城市快速路匝道优化控制研究

论文摘要

随着我国社会经济的不断发展,交通需求增长迅速,单纯依靠加快道路建设来缓解城市道路特别是快速路的交通拥挤状况是很难实现的,必须依靠先进的交通管理和控制措施来缓解交通压力,提高道路通行能力,以适应日益增长的交通需求。快速路匝道控制是解决快速路交通拥堵的最直接、有效的方法之一。因此,本论文以城市快速路为研究对象,深入分析了城市快速路的特点及其在城市路网中的功能定位,并对快速路系统的基本路段、辅路、出入口的交通运行机理进行了分析。在借鉴已有成熟理论的基础上具体研究了城市快速路入口匝道优化控制方法及出口匝道辅路控制方法;相邻出入口匝道信号协调控制策略以及基于系统最优的多匝道协调控制方法及其控制目标。在上述研究的基础上,根据城市快速路系统的交通特性分别给出了快速路主路动态交通流模型及快速路辅路交通流模型;结合快速路系统主辅路流量守恒,并以快速路主线服务流量最大为控制目标建立模型;对快速路系统主线流量在低峰、平峰及高峰拥挤的情况下分别给出相应的控制策略,并分别对相应的控制方法采用VISSIM进行模拟验证。最后对本论文的主要研究工作进行总结,并提出了进一步深入研究的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容及思路
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究思路
• 1.4 论文的研究结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 城市快速路系统的交通特性
• 2.1 城市快速路的定义
• 2.2 城市快速路的特点及功能定位
• 2.2.1 城市快速路设计的基本原则
• 2.2.2 城市快速路的特点
• 2.2.3 城市快速路的功能定位
• 2.3 城市快速路的交通特性
• 2.3.1 城市快速路基本路段交通特性
• 2.3.2 城市快速路辅路交通特性
• 2.3.3 城市快速路衔接口交通特性
• 2.4 本章小结
• 第三章 城市快速路匝道控制基本方法
• 3.1 城市快速路匝道定义及其形式
• 3.1.1 城市快速路匝道的定义
• 3.1.2 城市快速路匝道的布置形式
• 3.2 城市快速路入口匝道控制
• 3.2.1 入口匝道控制原理
• 3.2.2 入口匝道关闭
• 3.2.3 入口匝道定时控制
• 3.2.4 入口匝道交通感应控制
• 3.3 城市快速路出口匝道控制基本方法
• 3.3.1 快速路出口匝道关闭
• 3.3.2 快速路出口匝道控制
• 3.4 快速路相邻出入口匝道联动控制方法
• 3.4.1 入口匝道模型
• 3.4.2 出口匝道模型
• 3.4.3 快速路相邻匝道协调控制
• 3.5 基于系统最优的多匝道协调控制方法
• 3.6 本章小结
• 第四章 城市快速路系统拥挤控制方法研究
• 4.1 城市快速路动态交通流模型
• 4.1.1 城市快速路主路动态模型
• 4.1.2 城市快速路辅路排队模型
• 4.2 城市快速路系统交通拥挤判定
• 4.3 快速路主辅路流量守恒方程
• 4.4 控制目标
• 4.5 模型求解
• 4.5.1 基本遗传算法
• 4.5.2 改进的遗传算法
• 4.6 实例应用
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要研究成果
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A（攻读硕士学位期间发表论文目录）