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我国的城市快速路建设正方兴未艾,已建成快速路的城市在享受到它带来
的幸福后,正在承受它带来的痛苦——城市快速路拥挤。纵观世界各大城市,
城市快速路交通拥挤的主要原因是交通事件的扰动、城市快速路与相邻平行道
路之间缺乏有效的协调控制。在对相关研究进行深入分析探讨的基础上,论文
以协调城市快速路与相邻平行道路控制、缓解城市快速路交通事件拥挤为主要
切入点,进行以下相关研究:
(1)城市快速路与相邻平行道路协调控制策略研究。
在对快速路交通控制策略深入探讨的基础上,对城市快速路采用入口匝道
控制等快速路控制策略的适应性进行了分析,确定并设计了以城市快速路与相
邻平行道路构成通道系统为研究对象的协调控制策略。
同时,论文对城市快速路与相邻平行道路协调控制策略建模进行了讨论,
建立城市快速路和相邻平行道路的通道系统交通流模型,进而形成城市快速路
与相邻平行道路协调控制模型,通过最小化系统旅行时间以优化交叉口绿信比
λl(K)、匝道流入率r(n)(k)和转移率bl(K)等控制变量。
模型的建立侧重考虑了采样周期T、控制周期Tc、交叉口信号周期c及VMS
最小信息转换时间Ts取值及相互关系;利用流体力学模型从通道系统的角度建
立匝道的密度转换方程,解决了城市快速路匝道交通需求难以预测的问题;加
强了对路段入口处密度的“监控”,协调相关控制变量,以避免上下匝道和相邻
平行道路产生排队溢出。
另外,论文利用LINGO语言和MATLAB语言编写仿真程序验证了城市快
速路与相邻平行道路的协调控制策略。通过对系统旅行时间和路段密度的比较,
二者的协调控制不仅减少了通道系统的旅行时间,而且还避免了上下匝道及平
面道路的排队溢出,特别是城市快速路发生交通事件时。
(2)快速路交通事件延误和排队长度实时预测研究。
大多数研究在对快速路交通事件延误和排队长度进行实时预测时,首先需要
精确预测出事件发生期间的交通流量和通行能力、事件持续时间及车辆到达事
件点的时间等参数。事实上,用于确定这些参数的信息是非常复杂的,得到的
这些参数值是模糊的,而其变化范围是可以精确确定的。
论文充分考虑事件发生期间的交通流量和通行能力、事件持续时间及车辆
到达事件点的时间等参数的模糊特性,及事件发生期间的交通流量和通行能力
的模糊关系,运用α截集表示车辆到达离去曲线,建立了交通事件延误和排队
长度模糊预测模型,以实时将延误信息和排队长度信息提供给交通控制系统和
出行者信息服务等系统。
最后,论文利用2001年6月16日发生在美国210-E快速路的交通事件验
证了上述预测模型的可行性,并分析了事件发生期间交通流量和通行能力及事
件持续时间的模糊度变化对延误和排队长度预测结果的影响。
关键词:城市快速路、协调控制、快速路交通事件延误、快速路排队长度、模糊预测。