快速路入口匝道與可變限速協(xié)同控制策略研究.pdf

1、作為城市交通系統(tǒng)中的重要組成部分，快速路的相關問題一直得到廣泛的關注。城市快速路交通流有著復雜性、非線性、離散性、時變性等特點，所以有關快速路的交通控制問題也面臨較大的挑戰(zhàn)。雖然很多學者都越來越多的將目光放在快速路交通控制方面，但目前大多數(shù)相關研究有精度不高、優(yōu)化目標單一、控制效果不理想等缺陷，所以針對快速路交通控制的問題一直沒有得到特別好的解決?；诖?，本文針對快速路交通協(xié)同控制問題展開研究，并對宏觀交通流模型改進、目標函數(shù)相關模型建

2、立、算法提出、實例檢驗等幾個方面進行相關探討。
　　本文在宏觀交通流模型MetaNet的基礎上，針對原始模型中的不足之處進行改進，如引入速度密度敏感系數(shù)以及考慮駕駛員可接受間隙影響的匝道匯入模型等方面。并以此為基礎，對入口匝道控制和可變限速控制對快速路交通流的影響進行了研究，建立了各自影響下的改進的快速路MetaNet模型，進而從主線的角度出發(fā)，建立了能實現(xiàn)入口匝道控制與可變限速協(xié)同控制之間相互反饋的交通流模型。
　　在改進

3、MetaNet模型基礎上，本文從交通效益及環(huán)境效益兩個方面出發(fā)，建立基于改進的 MetaNet模型的交通效益及環(huán)境效益模型，如對路網行程時間進行補充，建立了交通效益模型，并引入CMEM模型，將改進的MetaNet模型和CMEM模型進行融合，以此作為后續(xù)優(yōu)化控制的目標函數(shù)，這也是基于MPC的入口匝道-可變限速協(xié)同控制策略的基礎。
　　本文討論了MPC控制的相關問題，如控制參數(shù)、計算流程、優(yōu)化算法等。針對改進的MetaNet模型和目標

4、函數(shù)的特點，本文提出了基于粒子群算法的分層序列法進行多目標優(yōu)化問題的求解，給出了算法流程，并為后續(xù)研究進行了算法層次劃分、寬容度值的確定等工作。
　　結合實測路段數(shù)據(jù)進行了整個控制策略的檢驗與討論，本文將改進的MetaNet模型與經典的GreenSheilds模型進行比較，由比較結果看出，本文建立的改進的MetaNet模型能夠較準確的描述交通流。同時，引入了獨立的入口匝道控制和可變限速控制，與協(xié)同控制及實際情況比較結果表明所建立的