摘要：交通与人类文明的进展息息相关,人类自诞生便与交通结缘,远古时代徒步迁徙至今日上天下海,遨游太空,无处不有交通的身影。矛盾总是对立有着,交通的进展推动人类文明进步的同时,也带来一系列的负面不足,如能源浪费、废气排放、噪声污染等,尤其在当前小汽车急剧进展的中国,交通拥堵及其带来的相关社会不足,已经成为政府和老百姓都为之“皱眉”的话题。在交通拥堵的诸多体现形式中,交通溢流无疑是较为严重的一种。所谓交通溢流是指由于道路规划或渠化、交通信号配时等不利因素的影响,导致某一路段某一流向,在特定时间段内累积排队等待通行的交通流队列长度大于路段长度,且排队长度蔓延至下一路段,因其类似容器中的流体超过了容器的容积而产生的溢出现象,故称其为交通溢流。交通溢流危害巨大,在其发生时,若不加以制约,溢流会像“传染病毒”般逐渐蔓延,由单个路段扩散到多个相关路段,乃至整个城市路网,最终路网车辆在交叉口处互锁而导致大规模的交通拥堵,使整个城市的交通处于瘫痪状态,城市基本机能丧失,由此,开展关于交通溢流的机理、理由,以及制约策略的探讨具现实作用。仿真是验证所提论述算法是否正确与优越的较好方式之一,欲搭建交通流仿真平台,首当建立合适的交通流模型。在详尽浅析探讨前人探讨成果,尤其是微观跟驰模型的基础上,考虑到现实中驾驶员类型多种多样,性格脾气、驾驶习惯各异,由此引入驾驶员灵敏度系数的概率分布的思想,提出随机微观交通流跟驰模型；在OVM模型中,无论是在开放性和周期性边界条件下,基于直线运动的交通流跟驰模型已有大量的探讨,而相对于现实中大量有着的弯道道路,报道较少,于是提出弯道交通流跟驰模型,引入圆周运动中的角速度,最大速度等思想,并浅析得到了模型的稳定条件；探讨城市交通流,交通信号灯的影响和作用是不可回避的重要因素,基于此提出信号灯作用下的微观跟驰模型,分别针对队列头车和跟驰车对信号灯的敏感度不同而建模,仿真浅析验证了结果的正确性。实现交通溢流的制约,当先掌握其机理与原因,并在此基础上提出合理有效的识别算法,先识别,后制约,识别是制约的基础,由此接着重点解决交通溢流形成机理、原因及识别的不足。以关联路口的交通流量联系、信号设置联系的角度,以及交叉口延误模型三个因素两种思路情况下,探讨了溢流的形成机理及理由。在浅析路段瞬态最大交通密度的基础上,挖掘传统模型中的交通溢流区域,并通过仿真实验的手段,探讨了溢流情况下路段的速度、密度、速度-密度联系以及交通流波动现象。交通溢流的识别是一项带有较强主观性的认知历程,而模糊论述在处理此类不足较传统策略更有优势,于是提出了基于模糊论述的交通溢流识别算法,建立了模糊推理器,仿真验证了其正确性。交通溢流最常见的形式即为单路段交通溢流,以路网物理结构上而言,单路段溢流也是该种拥堵形式的基础单元,相比于单路口信号制约,溢流的制约涉及溢流的消散和相邻路口多个支路交通流的延误最小等多项复合指标,由此更为复杂,而制约历程中涉及众多的经验知识和交通常识,于是以人工智能思想为指导,提出溢流智能制约器,该制约器由溢流相位差模糊推理器、相位相序设置专家系统、交通流神经网络预测器以及相位时间的模糊推理器四部分组成,能够较为全面的实现“溢流识别—相位差设置—相序设置—交通流预测—相位时间推理—执行制约—效果评价”的流程,在自主开发的仿真平台上进行仿真,并与强制制约进行仿真比较,结果表明,文中所提算法相比于强制制约方式在解决交通溢流制约方面性能更优。目前,包括Paramics、VISSIM在内的国内外流行微观交通仿真软件虽提供有二次开发接口,但在建立自主交通流模型和智能制约算法方面,还有着不足,于是在团队前期研发的交通流微观仿真系统的基础上,针对交通溢流这一具体模拟不足进行了升级改造,阐述了平台的架构、重要仿真实体及其相互联系、车辆制约逻辑和信号制约逻辑及其相互联系,以及交通溢流的仿真设置和运用实例不足,开发具有自主知识产权的仿真平台。最后对全文的探讨革新点和不足之处进行了总结,并就进一步的探讨工作进行了展望。关键词：智能交通论文交通流模型论文交通溢流论文模糊制约论述论文神经网络论文专家系统论文交通延误论文
摘要9-11
ABSTRACT11-14
第1章 绪论14-31
1.1 课题来源14
1.2 选题的背景及作用14-15
1.3 课题探讨近况及不足15-28
1.3.1 交通流论述进展近况16-21
1.3.2 智能算法运用探讨近况21-26
1.3.3 交通溢流探讨近况26-27
1.3.4 未解决的不足27-28
1.4 课题探讨综述28-30
1.4.1 探讨目标与探讨内容28
1.4.2 探讨策略与技术路线28-30
1.5 小结30-31
第2章 微观交通流建模31-57
2.1 随机微观跟驰模型31-41
2.1.1 建立模型31-32
2.1.2 稳定性浅析32-34
2.1.3 数值模拟浅析34-41
2.2 车辆转向跟驰模型41-48
2.2.1 建立模型41-42
2.2.2 稳定性浅析42-46
2.2.3 数值模拟浅析46-48
2.3 元胞跟驰交通流模型48-55
2.3.1 信号灯函数建模49-50
2.3.2 路段头车运动建模50-51
2.3.3 路段跟以车建模51
2.3.4 路口车辆运动建模51-52
2.3.5 仿真浅析52-55
2.4 小结55-57
第3章 交通流溢流机理及识别57-84
3.1 交通溢流形成机理57-67
3.1.1 基于关联流量的机理浅析57-61
3.1.2 基于延误模型的机理浅析61-65
3.1.3 交通溢流形成算例65-67
3.2 溢流交通流特性67-76
3.2.1 路段最大交通密度浅析67-68
3.2.2 传统模型中的交通溢流区68-70
3.2.3 溢流交通流特性模拟浅析70-76
3.3 交通溢流状态模糊识别76-82
3.3.1 交通溢流识别算法描述77
3.3.2 交通溢流模糊推理77-81
3.3.3 仿真浅析81-82
3.4 小结82-84
第4章 路段交通溢流智能制约算法84-118
4.1 算法概述84-87
4.1.1 路网模型84-85
4.1.2 制约目标85-87
4.2 制约器概要探讨87-90
4.2.1 制约逻辑流程87
4.2.2 制约逻辑拓扑87-90
4.3 制约器详细探讨90-110
4.3.1 溢流相位差模糊推理91-93
4.3.2 相位相序设置专家系统93-101
4.3.3 交通流量神经网络预测101-106
4.3.4 相位时间模糊推理106-110
4.4 仿真浅析110-117
4.4.1 基本设置110-111
4.4.2 路口交通流量浅析111-112
4.4.3 溢流识别及消散浅析112-114
4.4.4 路口延误变化曲线114-116
4.4.5 路口延误指标计算116-117
4.5 小结117-118
第5章 交通溢流仿真平台118-126
5.1 平台架构118-119
5.2 主要实体及关联119
5.2.1 交通仿真三要素119
5.2.2 实体间详细联系119
5.3 主要制约逻辑119-123
5.3.1 车辆制约逻辑121
5.3.2 信号制约逻辑121-122
5.3.3 二者联系122-123
5.4 仿真运用123-125
5.5 小结125-126
第6章 总结与展望126-128
6.1 论新点126
6.2 探讨展望126-128
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