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、路段上車輛數(shù)的增加，單純地通過增寬道路寬度、搭建高架橋等基礎設施建設已經(jīng)滿足不了大城市的交通需求。擁堵問題已經(jīng)成為急需解決的一個難題。
　　傳統(tǒng)的定時控制能夠起到維護交通秩序的作用，但這種開環(huán)控制并沒有考慮路網(wǎng)結構和當前路網(wǎng)的狀態(tài)，對于路網(wǎng)中的擁堵問題并不能進行緩解。對于大規(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測控制，利用宏觀模型對路網(wǎng)

2、中的狀態(tài)量進行預測，通過控制信號燈來優(yōu)化路網(wǎng)的擁堵狀況。集中式控制的缺點在于計算量太大，由于交通路網(wǎng)模型通常比較復雜，集中式控制算法的計算量隨著路網(wǎng)的增大呈指數(shù)上升，很難應用于實際。近些年來，大規(guī)模城市交通路網(wǎng)的遞階結構被提出。這種策略通過劃分路網(wǎng)降低了實時計算量，然而計算效率仍然不能滿足實時控制的要求。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算效率以滿足其實時性。為了實現(xiàn)這一目標，可以采取以下幾種方法：
　

3、　?對模型加以簡化，通過降低模型計算量來提高每一個控制周期的計算效率。
　　?采用新的控制方案。傳統(tǒng)的模型預測控制方案通過目標函數(shù)和一系列的約束條件進行優(yōu)化。通過去掉目標函數(shù)，專注于擁堵帶來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上完成，主要工作如下：
　　1)在S模型[1]的基礎上進行了簡化，得到了一個簡單的交通路網(wǎng)宏觀模型。該模型計算效率高，同時保證了一定的精確度，在給定路網(wǎng)當前狀態(tài)以及將來控制

4、信號的情況下能夠?qū)ξ磥砺肪W(wǎng)的狀態(tài)進行預測。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)求使目標函數(shù)最優(yōu)的思路，本文利用前文提到過的簡化模型，將預測得到的將來路段中車輛數(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，而直接用路段上車輛數(shù)來描述路網(wǎng)的擁堵狀態(tài)也使得擁堵控制算法更加直觀。
　　3)對于大規(guī)模城市交通路網(wǎng)的遞階控制進行仿真實驗，驗證其控制效果。對分