城市快速路控制的若干方法研究.pdf

长沙理工大学
硕士学位论文
城市快速路控制的若干方法研究
姓名:武志平
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:吴义虎
20080315
摘要探讨了快速路交通流量的模型预测控制,然后对通道控制做了具体分析与研究。随着城市化进程的逐步加快,城市快速路交通控制一直是交通工程领域重要的研究课题,也是智能运输系统的重要组成部分,针对传统交通控制技术的缺陷,近年来人们开始把先进的理论和技术应用到快速路的交通控制中。本文首先详细论文的主要工作和研究成果如下:紫龋攵越煌ㄏ低尘哂械姆窍咝浴⒅秃笮浴⒉蝗范ㄐ院湍诓狂詈闲缘忍点,选用了具有模型预测、滚动优化和反馈校正三大优点的非线性模型预测控制对快速路入口匝道流量进行协调控制,仿真结果表明,该控制方法不仅能够有效地消除交通拥挤,维持主线车流稳定,而且匝道调节率平稳,有利于行车安全,同时该控制方法能够保证各入口匝道交通需求的公平性。缓螅攵猿鞘锌焖俾酚肫湎嗔钠胀ǖ缆废嗷ビ跋欤岢隽送ǖ揽刂啤通道控制的优点是该方法不仅考虑的快速路各个匝道的协调控制,同时考虑和快速和普通道路的协调控制。数字结果表明,通道控制比无控制和集中控制的效率有了很大提高。论文提出的模型预测控制和通道控制,与无控制情况下的结果进行比较,在效率上有了很大的提高,因此上述两种控制方法对提高主线的通行能力,提高快速路的运行效率具有重要的意义。关键字:城市快速路;模型预测控制;集成控制;通道控制;交通工程‘
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嗄作者签名:试荨年作者签名:贰毒平学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书长沙理工大学日期:加诃年岁月席日日期:u裟洛隕何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内年解密后适用本授权书。本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”导师签名:日期:年月日
第一章绪论弟一早珀问题的提出速行驶的,毋庸控制。但事与愿违,随着交通量的迅速增长,快速路出现了交通的需求。为什么还会出现交通拥挤的情况呢谝欢ǔ潭壬辖玻导返脑迅猛,郊区和乡区建起了大量的工厂、公司以及住宅区,许多地方的土地使用方式会发生巨大变化,这都引起快速路交通需求的大幅度增加。其次快速路开通后,昂,限制设计者不能留有更大的余地。例如:调整工作时间、鼓励乘坐公共汽车和合用车等高载客率汽车,以降低快速自年代以来,大系统理论与预测控制理论把自动控制原理推向一个新的发展阶段。大系统有以下几个特点:一是模型维数较高;二是系统结构特殊,包含同的性能指标,需要用多目标准则进行决策和优化。显然快速路的入口匝道交通具有预测模型、滚动优化和反馈校正,此外可以采用多步预测的方式,所以提高其特点是具备交通响应式控制能力,且系统变量多、结构复杂,是典型的大系统半个多世纪以前世界上出现了城市快速路,起初,这些快速路都没有控制设施,人们也没有考虑到安装什么控制设施。以为快速路本来就是让车辆自由地高拥挤状况。人们不禁要问,在设计快速路时已考虑到满足未来交通量和土地使用在于城市快速路建成这一事实本身。首先,快速路开通后,沿线地区的开发异常附近住宅区迅速发展,居民参加社会活动及文化娱乐活动更为方便,导致出行次数大幅增加,设计快速路时,往往对这些变化估计不足,且由于市区征地费用高为了尽量减轻交通拥挤,保证应有的服务水平,目前快速路采用的交通控制策略有入口匝道控制、主线控制、通道控制等类型,此外还有一系列管理措施,路上总的车辆需求、改善事件处理效能、改善道路标线,以提高几何瓶颈路段的通行能力。有许多个相互关联的子系统;三是空间分布广泛;四是对系统评价可能有多个不控制系统是一个大系统。每个入口及其俳范味际且桓鲎酉低常易酉低臣浯在关联。这些子系统是沿着空间分布的、系统的性能指标有多种。由于预测控制了系统控制精度和鲁棒性,适合于快速路匝道控制。随之本文首先提出将大系统理论与预测控制结合来对匝道控制。城市快速路通道系统由快速路、侧道和其他平行干线道路所组成。通道控制的目的是使整个通道系统恢皇强焖俾繁旧运行于最佳状态。基本原理是监测通道系统中所有道路,将超载道路上的交通转移到通行能力过剩的道路上来。控制问题,其组成部分为:用于提供通道系统内各道路运