客货分离式高速公路主线与匝道协同控制算法研究

为保障高速公路的高效运行,提出适用于客货分离式高速公路主线与匝道协同控制算法.选取被广泛应用的ALINEA模型作为匝道控制的基本模型,再依据高速公路主线上下游交通流的变化进行入口匝道调节,确保入口匝道下游主线的占有率接近期望占有率,使高速公路主线在接近最大交通容量时充分考虑主线上游交通量对匝道调节率的影响,从而实现主线与匝道协同控制.利用Vissim软件进行仿真,结果表明,在运行效率方面,采用协同控制策略的客货分离形式高速公路优于传统ALINEA控制策略的客货分离式高速公路,远优于客货混行、无控制策略的高速公路.     

基于拥堵概率的城市快速路入口匝道控制策略

为解决城市快速路交通拥挤问题,开展快速路入口匝道控制策略研究.采用现行规范与现场数据建立VISSIM微观仿真模型,基于交通仿真分析,建立快速路入口合流区的拥堵概率模型,提出基于拥堵概率的入口匝道控制策略.通过收集主线上游流量以及入口匝道流量,预测拥堵概率;若拥堵概率超过其临界值,则启用入口匝道控制系统,确定匝道入口调节率和信号周期.研究表明,相比无信号控制,基于拥堵概率的快速路入口匝道控制策略能够使拥堵概率降至0.1左右,主线车速提高约20%.     

定时调节算法与感应调节算法在入口匝道控制的应用

入口匝道控制是快速路交通控制系统中应用最广、效果最好的一种控制形式。首先是控制调节驶入主线的交通流量,使得匝道下游的主线流量不超过其通行能力或服务流量。然后是则主要帮助驶入车辆安全地汇入主线,并尽可能地减少驶入车流对主线车流运行的影响。采用适合的控制算法,则可以减少"挤压"或阻滞,避免出现主线车辆被迫变换车道的情况。控制单位时间内允许进入的车辆数通过从而来消除高速公路上的交通拥挤现象。     

定时调节算法与感应调节算法在入口匝道控制的应用

入口匝道控制是快速路交通控制系统中应用最广、效果最好的一种控制形式。首先是控制调节驶入主线的交通流量,使得匝道下游的主线流量不超过其通行能力或服务流量。然后是则主要帮助驶入车辆安全地汇入主线,并尽可能地减少驶入车流对主线车流运行的影响。采用适合的控制算法,则可以减少“挤压”或阻滞,避免出现主线车辆被迫变换车道的情况。控制单位时间内允许进入的车辆数通过从而来消除高速公路上的交通拥挤现象。     

高速公路入口匝道无模型控制研究

高速公路交通系统是具有非线性、随机性、时变性等特性的复杂系统,用传统的数学模型很难准确地描述,因此依赖数学模型的交通流控制存在很大的局限性.建立了一个包含神经网络的无模型高速公路交通流匝道控制系统,这里以入口匝道的放行率(即控制变量)作为神经网络输出,并给出了神经网络的结构和详细的训练算法,其中训练算法采用了SPSA方法.仿真结果表明,该方法能有效地对高速公路入口匝道实施控制,且比一般的神经网络模型具有更强的在线控制能力.     

基于遗传算法的高速公路网入口匝道优化控制

为了实施高速公路路网交通流的优化控制,采用MATANET模型进行路网交通流建模,应用非线性最优控制方法,构造了路网入口匝道的协调控制模型. 该模型应用全局实时交通数据,以缩短行程时间和减少入口匝道排队长度为控制目标,能够提高交通运行效率和有效处理偶发性拥挤. 针对模型的非线性,应用遗传算法对性能指标进行优化,探究不同性能指标的优化对路网交通运行状况的影响. 以南京市周边高速公路路网作为应用实例,验证了所研究模型与优化方法的可行性.     

城市快速路入口匝道控制仿真分析

以深圳春风路高架快速路为例,对不同交通需求水平情况下定时、Alinea、Flow 3种常用入口匝道控制算法的实施效果进行了仿真分析,并详述了各种算法的参数取值.仿真结果表明,入口匝道控制在交通需求高到一定程度的情况下能有效发挥改善主线交通的作用.Alinea和Flow算法总体优于定时控制,但也显著增加了匝道的延误和排队长度.当交通瓶颈与上游2个入口匝道均密切相关时,Flow算法控制效果优于Alinea算法.最后,对在Alinea,Flow算法中引入匝道排队调节的情况进行了仿真分析,结果表明排队检测器离匝道入口的距离是平衡主线拥挤和匝道排队的关键因素.     

入口匝道衔接区域交通流运行机理解析

由于对交通流运行和演变机理解析不足,从而导致入口匝道管理和控制策略缺乏针对性和实际可操作性,采用波动理论方法建立数学模型,分析不同匝道和主线上游流量条件下,合流区、匝道合流区上游、合流区下游及匝道等处的交通流运行状态和交通流的演变规律,解析入口匝道无控制时拥堵的形成和传播机理,从而为相关管理和控制策略的提出和优化提供理论支持.实例分析表明,衔接区域交通流运行规律与实际交通流运行符合较好.     

基于模糊算法的高速公路匝道控制方法

针对高速公路交通拥挤和堵塞问题，提出用模糊控制的方法，在拥挤和堵塞形成之前控制匝道的入口流量，避免交通拥挤和堵塞的形成。分析了交通流的构成和自然条件对交通的影响，然后设计出匝道模糊控制的基本结构，并给出了确定交通状态参数的模糊算法。     

城市快速路入口匝道控制研究综述

入口匝道控制是城市快速路交通缓堵的重要手段。为全面了解其研究现状及发展趋势，回顾了入口匝道控制自提出以来近60 年的发展历程，系统梳理了入口匝道控制逻辑与类别，聚焦入口匝道控制的方法论演进。 研究发现： 入口匝道控制范围从局部最优向全局最优发展；入口匝道控制对象由宏观交通流控制向微观车辆控制发展；入口匝道控制的建模方法从确定、均质和静态等模型假设向考虑交通流随机性、异质性和动态性方向发展；入口匝道控制的求解方法分为数学推导和搜索算法两类，在收敛性和普适性方面各具优势。最后，分析了入口匝道控制研究现状，并指出了未来4 个重要研究方向，包括宏观与微观交通流协同控制、入口匝道控制的抗干扰与自恢复能力提升、大规模快速路网控制的高效可靠求解，以及网联环境下的智能控制技术实现。     

高速公路网动态交通分配离散模型与算法

给出了一个入口匝道流量控制下高速公路网动态交通分配离散模型，其中采用了一个反馈控制，通过调节匝道流量使高速公路各路段的车辆数接近理想值。并给出了求解的迭代算法和算例。     

面向出口匝道拥挤的快速路速度协调控制模型

为缓解快速路出口匝道的交通拥挤,提出了从主线上进行速度协调控制的方法,在现有基于断面的速度协调控制模型的基础上,通过对入口匝道、出口匝道等的修正构建了面向出口匝道的基于车道的速度协调控制模型,描述和预测每个车道的交通流状态,以路网行程时间最短、总通过量最大为优化目标,对每个车道分别进行最佳速度引导.并搭建仿真系统,分析不同交通需求情形下,基于车道和基于断面的速度协调控制策略的实施效果.结果表明:速度协调控制策略更加适用于中高密度,当交通需求量较高时,相比于无控制策略,基于车道和基于断面的速度协调控制模型均能降低车辆平均延误,且在大多数情形下,基于车道的速度协调控制模型效果优于基于断面的控制模型,对缓解交通拥堵、提高交通安全具有一定助益.     

基于动态交通需求估计的高速公路优化控制模型研究

依据动态交通需求估计信息,基于分层递阶的思想,建立了一个高速公路优化控制模型. 模型分为4个主要模块:交通需求预测模块对长时期内总的交通需求进行预测,提前确定将来排队长度的上界;全局最优控制模块预测未来的交通状态,为路网中的各个匝道建立协调约束;交通需求估计模块对真实交通流进行估计;局部反馈控制模块根据对真实交通条件的估计信息及全局最优控制层的寻优结果决定匝道调节率. 仿真结果表明,控制系统具有良好的动态性能,协调了各个匝道之间的利益,实现了高速路网整体性能的优化.     

结合部区域入口匝道协调控制模型

针对进出城市的高速公路与关联城市快速路(简称结合部区域)交通拥堵日益恶化的现象,以结合部区域为研究对象,从结合部区域的匝道控制影响因素分析入手,建立了一种适用于结合部区域的单点入口控制模型和多入口匝道协调控制模型,以京津塘高速公路与北京市三环、四环的结合部区域为例,以实地调研及交通流检测数据为基础,通过仿真验证其有效性,为匝道协调控制实际应用提供理论方法.     

城市快速路入口匝道控制系统

入口匝道控制是缓解快速路交通拥挤最为有效的措施之一.首先介绍了入口匝道控制系统的组成和工作原理,在此基础上,对各种入口匝道控制策略进行了比较研究,分析了各自的优缺点以及适用范围.最后,根据快速路构造上的特点,对入口匝道控制的研究方向进行了展望.     

高速公路入口匝道控制器设计

为了缓解高速公路交通拥堵问题,对强非线性、随机性和不确定性高速公路数学模型进行分析,提出了一种利用模糊PID控制匝道的方法.该方法依据密度偏差及偏差变化实时修正匝道控制参数,调节进入高速公路的车辆数,从而使高速公路的主线车流密度处于理想状态.结果表明,该控制器较具有较好的动态性能,可以使高速公路交通流密度处于期望密度,提高道路使用效率.     

基于PID神经网络的快速路入口匝道控制

鉴于神经网络具有良好的非线性特性,学习能力以及自适应能力,本文将神经网络控制与快速路入口匝道控制结合起来,提出了一种基于PID神经网络的入口匝道的协调控制方法。仿真结果表明,较之于ALINEA控制,该方法能更好地稳定快速路的主线交通流密度。     

基于神经网络预测模型的高速公路递阶控制

利用递阶结构和神经网络来进行高速公路入口匝道控制，其基本思想是：把高速公路作为一个大系统问题，子系统为高速公路的路段，协调控制层负责计算各路段的期望轨线，应用神经网络对各路段交通状态进行预测，并根据预测结果实施控制。给出了控制器的构造方法并进行了仿真实验，实验结果表明，该方法能够有效地消除交通拥挤和维持主线车流稳定。     

基于ALINEA算法的上海快速路入口匝道控制方法

通过分析上海典型匝道--内环内侧武夷路上匝道,将国外运用较为成功的单点控制方法--ALINEA算法,在附加考虑匝道排队长度限制的基础上,运用于实际的工程实践.经过离线模拟,发现主线速度得以提高,同时匝道流量的脉冲性被一定程度地平滑了.故认为:以ALINEA算法为基础的控制方法,适用于上海快速路入口匝道控制.     

城市高速公路网络入口流量控制的双层规划模型及求解算法

采用双层规划模型描述城市高速公路网络的入口（匝道）流量控制问题,设计了基于灵敏度分析法的启发式算法,并给出了一个简单的算例．在双层规划模型中,上层模型使整个网络系统最优,同时使从各个入口（匝道）进入网络的流量最大;下层模型是一个标准的用户平衡模型,用于表示网络中用户的路径选择行为