【博士】城市快速路入口匝道控制研究【2006】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2006年　　城市快速路的在城市交通中的重要地位和經(jīng)常處于擁擠的現(xiàn)狀，對入口匝道控制提出了迫切需求。城市快速路的交通運行模式不同于城市地面道路和高速公路，故有必要研究與之相適應(yīng)的交通控制策略和方法。　　匝道調(diào)節(jié)在我國城市快速路管理中一直未得到應(yīng)用，其中的一個原因是對其必要性存在顧慮。本文通過理論分析引證了入口匝道調(diào)節(jié)對改善路網(wǎng)效率的作用。在分析實際數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，匝道車流的到達因受到地面交叉口信號燈的作用而呈現(xiàn)出不均勻性，并且無論主線處于暢通或是擁擠狀態(tài)，不均勻到達的匝道車流都造成主線運行擾動現(xiàn)象。擾動現(xiàn)象為實施匝道調(diào)節(jié)控制的必要性提供了直接論據(jù)?！　「鶕?jù)入口匝道是否有替代路徑、是否已實施調(diào)節(jié)控制，本文將匝道控制問題分為三類：有替代路徑時的匝道控制、無替代路徑時的匝道調(diào)節(jié)和無調(diào)節(jié)措施的匝道關(guān)閉?！　』诔鞘锌焖俾放c地面道路的相互關(guān)系，以及匝道關(guān)閉的OD重分布效應(yīng)，設(shè)計了有替代路徑時的快速路入口匝道控制策略和流程?？刂撇呗詾椤耙钥焖俾窞橹?、兼顧地面道路”，控制流程集成了匝道調(diào)節(jié)與關(guān)閉兩種方式。從實用和可靠的角度考慮，建議當前應(yīng)用中采用啟發(fā)式控制算法，并結(jié)合控制策略對Bottleneck算法進行了修正，提出了匝道瓶頸的概念和調(diào)節(jié)率修正方法。排隊空間和排隊管理策略是匝道調(diào)節(jié)系統(tǒng)得以成功應(yīng)用的關(guān)鍵。針對城市快速路匝道排隊空間小和匝道存在替代路徑的特點．對常用排隊管理策略進行分析后，提出無空禁用的管理策略，并對具體的管理方式進行了初步設(shè)計。匝道調(diào)節(jié)工程的實施需要逐步開展。為給入口匝道調(diào)節(jié)工程的優(yōu)先排序提供決策依據(jù)，本文建立了評價匝道流量到達模式的不均勻度指標?！　≡谀承┣闆r下，城市快速路入口匝道不存在替代路徑。結(jié)合無替代路徑時城市快速路入口匝道調(diào)節(jié)特點，提出兩種新的匝道調(diào)節(jié)算法。與已有算法相比，新算法有助于降低匝道延誤。本文對實施調(diào)節(jié)控制所需要的最小排隊空間進行研究，為分析實施匝道調(diào)節(jié)的可行性提供依據(jù)。　　結(jié)合實際交通數(shù)據(jù)，本文對無調(diào)節(jié)措施時的匝道關(guān)閉問題進行了研究，包括典型案例分析、定時關(guān)閉和動態(tài)關(guān)閉的位置選擇、關(guān)閉決策流程及相關(guān)方法等。　　匝道控制中是否應(yīng)該采取關(guān)閉措施，即與當前交通狀態(tài)有關(guān)，也與未來交通系統(tǒng)短時變化有關(guān)。本文提出基于非參數(shù)回歸的短時流量預(yù)測方法，著重對狀態(tài)向量構(gòu)造、近鄰的選擇和權(quán)函數(shù)的確定做了研究。真實數(shù)據(jù)的檢驗表明預(yù)測誤差低于7％?！　∽詈缶瓦M一步研究方向進行了簡要的討論?！　?

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