【摘要】：隨著城市規(guī)模不斷擴張,交通需求急速增長,使得城市路網(wǎng)經(jīng)常處于過飽和狀態(tài),在過飽和交通區(qū)域中容易發(fā)生溢流現(xiàn)象,溢流的出現(xiàn)會導(dǎo)致區(qū)域路網(wǎng)的交通堵塞甚至癱瘓。因此,分析和研究過飽和區(qū)域下的交通特性并給出面向溢流防控和疏散的過飽和區(qū)域協(xié)調(diào)控制策略和優(yōu)化算法,對提升區(qū)域路網(wǎng)運行效率具有重要的理論意義和實際價值。本文在分析過飽和區(qū)域交通特性基礎(chǔ)上,以建立的可溢流描述7段交通宏觀仿真模型為仿真平臺,從過飽和區(qū)域溢流防控和溢流疏散兩個角度出發(fā),研究過飽和干道溢流防控與疏散協(xié)調(diào)控制理論和過飽和區(qū)域溢流防控與疏散協(xié)調(diào)控制理論。本文研究工作和創(chuàng)新之處概括如下:1.提出過飽和系數(shù)概念和計算方法。用交通波理論分析相鄰交叉口交通流運行過程,提出相位過飽和系數(shù)(POSI)和交叉口過飽和系數(shù)(IOSI)的概念以及計算方法。并對廣州市天河區(qū)珠江新城兩相鄰交叉口進行仿真,結(jié)果表明該系數(shù)是合理的,可反映交叉口或相位的過飽和程度。2.建立可溢流描述7段交通宏觀仿真模型。該模型包括外部路段需求、上游路段需求、路段行駛、加入車道組、通過交叉口、離開輸出路段以及流量守恒7個運行階段。在路段行駛過程設(shè)計5參數(shù)對數(shù)密度—速度模型描述車流運行,用此單一函數(shù)準(zhǔn)確描述密度從最大到最小值變化時交通流速度變化情況。在通過交叉口階段設(shè)計考慮交叉口容量的進入交叉口流量計算方法和考慮溢出的離開交叉口流量計算方法,刻畫交通溢出時車流阻擋情況。并對模型進行仿真,結(jié)果表明該模型能夠真實反映路網(wǎng)交通流運行情況,并可描述溢流現(xiàn)象。3.提出過飽和干道溢流防控與疏散協(xié)調(diào)控制理論。對過飽和干道溢流防控提出基于防溢流相位差的過飽和干道動態(tài)協(xié)調(diào)控制方法。在理想相位差的基礎(chǔ)上給出防溢流相位差設(shè)計方法,同時建立基于防溢流相位差的過飽和干道動態(tài)協(xié)調(diào)控制模型。針對模型特點提出分步優(yōu)化算法,該算法用差分進化細菌覓食優(yōu)化算法確定干道初始交叉口周期長度,用加權(quán)法預(yù)測交通流量,并以此計算各交叉口綠信比,最后進行相位差約束處理以得到防溢流相位差。以廣州市天河區(qū)華穗路4個交叉口組成的干道為仿真對象,進行仿真驗證,結(jié)果表明該方法可實時動態(tài)地使相位差處于理想狀態(tài),并能防止路段溢流,較其它方法可保證更大的通行能力和更小的車輛延誤;對過飽和干道溢流疏散提出基于相位過飽和系數(shù)(POSI)的過飽和干道溢流疏散控制方法。對干道某一過飽和方向溢流,用POSI系數(shù)精確調(diào)節(jié)上、下游交叉口紅、綠燈時間,建立以保證溢流方向最大通行能力為目標(biāo),以沖突相位可利用時間為約束條件的疏散控制模型,并對此模型設(shè)計正—反向二階段求解方法。同樣以廣州市天河區(qū)華穗路4個交叉口組成的干道為仿真對象,進行初始排隊較大和交通需求量突變2種情況下的溢流疏散控制,結(jié)果表明進行疏散控制后輸出車輛有所提高,延誤有所降低。4.提出過飽和區(qū)域溢流防控與疏散協(xié)調(diào)控制理論。對過飽和區(qū)域溢流防控提出基于混合粒子群算法(HPSO)的防溢流多目標(biāo)過飽和區(qū)域控制方法。建立以不發(fā)生溢流,延誤均衡以及通行能力最大為目標(biāo)的防溢流多目標(biāo)過飽和區(qū)域控制模型。針對設(shè)計的控制模型提出HPSO優(yōu)化算法,設(shè)計該算法的粒子編碼,用粒子群算法優(yōu)化相位差,用模擬退火算法優(yōu)化綠燈時間。對9個交叉口組成的路網(wǎng)進行仿真驗證,結(jié)果表明該方法能夠防止區(qū)域路段發(fā)生溢流,達到路網(wǎng)延誤均衡和通行能力最大的控制目標(biāo);對過飽和區(qū)域溢流疏散提出過飽和區(qū)域多向溢流疏散控制方法。對區(qū)域兩相交方向發(fā)生溢流時,建立沿關(guān)鍵路徑疏散控制模型,對此模型設(shè)計以相交交叉口為修正參考的多階段求解方法。對于區(qū)域由擁堵中心向外沿多個方向發(fā)生溢出時,建立以溢流交叉口為中心的多條關(guān)鍵路徑疏散控制模型,對此模型設(shè)計以溢流交叉口為中心的反—正向二階段求解方法。同樣在9個交叉口組成的路網(wǎng)中進行了仿真,結(jié)果表明該方法能夠疏散區(qū)域路網(wǎng)的溢流,從而提高路網(wǎng)的通行能力和減低延誤。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U491.54

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張敏捷;徐建閩;蔡延光;;基于改進宏觀交通模型的交通協(xié)調(diào)控制[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年04期

2 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前1條

1 陳先龍;鄒志云;;宏觀交通模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與實例[A];第二屆湖北省力學(xué)學(xué)會青年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 記者 徐行翔;嘉興市宏觀交通模型初步建立[N];嘉興日報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉芹;面向溢流防控與疏散的過飽和交通區(qū)域協(xié)調(diào)控制方法研究[D];華南理工大學(xué);2014年

，

本文編號：2466906