基于宏观连续流模型的快速道路交通建模与控制方法研究

发布时间：2022-02-16 21:22

　　随着机动车交通需求的迅速增长,城市快速路和城际高速公路出现严重交通拥堵和交通安全问题。科学合理地构建宏观交通流模型有利于描述和重现快速路网的交通动态、研究交通拥堵的产生及传播机理;研发有效的交通控制策略有利于缓解交通拥堵、改善道路安全状况。既有宏观交通流模型多假设快速路网交通流具有均质化特性,路网边界条件充分可用;已有的快速道路交通控制策略不能有效应对现实环境中可能出现的全部问题。有鉴于此,本论文拟从机理、技术、效果、实例四方面出发,着重研究有关快速道路宏观交通流建模与控制的几个关键问题。建模问题:论文依托31公里长的上海快速路网,研究大规模非均质交通网络的交通流建模和模型校验问题。由于测试路网规模大,拓扑结构复杂,因此待校验参数数量极大,校验难度很高。模型校验的本质在于非线性动态优化问题的定义与求解,论文采用各种优化算法并对比研究其性能差异,分析模型校验效果,以及模型输出对外界因素的敏感性。就快速路网规模和复杂度而言,本工作尚属国内首例,为后续更大规模路网建模与校准提供依据。其次,论文针对常见的模型边界条件缺失情况,研究检测缺失的出入口匝道对的流量估计问题。由于系统不可观测性,以往通... 

【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：159 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１平衡流量密度关系：（ａ）凸函数；（ｂ）非凸函数；??（ｃ）三角形基本图??

浙江大学博士学位论文?２文献综述??ｕｐｓｔｒｅａｍ?ｄ（ｍｎ?ｓｔｒｅａｍ??ｄｅｔｅｃｔｏｒ?ｄｅｔｅｃｔｏｒ??驚－？?ｔｐ?―職－爷（Ｉｄｏｗｎ??ｒ?ｓ??图２－２?—条具有出入口匝道的快速路段??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ａ?ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ?ｓｔｒｅｔｃｈ?ｗｉｔｈ?ｏｎ／ｏｆｆ?ｒａｍｐｓ??第一种情况如图２－２所示，在出、入口匝道检测流量同时缺失的情况，基于流量守??恒定律，仅仅依靠上下游检测的流量很难精确地估计出入口匝道流量。从动态系统的角??度看，该系统为不可观系统。一种解决方法是通过引入一个或多个检测器将不可观系统??转换成可观系统进行修复｜５３】。然而，在实际中，如图２－２的场景常见且无法改变（无法??增加检测器）。匝道流量由于没有先验知识，其估计任务颇具挑战性。因此，匝道流量??估计在交通流建模、监视和控制方面一直是长期而棘手的任务。过去极少有相关的研究??进展，唯一可追溯的是Ｍｕｒａｌｉｄｈａｒａｎ和Ｈｏｒｏｗｉｔｚ?［３６］的工作。他们假设缺失的匝道对流??量具有周期性，在任意时间步长，入口匝道或出口匝道的流量可以被视为给定的核函数??的加权和，然后采用迭代学习算法１３７１，调节权重大小，从而估计出缺失匝道对的流量。??其中，核函数的权重基于快速路主路的测量密度和估计密度之间的偏差进行调整，并以??此作为评价匝道流量合理性的依据。然而在Ｍｕｒａｌｉｄｈａｒａｎｔ３６】等人的工作中，只有主路的??数据可以获得，所估计的匝道流量因而没有任何真实数据可用于评判其准确度，所以该??算法的实际功效并未被后人认可。??第二种情况相较于第一种情况要简单许多，当匝道历史数据可用时，缺失数据

浙江大学博士学位论文?２文献综过??如ａｐ。如果出于某种原因，下游的占有率超过了临界值（即可能形成拥堵），则将匝道入??流Ｋ＆）减小到最小入流，以避免拥堵。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种交叉熵算法的宏观交通模型标定方法[J]. 傅恺延,钟任新,黄云萍,熊建辉.  中国科技论文. 2017(14)
[2]环形快速路交通流的改进元胞传输模型建立与仿真[J]. 史良,陈阳舟,张鲁.  交通信息与安全. 2012(05)

博士论文
[1]快速道路可变限速控制技术[D]. 李志斌.东南大学 2014
[2]快速路匝道连接段交通信号协同控制关键技术研究[D]. 王世明.华南理工大学 2014
[3]结合部路网匝道系统结构分解与协同控制方法研究[D]. 李健.北京交通大学 2012

硕士论文
[1]基于实测数据的宏观交通流模型标定研究与实现[D]. 许超.北京工业大学 2017



本文编号：3628684