城市道路交通網(wǎng)絡(luò)過飽和狀態(tài)信號控制方法研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，機動車保有量迅猛增加，交通擁堵持續(xù)加劇，這已成為我國經(jīng)濟與社會發(fā)展的制約因素，迫使各級政府加大力量研究和改造城市交通信號控制系統(tǒng)。與此同時，科學技術(shù)的快速發(fā)展也允許我們將新的控制理論方法和技術(shù)手段引入到交通信號控制領(lǐng)域來解決擁堵問題。由于大部分交通信號控制系統(tǒng)均針對非飽和網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，當網(wǎng)絡(luò)處于過飽和狀態(tài)時，系統(tǒng)控制性能大幅下降，因此過飽和網(wǎng)絡(luò)信號控制仍是交通控制領(lǐng)域中難題。在此背景下，論文針對過飽和網(wǎng)絡(luò)信號控制

2、問題展開研究，主要研究成果總結(jié)如下:
　　第一，提出網(wǎng)絡(luò)控制子區(qū)動態(tài)劃分方法。以燈控路口為網(wǎng)絡(luò)頂點、相鄰路口連接路段為有向邊、路段阻抗為邊權(quán)值建立網(wǎng)絡(luò)加權(quán)有向圖，其連接拓撲由加權(quán)鄰接矩陣表示，通過設(shè)定邊權(quán)閾值將其轉(zhuǎn)化為普通鄰接矩陣。基于網(wǎng)絡(luò)頂點K步可達結(jié)構(gòu)分解方法，求解網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵頂點（即關(guān)鍵路口），計算以網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵頂點為根頂點的K步可達集，將此K步可達集劃分為一個子區(qū)，以子區(qū)內(nèi)路段空間占有率方差為指標，評價子區(qū)內(nèi)路段交通狀態(tài)相似性。<

3、br>　　第二，提出區(qū)域交通狀態(tài)一致信號控制設(shè)計方法。基于網(wǎng)絡(luò)交通流守恒原理，建立以路段車流放行比例為控制量、網(wǎng)絡(luò)邊界車流為輸入量的網(wǎng)絡(luò)交通信號控制狀態(tài)空間模型;基于非負矩陣理論，建立網(wǎng)絡(luò)路段穩(wěn)態(tài)值與區(qū)域邊界輸入車流間的解析關(guān)系;基于模糊聚類方法，對子區(qū)內(nèi)路段集合進行劃分，并給出網(wǎng)絡(luò)內(nèi)路段穩(wěn)態(tài)值的計算方法;基于控制論中反饋控制思想，提出分布式狀態(tài)一致信號控制律，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交通流空間分布的均衡，從而緩解局部交通擁堵、提升網(wǎng)絡(luò)通行能力。

4、>　　第三，提出區(qū)域信號協(xié)作控制設(shè)計方法。在路段排隊閾值確定的基礎(chǔ)上，綜合考慮當前路段車輛排隊消散時間、上下游路段剩余排隊空間充滿時間等因素，建立相鄰路口間交通狀態(tài)的關(guān)聯(lián)性，給出車流間交通狀態(tài)相似度指標定義，定量評價相位內(nèi)車流間交通狀態(tài)的相似程度，提出動態(tài)相位組合及可變相序設(shè)計方法;并基于集散波理論，考慮公交車在車流排隊中的權(quán)重，進一步提出路口信號模糊控制設(shè)計方法，實現(xiàn)降低路段溢流發(fā)生概率的控制目標。
　　第四，提出子區(qū)邊界控制優(yōu)