城市交通路網(wǎng)擁堵控制研究.pdf

1、現(xiàn)代交通讓人們的生活更加便利，然而隨著城市交通路網(wǎng)的拓展、路段上車(chē)輛數(shù)的增加，單純地通過(guò)增寬道路寬度、搭建高架橋等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)滿足不了大城市的交通需求。擁堵問(wèn)題已經(jīng)成為急需解決的一個(gè)難題。
　　傳統(tǒng)的定時(shí)控制能夠起到維護(hù)交通秩序的作用，但這種開(kāi)環(huán)控制并沒(méi)有考慮路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和當(dāng)前路網(wǎng)的狀態(tài)，對(duì)于路網(wǎng)中的擁堵問(wèn)題并不能進(jìn)行緩解。對(duì)于大規(guī)模城市交通路網(wǎng)，經(jīng)典的集中式控制策略曾被廣泛研究，這種控制方法基于非線性預(yù)測(cè)控制，利用宏觀模型對(duì)路網(wǎng)

2、中的狀態(tài)量進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)控制信號(hào)燈來(lái)優(yōu)化路網(wǎng)的擁堵?tīng)顩r。集中式控制的缺點(diǎn)在于計(jì)算量太大，由于交通路網(wǎng)模型通常比較復(fù)雜，集中式控制算法的計(jì)算量隨著路網(wǎng)的增大呈指數(shù)上升，很難應(yīng)用于實(shí)際。近些年來(lái)，大規(guī)模城市交通路網(wǎng)的遞階結(jié)構(gòu)被提出。這種策略通過(guò)劃分路網(wǎng)降低了實(shí)時(shí)計(jì)算量，然而計(jì)算效率仍然不能滿足實(shí)時(shí)控制的要求。理想的控制算法既能有效地消解路網(wǎng)中的擁堵，又能有著較高的在線計(jì)算效率以滿足其實(shí)時(shí)性。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以采取以下幾種方法：
　

3、　?對(duì)模型加以簡(jiǎn)化，通過(guò)降低模型計(jì)算量來(lái)提高每一個(gè)控制周期的計(jì)算效率。
　　?采用新的控制方案。傳統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制方案通過(guò)目標(biāo)函數(shù)和一系列的約束條件進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)去掉目標(biāo)函數(shù)，專注于擁堵帶來(lái)的約束條件也許能在效率上得到提升。
　　本文在以上思路的基礎(chǔ)上完成，主要工作如下：
　　1)在S模型[1]的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡(jiǎn)化，得到了一個(gè)簡(jiǎn)單的交通路網(wǎng)宏觀模型。該模型計(jì)算效率高，同時(shí)保證了一定的精確度，在給定路網(wǎng)當(dāng)前狀態(tài)以及將來(lái)控制

4、信號(hào)的情況下能夠?qū)ξ磥?lái)路網(wǎng)的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。為后面擁堵控制所需的路網(wǎng)模型提供條件。
　　2)提出擁堵控制的概念。不同于傳統(tǒng)的在約束范圍內(nèi)求使目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)的思路，本文利用前文提到過(guò)的簡(jiǎn)化模型，將預(yù)測(cè)得到的將來(lái)路段中車(chē)輛數(shù)加入約束，求滿足約束的可行解。求可行解必然比求最優(yōu)解有著更快的效率，而直接用路段上車(chē)輛數(shù)來(lái)描述路網(wǎng)的擁堵?tīng)顟B(tài)也使得擁堵控制算法更加直觀。
　　3)對(duì)于大規(guī)模城市交通路網(wǎng)的遞階控制進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其控制效果。對(duì)分