【摘 要】
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快速路交通流量的增加使得城市交通拥挤日趋严重,快速路的运行效率和安全性也因此大为降低。目前,入口匝道控制被公认为是缓解快速路交通拥挤最为有效的措施。它是通过控制匝
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快速路交通流量的增加使得城市交通拥挤日趋严重,快速路的运行效率和安全性也因此大为降低。目前,入口匝道控制被公认为是缓解快速路交通拥挤最为有效的措施。它是通过控制匝道处进入快速路的车辆数,以保证快速路交通流运行在最佳状态。实践表明,基于传统PID的ALINEA控制,控制律形式简单,以良好的控制效果成为当前应用较为广泛的一种入口匝道控制方法。然而,基于PID反馈的ALINEA方法在参数的选取上存在两点局限性:一是当系统完全未知且没有任何先验知识可用时,参数的选取往往采用试凑的方法,具有一定盲目性。二是系统在运行过程中,当外界扰动较大时,控制器参数不能自动适应这种变化,需要人为地重新选取。基于以上问题,本文将迭代反馈整定技术(IFT)引入到局部入口匝道的ALINEA控制器中,以此对ALINEA控制器的参数进行自动整定。论文的主要研究内容和创新点如下:(1)研究了局部入口匝道ALINEA控制器的IFT参数自动整定方法。该方法本质上是基于无模型的,即无需已知系统模型的结构,只需要获得闭环系统的输入输出(I/O)信息,就可根据给出的最优性能指标迭代地调整ALINEA中的控制增益,这从根本上解决了ALINEA的控制参数或增益选取盲目性问题。仿真结果表明,应用基于IFT的局部入口匝道ALINEA控制方法对环境具有较强的适应性,与单纯的ALINEA方法相比,此方法使系统拥有更精确的控制效果。(2)当某一路段缺乏下游检测器时,需利用实测的上游占有率估算出当前的下游占有率。因此,本文研究了局部入口匝道基于上游占有率的ALINEA控制器的IFT参数整定方法。它可根据道路的实时上游占有率数据来估算当前的下游占有率,实现参数的自整定,使受控路段主线下游占有率渐近的收敛于期望值。(3)在某些情况下,占有率与密度的换算关系往往比较复杂。相应的,直接基于交通流量的控制方法,会使得控制目标更为明确,控制问题更加简单。因此,本文研究了局部入口匝道基于流量的ALINEA控制器的IFT参数整定方法。它是根据道路的实时交通流量数据迭代的实现参数的自动整定,使受控路段主线上的交通流量稳定在期望流量值,从而可提高进入主线车流运行速度,防止交通堵塞。
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