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探究交通城市交通系统运转状态评估与制约对策

收藏本文 2024-01-14 点赞:12347 浏览:48080 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:目前,城市交通拥堵已经成为一个普遍有着的国际性难题,制约和缓解交通拥堵是城市进展的当务之急。然而,人们对城市交通系统运转状态的认识始终缺乏充分的、准确的、全面的估计和把握,使得交通制约和缓解措施有着一定的盲目性。而城市交通拥堵又是城市交通需求和交通供给之间矛盾的突出体现,由此有必要开展以两者相互作用为原理的城市交通系统运转状态评估的探讨(本论文第二三四章),在此基础上以不同角度深入探讨交通拥堵的特性与传播规律(本论文第五章),进而提出缓解交通拥堵的制约对策(本论文第六章)。具体来讲,本论文的探讨工作主要包括以下几个方面:1.考虑偏差和容量限制的动态0D估计模型探讨实时的交通需求是城市交通系统运转状态评估的重要输入数据。为此本论文建立了考虑浮动车数据和容量限制的广义最小二乘动态OD估计模型以及考虑偏差的卡尔曼滤波动态OD估计模型与算法。通过将估计的或预测的动态OD加载到城市交通网络,以而对城市交通系统运转状态进行评估或预测,由此可以对城市交通拥堵进行预判断,进而通过提前发布诱导信息或制定相应的交通拥堵制约对策,发挥主动交通的作用,防堵于未然。2.大规模交通网络实时路径搜索算法探讨在对城市交通系统运转状态评估的仿真实现中,每辆车都必须沿着特定的路径以其当前位置移动到其目的地。由此核心不足之一就是如何保证仿真系统高效的在线运转,减少计算量,并快速有效的产生路径与存储。本论文提出了新的有效路径产生与存储的设计思想,给出了大规模交通网络有效路径的产生算法,并设计了支持海量路径数据的存储及高效检索的数据结构。算法充分利用有效路径的递归特性,降低不足的规模,实现了较小空间花费下的海量路径随机查询。提升了大规模交通网络中实时路径搜索和产生不足的计算速度,节省了计算机存储资源。3.基于改善交通流模型的系统运转状态评估探讨本论文采取道路交通流和网络交通流相结合的策略,综合运用剖析和仿真手段探讨城市交通系统运转状态的评估。详细介绍了以需求仿真和供给仿真的交互作用为原理的城市交通系统运转状态评估的基础论述。改善了作为核心内容的交通流模型,设计了详细的城市交通系统运转状态评估的仿真流程,提出了保证交通流模型各向异性的处理策略,以而构建了可以进行系统仿真的基础平台,为较准确的进行城市交通系统的运转状态评估提供了论述策略。4.基于网络结构的交通拥堵复杂特性探讨为了深刻理解城市交通拥堵的复杂机理和特性,本论文基于复杂性论述探讨了网络拓扑结构对城市交通拥堵的传播规律及其复杂特性的影响,浅析了网络上的交通动力学特性。仿真结果表明,网络相似度检测数较大边上容易发生交通拥堵,而且网络结构对城市交通拥堵及其传播具有较大的影响,结论有助于制定消除交通拥堵的有效制约对策以及提出交通规划的合理案例。针对规则网络利用双向格子网络上事故引发的交通拥堵,探讨了其形成与消散历程,并以网络中各条路段上的平均流量、密度、速度为指标进行了交通网络拥堵情况的评价与浅析。5.交通拥堵制约预防对策探讨本论文针对事故条件下双向格子网络上的交通拥堵不足,提出了树控信息反馈对策(Tree Control Feedback Strategy,简称TCFS),同时提出了缓解常规通拥堵的预测信息诱导对策和区域信号优化制约对策。其中,信号优化制约对策利用双层规划的思想,针对一般性的交通网络,将网络中车辆的平均旅行延误、队列长度、和交叉口通过量等指标作为优化目标建立了区域网络信号优化模型,并设计了同时扰动随机近似(Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation,简称SPSA)的求解算法。探讨结果表明制约对策均能够在一定程度上缓解交通拥堵,网络整体运转情况有了显著改善。关键词:城市交通拥堵论文网络交通模型论文交通仿真论文信号制约论文交通预测论文

    致谢5-6

    中文摘要6-8

    ABSTRACT8-15

    1 绪论15-29

    1.1 论文的探讨背景及作用15-16

    1.1.1 探讨背景15-16

    1.1.2 探讨作用16

    1.2 探讨近况16-25

    1.2.1 道路交通流17-19

    1.2.2 网络交通流19-22

    1.2.3 交通仿真22-25

    1.3 交通拥堵情况浅析25-26

    1.4 交通拥堵原因浅析26-27

    1.5 论文的主要探讨内容及结构27-29

    2 考虑偏差和容量限制的动态OD估计模型探讨29-43

    2.1 引言29-30

    2.2 动态OD估计算法30-38

    2.2.1 广义最小二乘OD估计模型32-33

    2.2.2 容量约束33-34

    2.2.3 卡尔曼滤波动态OD估计模型34-35

    2.2.4 回归系数矩阵的估计35-37

    2.2.5 序贯卡尔曼滤波算法设计37-38

    2.3 仿真算例38-41

    2.3.1 泰安岱宗大街实例38-40

    2.3.2 简单网络图的OD估计浅析40-41

    2.4 本章小结41-43

    3 大规模交通网络实时路径搜索算法探讨43-59

    3.1 引言43-44

    3.2 路径产生算法设计44-49

    3.2.1 算法思想44-45

    3.2.2 不足描述45-47

    3.2.3 定义47-48

    3.2.4 传统算法思想48

    3.2.5 改善的算法思想48

    3.2.6 路径产生算法48-49

    3.3 路径遍历算法设计49-56

    3.3.1 传统存储思想49-50

    3.3.2 递归存储思想50-52

    3.3.3 数据结构设计52-54

    3.3.4 最短路不足的存储结构优化54-55

    3.3.5 路径遍历算法55

    3.3.6 算法及数据结构浅析55-56

    3.4 算法的运用56-58

    3.5 本章小结58-59

    4 基于改善交通流模型的系统运转状态评估探讨59-79

    4.1 引言59-60

    4.2 网络状态估计的技术原理60-62

    4.3 交通需求仿真62-64

    4.3.1 概述62-63

    4.3.2 仿真流程63-64

    4.4 交通供给仿真64-75

    4.4.1 交通网络基本构成元素64

    4.4.2 交通网络有向图模型64-65

    4.4.3 交通流模型65-70

    4.4.3.1 静态排队模型66

    4.4.3.2 速度模型66-68

    4.4.3.3 车辆移动模型68-70

    4.4.4 交通流模型的各向异性处理70-72

    4.4.5 网络交通仿真流程72-75

    4.5 交通拥堵指数的评价指标75-76

    4.6 实例浅析76-77

    4.7 本章小结77-79

    5 基于网络结构的交通拥堵复杂特性探讨79-97

    5.1 引言79-80

    5.2 网络拓扑构建80-87

    5.2.1 仿真环境81-82

    5.2.2 仿真结果及其浅析82-87

    5.3 向格子网络上交通拥堵的传播特性87-96

    5.3.1 基本检测设87-88

    5.3.2 交通拥堵传播的空间结构88-90

    5.3.3 单一事故的仿真及结果浅析90-92

    5.3.3.3 仿真环境90-91

    5.3.3.4 仿真结果及浅析91-92

    5.3.4 多起事故的仿真及结果浅析92-96

    5.3.4.1 仿真环境92-93

    5.3.4.2 仿真结果及浅析93-96

    5.4 本章小结96-97

    6 交通拥堵制约预防对策探讨97-119

    6.1 引言97-98

    6.2 树控信息反馈对策98-103

    6.2.1 反馈制约对策98-100

    6.2.2 仿真环境100-101

    6.2.3 仿真结果及浅析101-103

    6.3 预测信息诱导对策103-108

    6.3.1 基本概念104

    6.3.2 基于预测信息的交通诱导框架104-106

    6.3.3 出行者对诱导信息的响应106-107

    6.3.4 预测信息诱导对策107

    6.3.5 实例浅析107-108

    6.4 信号优化制约对策108-117

    6.4.1 信号优化模型109-110

    6.4.2 基于SPSA的求解算法设计110-112

    6.4.3 算例与仿真探讨112-117

    6.4.3.1 仿真环境112-115

    6.4.3.2 仿真结果及浅析115-117

    6.5 本章小结117-119

    7 探讨结论与工作展望119-123

    7.1 探讨总结119-120

    7.2 探讨工作展望120-123

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