子區(qū)系統,通過比較本文提出的交通誘導與邊界控制協同、只采用邊界控制和無誘導與控制三種方法的控制效果。結果表明:宏觀交通誘導與控制協同方法比單獨采用邊界控制及無邊界控制條件下的作用明顯,交通誘導與邊界控制協同方法更好的解決了MFD子區(qū)的擁堵問題,能夠有效地提高宏觀交通網絡的通行效率。
[Abstract]:With the development of urbanization and motorization, traffic congestion has become a thorny problem faced by many cities. In macro traffic network, although many complex algorithms are applied to solve the problem of road network traffic control, because it is difficult to obtain accurate OD data, these methods are difficult to be applied to real-time control environment, and the macro basic diagram (Macroscopic Fundamental Diagram, of road network is difficult to be applied. MFD) can just avoid this problem, and its existence has been proved to provide an opportunity for its popularization and application in the field of traffic control. The traditional research results show that traffic guidance and signal control are two effective means to solve traffic congestion. Based on this, This paper relies on the National Natural Science Youth Foundation project "Research on intrinsic extraction and rapid evacuation algorithm of congestion traffic network based on space-time detection (No.61304195)" and the project supported by Anhui Natural Science Foundation "Traffic congestion network". Study on the Mechanism of Spatial situation Transformation and its Rapid evacuation (No.1408085QF111) ", A collaborative method of traffic guidance and boundary control based on MFD is proposed to solve the congestion problem in large traffic networks. Finally, the case analysis is carried out to verify the problem. The main contents of this paper are as follows: (1) according to the factor "traffic flow density" that affects the MFD curve, the macro road network is divided into MFD subregions, according to the relationship between the adjoining relationship of multiple MFD subregions and the inflow and outflow rate of traffic volume. The equilibrium equation of traffic flow in road network is established. (2) based on the space-time detection data, the congestion state of road nodes and road sections in the road network is analyzed, and the bottleneck identification and classification model of urban traffic network is established. According to the relationship between congestion in key sections of road network and MFD curve in sub-area, the cooperative timing of traffic guidance and boundary control is made. (3) according to the way of driver path selection, the Logistic model of driver path obedience rate is established through SP investigation, and the traffic guidance method based on Logistic sub-area is put forward. Taking the intersection controlled by boundary signal as the control object, a boundary control method for adjusting the green signal ratio of signal light at intersection is proposed. Furthermore, a collaborative method of traffic guidance and boundary control for multiple MFD subregions is obtained, and a multi-objective boundary coordination optimization model with the largest completion rate, the minimum average travel time and the least average delay of the whole road network travel vehicle is established. The multi-objective function is solved by adaptive genetic algorithm. Taking the road network of a city as an example, the macro road network with MFD is divided into four MFD sub-area systems. By comparing the cooperation between traffic guidance and boundary control proposed in this paper, only boundary control and no induction and control are used. The results show that the macro traffic guidance and control coordination method plays an obvious role than the boundary control alone and the boundary control method alone, and the traffic guidance and boundary control coordination method can better solve the congestion problem in the sub-area of MFD. the results show that the cooperative method of traffic guidance and control plays an important role in the condition of boundary control and boundary control alone. It can effectively improve the traffic efficiency of macro traffic network.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U495

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本文編號：2492176