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基于metanet模型的高速公路主线局部缩减路段可变限速方法研究

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基于METANET模型的高速公路主线局部缩减路段可变限速方法研究

《工业建筑》2018年全国学术年会

作者：陈维庞俊恒吴勇杨建国云南建设基础设施投资股份有限公司云南省岩土工程技术研究中心中冶建筑研究总院有限公司

高速公路因路段施工或发生交通事故致使局部道路缩减从而形成交通瓶颈,为提高高速公路局部缩减路段的通行效率和行驶安全,避免自由流车辆在该路段突然降低车速发生交通事故,应对道路缩减段以及其上游路段进行限速。文章选用以速度预测... 详细信息

高速公路因路段施工或发生交通事故致使局部道路缩减从而形成交通瓶颈,为提高高速公路局部缩减路段的通行效率和行驶安全,避免自由流车辆在该路段突然降低车速发生交通事故,应对道路缩减段以及其上游路段进行限速。文章选用以速度预测为核心的metanet交通流模型作为本文可变限速控制的基础交通流模型,并改进了模型中的驾驶员反应时间,使得模型更适合高速公路瓶颈区交通流特性,以总通行时间和总周转量两个指标作为优化目标函数,采取预测性控制框架建模的方法建立了瓶颈路段可变限速控制策略,并基于实际交通需求,利用MATLAB仿真的方法,评价了本文建立的可变限速策略,仿真结果显示:有效控制范围内,可变限速控制方法使车辆的总通行时间减少10.8%,改善道路交通服务水平。

关键词：可变限速控制道路缩减 metanet模型高速公路

来源： cnki会议评论

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快速路可变限速与匝道控制协同优化策略

交通运输系统工程与信息 2017年第2期17卷 68-75页

作者：周浩胡坚明张毅孙瑞清华大学自动化系北京100084

可变限速控制和匝道控制是快速路交通控制的主要手段,本文对两者的协同优化策略进行了研究.借助智能车路协同系统强大的信息感知能力,通过引入微观交通流信息,对经典metanet模型进行了改造,构建了可变限速控制影响下的微观metanet模型,... 详细信息

可变限速控制和匝道控制是快速路交通控制的主要手段,本文对两者的协同优化策略进行了研究.借助智能车路协同系统强大的信息感知能力,通过引入微观交通流信息,对经典metanet模型进行了改造,构建了可变限速控制影响下的微观metanet模型,实现了一种新的可变限速控制策略,同时,采用ALINEA算法,对入口匝道进行了优化控制,实现了两者的协同优化.最后,基于实际道路和交通流数据搭建了仿真平台,对微观metanet模型和协同优化策略的有效性进行了验证.仿真结果表明,微观metanet模型具有良好的交通流预测效果,协同优化策略能有效地改善快速路交通流状态.

关键词：智能交通可变限速控制匝道控制 metanet模型 ALINEA算法快速路智能车路协同系统

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基于分车型限速的高速公路可变限速控制方法

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2015年第6期39卷 1125-1129,1134页

作者：张存保周斌江周夏银霞武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063 武汉理工大学水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心武汉430063

针对高速公路可变限速控制问题,分析了现有高速公路动态交通流模型存在的不足,提出了适用于分车型限速的动态交通流改进模型,并建立了面向分车型限速的可变限速控制模型和求解算法.运用Vissim软件开展了仿真实验.结果表明,与固定限速方... 详细信息

针对高速公路可变限速控制问题,分析了现有高速公路动态交通流模型存在的不足,提出了适用于分车型限速的动态交通流改进模型,并建立了面向分车型限速的可变限速控制模型和求解算法.运用Vissim软件开展了仿真实验.结果表明,与固定限速方式相比,分车型可变限速控制方式下相邻路段最大车速差从15.9km/h降至8.4km/h,降幅为47.2%;车辆总体平均车速从73.2km/h升至83.1km/h,提高了13.5%;车辆总体行驶里程从112 754km增加到124 706km,增加了10.6%.同时,分车型可变限速控制可有效缓解高速公路瓶颈路段的交通拥堵状况.

关键词：公路运输可变限速控制 metanet模型高速公路交通控制

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雾天区域高速公路网交通运行状态建模与分析

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2021年第1期45卷 93-98页

作者：冯文燕张存保曹雨张泰文罗舒琳武汉理工大学智能交通系统研究中心武汉430063 交通安全应急信息技术国家工程实验室北京100011

为分析雾天环境下区域高速公路网的交通运行状态,基于metanet模型建立考虑能见度因素的雾天环境下区域高速公路网交通流模型,并利用实测数据对模型相关参数进行了标定.分别从交通运行效率和交通安全两个方面构建雾天环境下区域高速公路... 详细信息

为分析雾天环境下区域高速公路网的交通运行状态,基于metanet模型建立考虑能见度因素的雾天环境下区域高速公路网交通流模型,并利用实测数据对模型相关参数进行了标定.分别从交通运行效率和交通安全两个方面构建雾天环境下区域高速公路网交通运行状态评价指标,结合湖北省高速公路网局部团雾环境进行分析,结果发现:在同一交通需求水平下,路网拥堵里程和高风险路段里程在能见度为100和200 m时相比300 m时分别增加了70%(66.7%)以上和20%(25%)以上;在同一能见度下,路网拥堵里程和高风险路段里程在交通需求为状态3和状态2下比状态1分别增加了88.9%(87.5%)以上和33.3%(50%)以上,表明雾天和过大交通需求都会加剧路网的拥堵程度和安全风险水平,且交通安全状态与交通运行效率同步变化.

关键词：区域高速公路网雾天环境 metanet模型交通运行效率交通安全

基于车路协同的快速路合流区可变限速控制方法

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第9期43卷 68-77页

作者：邬岚任斯奇陈茜韩辰球南京林业大学汽车与交通工程学院江苏南京210037 东南大学交通学院江苏南京210096 杭州海康威视数字技术股份有限公司浙江杭州310051

针对快速路合流区通行效率低的问题,利用车路协同环境下实时信息采集与交互技术,基于Gipps安全距离模型,对metanet模型进行改进;将动态安全距离融入可变限速控制中,建立起主线可变限速的控制方法和模型,引导匝道车辆利用主线可插间隙汇... 详细信息

针对快速路合流区通行效率低的问题,利用车路协同环境下实时信息采集与交互技术,基于Gipps安全距离模型,对metanet模型进行改进;将动态安全距离融入可变限速控制中,建立起主线可变限速的控制方法和模型,引导匝道车辆利用主线可插间隙汇入,提高了快速路合流区的通行效率和匝道汇入的成功率;利用VISSIM与MATLAB联合搭建仿真控制环境,在不同流量下对所提出的控制策略进行仿真评估。研究结果表明:在中、高流量下,可变限速的控制策略使得速度分别提升了8.75%、 9.28%,密度分别降低了9.45%、 9.77%,行程时间分别降低了9.29%、 8.88%;延误分别降低了9.21%、 8.84%;证明了该可变限速控制策略能提升合流区通行效率,改善交通流运行状态。

关键词：交通工程合流区车路协同可变限速控制安全间距 metanet模型

基于遗传模糊算法的高速公路入口匝道自适应控制

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测控技术 2011年第5期30卷 73-76,80页

作者：李斌丽曲仕茹西北工业大学自动化学院陕西西安710129

研究了在高速公路路网中入口匝道的控制问题。为达到在车流高峰时减少交通拥塞的目的使用了一种自适应控制方法:在基于高速公路的宏观动态模型上,用遗传算法调整模糊集合的参数来校准模糊控制器,从而使得网络中总的时间消耗(TTS)保持最... 详细信息

研究了在高速公路路网中入口匝道的控制问题。为达到在车流高峰时减少交通拥塞的目的使用了一种自适应控制方法:在基于高速公路的宏观动态模型上,用遗传算法调整模糊集合的参数来校准模糊控制器,从而使得网络中总的时间消耗(TTS)保持最小。在自适应控制的总体设计框架下,用基于目的地独立的metanet模型来调整控制器,最后给出了仿真结果。为了证明该方法的有效性,把该方法和传统的Alinea控制器方法和只有模糊控制器而没有自适应控制的方法分别作了比较,并且通过实例对控制器进行了评价。结果表明:自适应遗传模糊控制器在保持计算简单性特点的同时,很好地增强了高速公路交通网络的控制性能。

关键词：入口匝道控制模糊控制遗传算法 metanet模型

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高速公路主线瓶颈区可变限控制研究

高速公路主线瓶颈区可变限控制研究

作者：庞俊恒西南交通大学

学位级别：硕士

高速公路因局部路段施工或发生交通事故致使行车速度和通行能力降低从而形成交通瓶颈,为提高交通瓶颈区的通行效率和行驶安全,避免自由流车辆在交通瓶颈区突然降低车速发生交通事故,应对交通瓶颈区以及其上游路段进行限速,而可变限速控... 详细信息

高速公路因局部路段施工或发生交通事故致使行车速度和通行能力降低从而形成交通瓶颈,为提高交通瓶颈区的通行效率和行驶安全,避免自由流车辆在交通瓶颈区突然降低车速发生交通事故,应对交通瓶颈区以及其上游路段进行限速,而可变限速控制方法能有效应对不同的限速要求,其分级限速措施可以实现车速级差较大时的速度安全梯度下降,保证高速公路行车安全。首先,论文对原有高速公路限速采用的交通流模型的适用性条件进行分析,选用以速度预测为核心的metanet交通流模型作为本文可变限速控制的基础交通流模型,并改进了模型中的驾驶员反应时间,使得模型更适合高速公路瓶颈区交通流特性,利用相关数据对模型中道路属性参数进行了标定。其次,在分析可变限速设置原则和流程的基础上,本文以总通行时间和总周转量两个指标作为优化目标函数,采取预测性控制框架建模的方法建立了瓶颈路段可变限速控制策略,并基于实际交通需求,利用MATLAB仿真的方法,评价了本文建立的可变限速策略,仿真结果显示:有效控制范围内,可变限速控制方法使车辆的总通行时间减少10.8%,改善道路交通服务水平。本文在分析驾驶人特性的基础上,以VISSIM交通仿真的方法建立了速度降幅和路段冲突率之间的关系,仿真结果表明:车速降幅在35km/h-45km/h时,冲突率达到最小。在道路安全速度约束的基础上建立了瓶颈路段分级限速策略,并给出了速度值和级数划分的方法;利用施工区路段影响划分的标准,以三级限速为例,修正了警告区的长度。

关键词：可变限速控制瓶颈路段分级限速 metanet模型高速公路

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快速路瓶颈区拥堵传播建模及车速控制研究

快速路瓶颈区拥堵传播建模及车速控制研究

作者：周建伟青岛理工大学

学位级别：硕士

随着城市交通需求量的快速增长,快速路呈现出不同程度的拥堵,交通瓶颈是其拥堵产生的主要原因。为此,研究快速路瓶颈区域的交通流运行状态、拥堵传播特性及控制方法,已经成为抑制快速路拥堵蔓延的关键环节。本文以城市快速路瓶颈路段为... 详细信息

随着城市交通需求量的快速增长,快速路呈现出不同程度的拥堵,交通瓶颈是其拥堵产生的主要原因。为此,研究快速路瓶颈区域的交通流运行状态、拥堵传播特性及控制方法,已经成为抑制快速路拥堵蔓延的关键环节。本文以城市快速路瓶颈路段为研究对象,对拥堵状态的参数特征、状态判别,以及时空扩散特性、限速控制方法展开研究,为快速路的交通管理与控制提供相关理论依据及方法手段。主要研究内容如下:首先,分别从瓶颈路段上下游(纵向)及同一段面不同车道(横向)入手,对比分析交通流三参数时变规律及相互关系分析,定量描述瓶颈路段交通流的参数特征,为判别瓶颈路段交通流拥堵状态及传播特性提供依据。其次,将交通流三参数与尖点突变理论相结合,构建交通状态判别模型,确定三相流的判别方法,对交通流拥堵状态进行有效判别。引入车流期望速度分布率作为控制变量,修正参数上下阈值,使微观交通参数更准确的反映交通流状态,并通过交通负荷度等评价指标验证了判别方法的有效性。然后,以快速路匝道净入量为切入点,剖析实际道路拥堵激活条件,进而分析快速路瓶颈路段的拥堵传播条件,并结合尖点突变平衡曲面方程,构建拥堵时空扩散模型,通过解析模型的方法对具备匝道调节的拥堵蔓延进行合理预测。最后,提出改进粒子群算法的可变限速控制方法,考虑控制部分区域车速从而抑制瓶颈路段拥堵扩散蔓延。在metanet模型标定过程中,利用单纯形算法及模拟退火算法改进PSO算法,提高算法精度,并对所得模型结果进行仿真对比与效果评价,通过密度时空分布验证可得车辆通过瓶颈总时间减少15.3%,结果表明,该控制方法有效抑制了拥堵传播蔓延,大大提高了快速路瓶颈区的通行效率。

关键词：快速路瓶颈区尖点突变理论拥堵传播 metanet模型改进粒子群算法

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高速公路客货分道模型预测控制方法研究

高速公路客货分道模型预测控制方法研究

作者：何磊东南大学

学位级别：硕士

高速公路客车、货车之间存在相互干扰,降低了高速公路行驶的安全性,容易出现客货车之间的追尾、刮擦事故,且货车参与的客货相撞交通事故往往人员伤亡严重,造成严重的社会影响。为客车、货车设立单独的行驶车道,实现客货车辆分离行驶,可... 详细信息

高速公路客车、货车之间存在相互干扰,降低了高速公路行驶的安全性,容易出现客货车之间的追尾、刮擦事故,且货车参与的客货相撞交通事故往往人员伤亡严重,造成严重的社会影响。为客车、货车设立单独的行驶车道,实现客货车辆分离行驶,可以避免车辆之间的干扰。但现阶段客货分道的管理以静态控制为主,无法随着交通状态的变化实时调整客货分道方案,本文提出高速公路客货分道模型预测控制方法,对路段进行客货分道方案的动态调整,提高高速公路客货车辆通行效率。首先对高速公路各类车辆进行客货车分类,设计不同场景下客货分道方案。对比不同客货分道控制方法,提出客货分道主动控制系统的整体结构,将研究路段分为预测段、过渡段、控制段,预测段用于预测进入控制段的车流量,过渡段用于车辆提前进行车道选择,控制段用于实施客货分道控制方案。然后,改进经典metanet交通流模型,建立分车型的metanet交通流模型,用于预测段交通流状态估计。确定交通流模型需要标定的参数,以流量预测误差与速度预测误差为优化目标建立适应度函数,利用模拟退火算法对参数进行标定。其次,以预测段分车型metanet交通流模型作为预测模型,选取预测步长过渡段驶入车流量作为优化所需预测值。改进BRP道路阻抗函数作为优化目标函数,设计最优客货分道方案计算方法。提出客货分道分段切换流程,以可变信号标志为基础,设计客货分道方案信息发布方式。最后,利用SUMO仿真软件搭建研究路段仿真平台,基于仿真二次开发实现高速公路主线客货分道模型预测控制方法。改变扩样系数,调整交通需求,分析不同车道环境下客货分道模型预测控制方法的适用条件。基于客货分道方案的实时调整情况,运行效率,道路瞬时交通状态,对比分析不同客货分道控制方法的控制效果。仿真结果显示,本文提出的模型预测控制方法在客货波动明显的路段,通过动态的客货分道方案调整,能有效提高道路行程速度与交通流量,降低车辆延误与行程时间,消除了反馈控制的滞后性,相比客货分道静态控制与反馈控制方法有着明显的优势。

关键词：高速公路客货分道 metanet模型模型预测控制交通仿真