动态关联交叉口协调控制优化模型研究

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关联交叉口群是普遍存在于城市路网中的一类交叉口集合形式。这些关联交叉口群构成城市路网中的交通瓶颈地带,并作为关键因素影响着全局路网的实际通行能力。针对当前国内外城市关联交叉口动态协调控制的研究现状与进展,本文以复杂关联交叉口群作为研究对象,探求动态关联和以关联交叉口群停车延误最优为目标的城市交叉口群信号协调控制模型体系。   本文的主要工作和研究成果包括:   一、以全新的思路将信号控制交叉口空间通行权一致的车道进行分组,基于车道组实际通行能力计算,建立新的信号控制交叉口实际通行能力计算模型。   二、在深入研究现有信号控制交叉口配时模型存在的优缺点前提下,建立信号控制交叉口配时优化模型。   三、深入分析了现有干道协调控制模型的优缺点;从车流普遍具有的离散特性出发,改进DI Robertson车流离散模型,并在此基础上以线控系统停车延误最小为优化目标建立了城市主干道协调控制模型。   四、在深入考虑交通流动力学特性、时空关联性及延续性的基础上提出动态关联交叉口的定义及量化判定条件。   五、本文提出组合+并行处理式的复杂关联交叉口优化策略,在此基础上以子系统停车延误最小为优化目标建立了关联交叉口群协调控制优化模型。   六、基于Matlab7.0平台进行关联交叉口群优化控制系统的系统设计与模型实现;实现系统的人性化设计:利用Matlab7.0平台的GUI功能设计了可视化的计算结果视窗;将模型计算的搜索步长设为整数秒,有效的提高了解方程的收敛速度和寻找最优解的计算效率。   七、理论结合实际,将本文的研究成果应用在广州市天河北关联交叉口群信号控制算例中,并用仿真软件进行方案测试与对比分析,在实例中验证了本文所建立的各个模型的正确性、有效性和普适性。   本文在城市关联交叉口群协调控制研究中,重点在理论体系和数学模型方面开展研究工作。本文秉持理论联系实际的宗旨,将本文的研究成果应用在实际案例当中。算例结论表明:本模型体系在系统延误方面要优于传统模型;模型的求解和运算效率高,有利于建立实时的区域交通控制系统。通过多方案的仿真测试证明了本文所建立各个模型的正确性、有效性和普适性。以上研究成果将有利于促进我国城市交通信号控制理论的进一步完善,对于开发具有自主知识产权的交叉口群协调控制系统有一定的指导意义。
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