發(fā)布時間：2020-11-16 18:19

　　 城市快速路是城市交通運輸?shù)拇髣用},具有運輸速度快、運輸量大等特點。大多城市半數(shù)以上的交通任務(wù)靠城市快速路完成,因此做好城市快速路的控制至關(guān)重要。城市快速路主輔路均衡控制是交通控制領(lǐng)域中一個新的研究方向。到目前為止,在此領(lǐng)域的研究還比較少,且存在一些問題,主要集中在兩方面:其一,城市快速路系統(tǒng)具有干擾因素多、交通情況復(fù)雜等特征,很難建立其精確數(shù)學(xué)模型,導(dǎo)致難以對交通系統(tǒng)做進(jìn)一步優(yōu)化與控制。其二,現(xiàn)有的主輔路系統(tǒng)的控制方法大多是針對主路或輔路分別進(jìn)行研究的,很少從系統(tǒng)整體和全局的角度考慮問題。針對上述問題,本文提出了如下解決方案:針對問題(1),本文結(jié)合無模型自適應(yīng)控制(MFAC,Model Free Adaptive Control)與模型預(yù)測控制(MPC,Model Predictive Control)各自的優(yōu)勢,提出了基于無模型自適應(yīng)預(yù)測控制的主輔路均衡控制算法(MFAPBC,Model Free Adaptive Predictive Balance Control),本方案無需知道主輔路系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型,僅僅利用系統(tǒng)的輸入輸出(I/O,Input/Output)數(shù)據(jù)(車輛信息)就可以實現(xiàn)對主輔路系統(tǒng)的控制,且具有控制效果好、魯棒性強(qiáng)、應(yīng)用場景廣泛等優(yōu)勢。針對問題(2):本文將快速路主路與輔路看成一個整體系統(tǒng),進(jìn)行路段劃分,給出主輔路系統(tǒng)最小單元模型,并提出了兩種均衡控制方案。方案一是城市快速路主輔路無模型自適應(yīng)預(yù)測均衡控制方案:通過調(diào)節(jié)入口匝道進(jìn)入主路的車輛數(shù),使主輔路系統(tǒng)的車輛分布達(dá)到局部均衡效果,同時對主路車輛均衡分布起到了促進(jìn)作用。方案二是城市快速路主輔路和輔路交叉口的無模型自適應(yīng)預(yù)測均衡控制方案:進(jìn)一步考慮了輔路交叉口信號配時對全局控制的影響,通過同時動態(tài)調(diào)節(jié)輔路交叉口與入口匝道處的車流量,使快速路主輔路和輔路交叉口均達(dá)到均衡的效果,提高了車輛對城市交通路網(wǎng)的利用率。利用MATLAB和VISSIM軟件對所提方案進(jìn)行仿真分析,驗證了所提方案的有效性。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U491
【部分圖文】：

是???ｙ??圖２－２半感應(yīng)控制流程圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｅｍｉ－ａｃｔｕａｔｅｄ?ｓｉｇｎａｌ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ??考慮到次干道上有行人和非機(jī)動車通過，如果沒有機(jī)動車通過次干道，次干??道將持續(xù)保持紅燈狀態(tài)，此時次干道上的非機(jī)動車與行人將無法通行。因此在實??際應(yīng)用中會在主干道的信號燈配時中設(shè)置一個最大綠燈時間用來解決次干道上的??行人與非機(jī)動車的通行問題。??全感應(yīng)信號控制是指在輔路交叉口所有的進(jìn)口道路上均安裝車輛檢測器的感??應(yīng)信號控制方式。此控制方式主要適用于交叉口各個進(jìn)口道交通流量不大ｍｉ，但??車流量波動范圍較大的交叉口。以兩相位信號控制為例，下圖為車輛到來式全感??應(yīng)信號控制流程圖。??１７??

一否??＜ｄ２ｊｊ北最大綠燈時???圖２－３全感應(yīng)信號流程圖??Ｆｉｇ．２－３?Ｆｕｌｌ－ａｃｔｕａｔｅｄ?ｓｉｇｎａｌ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ??２．４城市快速路主輔路均衡控制??２．４．１并行多路系統(tǒng)??并行多路系統(tǒng)指的是在一個系統(tǒng)中有《（？＞２）個處理單元，每一個處理單??１８??

３．１．３主路交通流模型??宏觀交通流模型［６４］公式描述簡單、可以精確的反應(yīng)快速路交通流的動態(tài)特性，??選擇宏觀交通流模型作為主路的交通流模型。??（１）宏觀交通流模型??在主路路段／上，Ａ?＋１時刻的主路車流量密度（Ａ：?＋１）與Ａ?xí)r刻的主路車流量??密度（幻根據(jù)車輛數(shù)的守恒定律可以描述為式（３－１）??／Ｖ，（灸?＋?”?＝?／Ｖ，（々）＋?ｆ?（％，，－丨（灸）＿?？，，（幻?＋?講）－?＇?Ｗ）?（３－１）??式（３－２）所示的是在主路路段／上，Ａ＋?１時刻的車輛的平均速度＼，認(rèn)＋?１）與灸時??刻車輛的平均速度ｖｍ，．（Ａ：）之間的關(guān)系，也稱為動態(tài)速度的經(jīng)驗方程。其中（幻）??具體形式如式（３－句所示。??ｖｍ，，（＾?＋?ｌ）?＝?ｖｍ，（＾）?＋?Ｉ（ｒ（ｐｍ，（＾））－ｖｍ，（Ａ－））?＋??Ｔ?＂、?，?ｖＴ?ＰｍＡｋ））?（３＂２）??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 侯忠生;董航瑞;金尚泰;;基于坐標(biāo)補(bǔ)償?shù)淖詣硬窜囅到y(tǒng)無模型自適應(yīng)控制[J];自動化學(xué)報;2015年04期

2 郭代銀;魯興舉;金尚泰;;快速路入口匝道無模型自適應(yīng)控制及ARM實現(xiàn)[J];森林工程;2015年01期

3 郭海鋒;程君;方良君;彭起濤;;短時預(yù)測下的單點交叉口無模型自適應(yīng)控制方法[J];中國公路學(xué)報;2014年12期

4 馬骕;張玉梅;;高速公路入口匝道控制算法綜述[J];計算機(jī)仿真;2009年01期

5 陳德望,李靈犀,劉小明,宮曉燕,王飛躍;城市高速道路交通控制方法研究的回顧與展望[J];信息與控制;2002年04期

6 席裕庚;動態(tài)不確定環(huán)境下廣義控制問題的預(yù)測控制[J];控制理論與應(yīng)用;2000年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 梅景;城市快速路系統(tǒng)的無模型自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制研究[D];北京交通大學(xué);2018年

2 朱文銅;城市高架路出口匝道設(shè)置及與相鄰交叉口協(xié)調(diào)控制研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 程志輝;基于MFAC的快速路主輔路系統(tǒng)均衡控制[D];北京交通大學(xué);2015年

4 黃阿瓊;城市快速路主輔路交通流分析與控制方法研究[D];北京交通大學(xué);2011年

5 陳思;多交叉口的無模型自適應(yīng)控制[D];北京交通大學(xué);2011年

6 趙歡;單信號交叉口綠燈時間無模型自適應(yīng)控制[D];北京交通大學(xué);2009年

7 張學(xué)志;基于模糊邏輯的城市交通單路口復(fù)合式信號控制[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

本文編號：2886514