控制区域动态划分及其控制研究

摘要

随着我国城市化的快速增长以及机动化进程的加快,城市交通拥挤已经成为一个普遍的、严重的问题,阻碍着城市经济以及空间布局结构的良性发展,导致了能源的消耗、环境的污染,产生了一系列的社会问题,并且有着日益恶化的趋势,这一点在大城市尤为突出。 对于交通拥堵问题,只通过调整、优化单个交叉口的控制是无济于事的,交通拥堵问题必须用系统的观点才能得以解决。把每个交叉口的控制看成是某个区域甚至整个城市交通控制系统中的一个节点。交叉路口交通控制既要满足局部自身控制效果,通常还要根据其路网交通作用与其它路口协调,实现区域控制意图。 国内外对区域控制的研究很多,但是成熟的经验基本体现在静态区域控制上,子区划分时基本上依据行政区和控制设备来实现,这样的划分控制区域给系统控制带来了方便,也取得了一定的效果。但是城市道路网上交通流总在发生变化,交通控制的需求也在不断的变化,交通流高峰与低峰、系统运行的正常与异常均可呈现出截然不同的情况,这些特点对交通控制提出很高的要求：必须具有幅度很大的调节能力,很广的适应范围,很高的稳定性和快速的控制响应。因此,一成不变的控制区域就显得无能为力了。因此更为灵活的动态区域控制便应运而生。 目前,对于动态区域控制的研究还不成熟,主要集中在动态子区划分与合并上,并且与路口的信号机没有实现很好的结合,更没有投入实践中。 交通数据检测在交通控制系统中也是十分重要的,精确和可靠的检测数据是在交通控制中进行合理的信号配时优化的基础；而实时准确的对交通流预测,即有效地利用实时的交通数据预测未来的交通状况,是实现有效的交通控制和交通诱导的关键所在。 本文基于动态交通信息准确采集的基础上,提出以静态区域控制为基础的动态控制区域划分与控制思想,基于城市交通拥堵的形成机理不同,将动态分区进行两级分解：路口级动态分区和路网级动态分区。通过不同的判断标准采取不同的动态分区形式,并与交通诱导系统有效的协调起来。目的在于充分利用有限的道路网资源,使路网能够实现整体的控制最优。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1国内外研究概况

1.2交通信号控制的基本形式

1.2.1控制范围分类

1.2.2控制方法分类

1.2.3交通信号控制技术的演变

1.3控制子区的概念及意义

1.4控制子区划分的目的

1.5论文结构

第2章动态交通信息采集及组织

2.1固定型动态交通流信息采集技术分析

2.1.1环型感应线圈检测器

2.1.2视频检测器

2.1.3微波检测器

2.1.4超声波检测器

2.1.5红外检测器

2.1.6固定型动态交通流信息采集技术的性能比较分析

2.2移动型动态交通流信息采集技术分析

2.2.1基于GPS的动态交通流信息采集技术

2.2.2基于电子标签的动态交通流信息采集技术

2.2.3基于汽车牌照识别的动态交通流信息采集技术

2.3固定型检测器空间布置优化研究

2.3.1固定型交通检测器的空间布置原则

2.3.2固定型交通检测器的空间布置优化

2.4移动型检测器空间布置优化研究

2.4.1布设原则

2.4.2布设步骤

2.5动态交通信息组织

2.5.1交通检测参数选择原则

2.5.2交通数据模型

2.5.3交通数据处理过程

2.6本章小结

第3章静态控制区域划分

3.1静态区域划分原因

3.2静态区域划分方法

3.2.1静态区域划分的基本单元

3.2.2静态区域划分的基本原则

3.2.3城市静态区域划分的体系结构

3.3子区的控制与优化

3.3.1静态区域内协调控制

3.3.2静态区域控制参数优化

3.4系统的控制结构

3.4.1静态子区控制对信号机的要求

3.4.2静态子区控制的系统构成

3.5本章小节

第4章动态分区

4.1城市交通拥堵分析

4.1.1交通拥挤的成因

4.1.2交通拥堵的类型及其产生过程

4.2动态分区方法研究

4.2.1动态分区的必要性

4.2.2动态分区考虑的因素

4.2.3动态分区时路口的拓展方法

4.3划分过程

4.3.1路口级动态分区

4.3.2路网级动态分区

4.3.3路口级动态分区与路网级动态分区的优先级别探讨

4.5子区之间的控制实现

4.6本章小节

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢