基于排队车辆消散的城市路网协调控制算法

摘要

随着城市的发展，交通需求和城市路网密度随之增长，道路交通对于城市的发展和人们的出行变得愈发重要。交叉口作为城市路网的基本组成单元，是道路交通拥堵的常发区域，如何从整个系统的战略角度出发，针对交叉口之间的关联性进行有效的交通协调控制，已经成为城市交通控制的新需求。本文针对现有交通控制方法的不足，从我国城市路网结构入手，通过分析道路交通流运行状态，对干线排队车辆消散、干线协调优化控制、路网协调优化控制、远程交通信号控制系统的构建等方面进行了相关研究，主要研究成果概括如下: 1.对道路交通流运行状态进行分析，根据道路交通流特性，建立了两种车流情况下的排队车辆消散模型:非饱和情况下的排队车辆消散模型与过饱和情况下的排队车辆消散模型。在现有的绿波协调控制方法基础上，将排队车辆消散模型引入干线绿波控制，建立了基于排队车辆消散的干线绿波控制方法，给出了完整的公共周期时长、绿信比、相位差的计算方法。 2.分析我国城市路网结构特征，对复杂干线路网进行分类:普通交叉干线路网和“井”字形干线路网。在前述基于排队车辆消散的干线绿波控制方法的基础上，建立路网协调控制优化目标，给出了基于排队车辆消散的复杂干线路网绿波协调控制方法。 3.针对如何有效地将先进的交通信号控制技术应用到实际的交通信号控制系统中，真正实现最佳交通信号控制方案的计算、选取、以及应用到路口的问题，构建了远程交通信号控制系统。对信号控制系统模块、服务器处理方式、控制方案过渡等方面进行了研究。通过交通仿真分析与系统在温州市龙湾区的实际运行，对本文协调控制方法和远程交通信号控制系统的稳定性和有效性进行验证，综合有效的验证了本文协调控制方法的科学和理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题研究目的及意义

1．4 研究内容及结构安排

第2章 干线排队车辆消散模型

2．1 检测器的布设

2．2 交通流运行状态分析

2．3 排队车辆消散模型

2．3．1 非饱和情况下排队车辆消散模型

2．3．2 过饱和情况下排队车辆消散模型

2．4 模型仿真验证

2．5 小结

第3章 干线协调的控制方法

3．1 公共周期时长的确定方法

3．2 绿信比确定方法

3．3 基于车辆消散的干线绿波带控制方法

3．4 相位差的确定方法

3．5 仿真研究与分析

3．5．1 仿真方案设计

3．5．2 仿真结果分析

3．6 小结

第4章 路网协调优化控制方法

4．1 复杂干线路网控制方法

4．1．1 复杂干线路网控制思想

4．1．2 复杂干线路网分类

4．2 复杂干线路网的绿波带控制方法

4．2．1 普通交叉干线路网的控制方法

4．2．2 “井”字形干线路网的控制方法

4．3 仿真验证与分析

4．3．1 仿真方案设计

4．3．2 仿真结果分析

4．4 小结

第5章 远程交通信号控制系统构建

5．1 远程交通信号控制系统结构框架设计

5．2 远程交通控制系统软件

5．2．1 信号机配置模块

5．2．2 路网组态模块

5．2．3 参数配置模块

5．2．4 绿波带仿真模块

5．2．5 时段和调度设置模块

5．2．6 生成解决方案模块

5．2．7 控制结果仿真模块

5．3 服务器处理方式

5．4 信号协调控制方案过渡

5．5 实际系统运行概况

5．6 小结

第6章 总结与展望

6．1 论文工作总结

6．2 研究工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果