基于短时交通流预测的区域交通协调控制研究

作     者：求英浩 

作者单位：浙江师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：毛程远

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0838[工学-公安技术] 

主      题：交通流预测 车头时距 子区划分 控制模型 

摘      要：随着城市化的进程不断加速,人们的生活水平显著提高,交通出行需求急剧增加,路网的建设长度和密度也越来越大。与此同时,交通拥堵问题也随之产生,这很大程度上制约了城市的发展和人们生活水平的提高。对路网上的交通流运行进行合理的分析、有序的疏导和整体的控制,是减少交通拥堵的有效方式和手段。因此,如何从区域控制范围内的路网整体角度出发,施行符合交通状况的信号协调控制方式是解决交通拥堵的新要求。针对现有的区域交通协调控制方式的不足,结合交通信号控制技术的发展状况,提出基于短时交通流预测的区域交通协调控制方法,通过对交通流变化趋势提前预判,制定出相应的协调控制方案。本文主要对交通控制子区的划分和区域交通协调控制的方式进行了研究。主要研究内容如下:（1）基于短时交通流预测的交叉口绿灯放行时间计算方法。分析了信号交叉口绿灯放行时间与绿灯需求时间差异的原因,在考虑车辆到达与消散特征的基础上,对通行车辆的车型组成和车头时距进行研究。运用短时交通流预测,提出了改进的绿灯放行时间计算方式,实现感应信号控制可变的单位绿灯延长时间。（2）分析区域交通控制子区划分方法。在研究子区划分基本单元和影响划分因素的基础上,制定子区划分策略。通过对相邻交叉口最大-最小原则的子区初始划分,再结合相邻交叉口的流量相似度和周期相似度的计算方法,设计出子区划分流程。随着区域路网交通流的变化,不断切换子区的协调控制范围,实现动态的子区切换。（3）研究基于短时交通流预测的区域交通协调控制的方法。根据区域协调控制的相关参数,分析协调控制的思路,建立基于短时交通流预测的区域交通协调控制模型;设计区域交通的分层控制系统,并对其结构和功能模块进行研究;分析和求解区域交通协调控制的约束条件,制定区域交通协调控制流程。最后选取合适的案例并对区域协调控制的关键参数进行了分析,运用Vissim仿真软件,对比区域协调控制前后的相关数据,验证了这种区域交通协调控制方法对降低区域交通的延误时间、缓解交通拥堵的有效性。