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，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)移動的車輛數(shù)和網(wǎng)絡運行水平的關系，反映城市路網(wǎng)交通擁堵相關特性。門限控制是通過對所控制路網(wǎng)的核心區(qū)域主要交叉口實施準入限制，達到優(yōu)先確使保護區(qū)域路網(wǎng)暢通,從而提升整個路網(wǎng)交通性能的目的，是緩解城市道路交通擁堵的有效手段，也是當前城市道路交通管理控制領域的研究

2、重點。針對當前門限控制的不足，論文結合昆山市實測及仿真的交通流數(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)境進行算例分析及性能評估。
　　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行管控系統(tǒng)”實測數(shù)據(jù)，基于PARAMICS仿真軟件進行研究路網(wǎng)核心區(qū)建模并輸出路網(wǎng)交通流數(shù)據(jù)，進行路網(wǎng)交通擁堵特性分析，包括以MFD及時間序列圖的方法進行路網(wǎng)交

3、通擁堵時間分布分析、路網(wǎng)交通擁堵空間分布分析和以概率統(tǒng)計的方法進行路網(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宏觀基本圖進行曲線擬合，得到解析式作為門限控制的實施依據(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)域的動態(tài)確定方法。控制區(qū)域的動態(tài)確定是如果需判定區(qū)域與門限控制保護區(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區(qū)域?；贛PC的門限控制方法的思路是將路網(wǎng)擁

4、堵問題用數(shù)學表達，以路網(wǎng)總行程時間最小為目標，基于模型預測控制思想進行模型構建，通過遺傳算法進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)境對提出的基于MPC的門限控制方法進行評估。在基于研究路網(wǎng)的擁堵特性分析上，論文進行MATLAB中的編程設置后，對提出的基于MPC的門限控制方法進行算例演算及分析，通過調整路網(wǎng)需求并與不施加控制方法對比，分析結果顯示門限控制能有效降低路網(wǎng)累積車輛數(shù)，路網(wǎng)的總行程時間