城市交通网络宏观控制模型建模及仿真实现.pdf-硕士论文.pdf

上海交通大学
硕士学位论文
城市交通网络宏观控制模型建模及仿真实现
姓名:杨艳飞
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:席裕庚
20090101
城市交通网络宏观控制模型建模及仿真实现
摘要
交通控制系统的设计与应用是解决城市交通拥堵问题的重要技术之一。交通控制
策略研究涉及到多项技术领域,但其核心之一就是动态城市交通流预测模型的建立
和算法的实现。交通仿真分析技术具有直观、准确、灵活的特点,是反映复杂交通
现象的重要分析方法,且一体化仿真环境则向用户提供了一个类似于对实际系统进
行实验的框架。本文的研究目的就是建立面向控制应用的城市交通网络宏观模型,
该模型可适用于研究交通优化控制算法使路网交通流得到合理的分配与优化。从交
通优化控制仿真研究的实际需要出发,进一步开发了城市交通宏观控制模型仿真系
统UTFS(Urban Traffic Flow Simulation)。
论文的主要内容如下:
(1)结合路口交通流模型和路网拓扑结构模型,建立了城市交通网络宏观控制模
型,对网络交通流的宏观特性进行实时动态预测。
(2)研究与分析现有的路口交通流模型,从路网中车辆的行驶速度、车辆的行驶
延迟时间、车道饱和流率的计算与修正等方面对该模型作了改进,更加准确地描述
了路网内交通流状态的演化过程。
(3)基于城市交通网络宏观控制模型,对交通网络系统各要素及它们之间相互关
系建模仿真,在vc++.net环境下,开发了城市交通宏观控制模型仿真系统。
(4)选取典型网络进行应用研究,仿真结果表明:该模型满足交通控制对控制模
型的实时性和精度要求,用作交通控制系统中的控制模型是合理可行的;该仿真系
统可作为城市交通网络宏观控制模型验证的有效工具,也可作为城市交通控制系统
控制和优化研究的辅助工具。

关键词:城市交通,宏观模型,交通控制,仿真系统
I
URBAN MACROSCOPIC CONTROL-ORIRNTED TRAFFIC
MODEL AND ITS SIMULATION SYSTEM
Abstract
It is one of the most effective ways to settle the question of traffic jam by optimization
control of the urban work (UTN) .It is necessary to establish a proper urban
work model which should be both accurate and simple pute. This needs to
make deep research of the model .Computer simulation is one of the most economic and
effective ways to do such paper firstly introduces and improves a
control-oriented macroscopic dynamic traffic flow model applicable to describe the main
urban work dynamic behavior., then develop an urban macroscopic traffic
simulation system.
Summarily,the main research work of this dissertation lies on the aspects as follow:
(1) A control-oriented macroscopic dynamic traffic flow discrete model is discussed. A
general urban work topology is proposed by posing it into work
elements.
(2) Then the delay time of the vehicles, the speed of the vehicles and the flow in the
different density are revised in order to raise the accuracy of the macroscopic model.
(3) In order to test the validity