城市區(qū)域交通控制技術(shù)研究.pdf

1、近年來城市道路交通擁擠和交通阻塞已經(jīng)成為世界大中城市普遍存在的問題，并且由此帶來了一系列的社會問題，比如交通事故劇增、環(huán)境污染等。大力發(fā)展城市交通智能控制系統(tǒng)是解決現(xiàn)代社會交通需求與供給矛盾的重要途徑之一。實現(xiàn)城市交通系統(tǒng)的智能控制不僅有利于提高交通運輸效率，增加道路交通運營安全，而且還關(guān)系到土地資源與能源的合理利用、城市環(huán)境的改善，乃至國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和社會效益的提高。
　　 城市交通控制系統(tǒng)中，一般包括單點控制系統(tǒng)、干線控

2、制系統(tǒng)、區(qū)域控制系統(tǒng)等幾種劃分和研究方式，盡管各種控制方式均具有不同的適用范圍，但顯然，城市交通擁堵在整個城市范圍內(nèi)普遍存在，交叉口之間的相關(guān)性非常明顯，在一個區(qū)域中，單個交叉口信號的調(diào)整往往會影響到相鄰若干節(jié)點和路段交通流的運行狀況，單個交叉口的擁堵可能會逐步影響到周邊數(shù)個交叉口。單點控制系統(tǒng)無論多么優(yōu)化，也無法緩解某個區(qū)域或整個城市交通擁堵。因此，以某個區(qū)域甚至整個城市作為研究對象的區(qū)域信號控制理論方法研究也越來越受到重視。如何從整

3、個系統(tǒng)的戰(zhàn)略角度出發(fā)，將區(qū)域內(nèi)的所有交叉口作為研究對象，同時對所有交叉口進行有效交通信號控制設計，以提高整個控制區(qū)域內(nèi)的交通運輸效率，已成為城市交通控制發(fā)展的新課題。本文研究重點也在于此。
　　 論文針對區(qū)域交通控制的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，主要包括了以下幾個方面:
　　 (1)本文將交通規(guī)劃理念作為宏觀控制的一個方面，從宏觀層面考慮交通網(wǎng)絡優(yōu)化問題?；诰馀淞鞯乃枷?，探討了利用雙層規(guī)劃方法建立城市區(qū)域網(wǎng)絡設計問題。在分析一

4、般行程時間可靠度基礎(chǔ)上，提出了絕對可靠度和相對可靠度的概念，從而更精細化描述路網(wǎng)在一天內(nèi)的穩(wěn)定性變化。并將行程時間可靠度與常規(guī)的交通阻抗相結(jié)合，作為廣義的交通阻抗引入到路網(wǎng)設計的上層規(guī)劃目標函數(shù)中，為路網(wǎng)設計開拓了新的優(yōu)化思路。
　　 (2)論文研究了交通狀態(tài)辨識問題。本文在總結(jié)歸納狀態(tài)分析方法的基礎(chǔ)上，從量化角度提出了控制小區(qū)劃分思想。論文設計了小區(qū)劃分的原則，并提出了具體算法，可作為系統(tǒng)的交通狀態(tài)辨識的基礎(chǔ)工作，并通過以較大

5、的路網(wǎng)實例驗證了該算法的可行性。
　　 (3)本文重點對區(qū)域交通信號控制問題做了研究，總結(jié)了區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)常見的結(jié)構(gòu)類型、控制策略，針對現(xiàn)有模型多數(shù)沒有考慮各不同路口路段交通狀態(tài)差異的特點，本文建立了基于均衡配流的雙層規(guī)劃模型，上層模型優(yōu)化停車延誤，下層模型解決均衡配流，并將狀態(tài)劃分的結(jié)果作為重要的因子引入到上層規(guī)劃模型中。論文還探討了雙層規(guī)模模型的求解算法，提出了遺傳算法和模擬退火結(jié)合的智能方法，通過一個標準測試網(wǎng)絡驗證

6、了算法的有效性和局限性。
　　 (4)論文將交通管理也作為宏觀控制的一種手段，對大型活動區(qū)域的交通問題用管控一體化的思路做研究。首先對大型活動從交通需求特性、交通流特性和交通管控方面做了分析，重點從技術(shù)層面對管控措施做了研究。提出了活動區(qū)域交通控制的雙層規(guī)劃模型，統(tǒng)籌優(yōu)化三個方面:大眾離場的疏散效率、活動對周邊交通影響程度、交通管控措施投入成本，利用遺傳算法求解該問題，并通過濟南市全運會的交通管控實例對模型做了驗證。