基于MFD的城市路網(wǎng)交通擁堵特性及門限控制方法研究.pdf

1、城市路網(wǎng)交通擁堵特性研究是合理確定交通控制方法的重要基礎(chǔ)，宏觀基本圖（Macroscopic Fundamental Diagrams，MFD）是城市路網(wǎng)的固有屬性，可表征城市路網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)的車輛數(shù)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平的關(guān)系，反映城市路網(wǎng)交通擁堵相關(guān)特性。門限控制是通過(guò)對(duì)所控制路網(wǎng)的核心區(qū)域主要交叉口實(shí)施準(zhǔn)入限制，達(dá)到優(yōu)先確使保護(hù)區(qū)域路網(wǎng)暢通,從而提升整個(gè)路網(wǎng)交通性能的目的，是緩解城市道路交通擁堵的有效手段，也是當(dāng)前城市道路交通管理控制領(lǐng)域的研究

2、重點(diǎn)。針對(duì)當(dāng)前門限控制的不足，論文結(jié)合昆山市實(shí)測(cè)及仿真的交通流數(shù)據(jù)，研究基于宏觀基本圖的城市路網(wǎng)交通擁堵特性;在此基礎(chǔ)上提出了一種基于MPC的門限控制方法，并基于MATLAB編程環(huán)境進(jìn)行算例分析及性能評(píng)估。
　　在城市路網(wǎng)交通擁堵特性分析方面，論文依托“昆山市城市道路交通運(yùn)行管控系統(tǒng)”實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，基于PARAMICS仿真軟件進(jìn)行研究路網(wǎng)核心區(qū)建模并輸出路網(wǎng)交通流數(shù)據(jù)，進(jìn)行路網(wǎng)交通擁堵特性分析，包括以MFD及時(shí)間序列圖的方法進(jìn)行路網(wǎng)交

3、通擁堵時(shí)間分布分析、路網(wǎng)交通擁堵空間分布分析和以概率統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行路網(wǎng)交通偏差分析。此外論文使用HS主曲線和自然樣條曲線法對(duì)宏觀基本圖進(jìn)行曲線擬合，得到解析式作為門限控制的實(shí)施依據(jù)。
　　在門限控制方法研究方面，論文提出了一種基于MPC的門限控制方法并探究了一種控制區(qū)域的動(dòng)態(tài)確定方法?？刂茀^(qū)域的動(dòng)態(tài)確定是如果需判定區(qū)域與門限控制保護(hù)區(qū)域的密度差值占比不大于密度差異閾值則納入門限控制保護(hù)區(qū)域?；贛PC的門限控制方法的思路是將路網(wǎng)擁

4、堵問(wèn)題用數(shù)學(xué)表達(dá)，以路網(wǎng)總行程時(shí)間最小為目標(biāo)，基于模型預(yù)測(cè)控制思想進(jìn)行模型構(gòu)建，通過(guò)遺傳算法進(jìn)行門限控制變量的求解。
　　在方法性能分析方面，論文基于MATLAB編程環(huán)境對(duì)提出的基于MPC的門限控制方法進(jìn)行評(píng)估。在基于研究路網(wǎng)的擁堵特性分析上，論文進(jìn)行MATLAB中的編程設(shè)置后，對(duì)提出的基于MPC的門限控制方法進(jìn)行算例演算及分析，通過(guò)調(diào)整路網(wǎng)需求并與不施加控制方法對(duì)比，分析結(jié)果顯示門限控制能有效降低路網(wǎng)累積車輛數(shù)，路網(wǎng)的總行程時(shí)間