【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(jì)大學(xué)交通運(yùn)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(duì)入口匝道控制提出了迫切需求。城市快速路的交通運(yùn)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(gè)原因是對(duì)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(duì)改善路網(wǎng)效率的作用。在分析實(shí)際數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，匝道車流的到達(dá)因受到地面交叉口信號(hào)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(dá)的匝道車流都造成主線運(yùn)行擾動(dòng)現(xiàn)象。擾動(dòng)現(xiàn)象為實(shí)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(shí)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(shí)的匝道控制、無替代路徑時(shí)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(jì)了有替代路徑時(shí)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鳌⒓骖櫟孛娴缆贰?，控制流程集成了匝道調(diào)節(jié)與關(guān)閉兩種方式。從實(shí)用和可靠的角度考慮，建議當(dāng)前應(yīng)用中采用啟發(fā)式控制算法，并結(jié)合控制策略對(duì)Bottleneck算法進(jìn)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(duì)空間和排隊(duì)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(duì)城市快速路匝道排隊(duì)空間小和匝道存在替代路徑的特點(diǎn)．對(duì)常用排隊(duì)管理策略進(jìn)行分析后，提出無空禁用的管理策略，并對(duì)具體的管理方式進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。匝道調(diào)節(jié)工程的實(shí)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(píng)價(jià)匝道流量到達(dá)模式的不均勻度指標(biāo)。　　在某些情況下，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(shí)城市快速路入口匝道調(diào)節(jié)特點(diǎn)，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(duì)實(shí)施調(diào)節(jié)控制所需要的最小排隊(duì)空間進(jìn)行研究，為分析實(shí)施匝道調(diào)節(jié)的可行性提供依據(jù)?！　〗Y(jié)合實(shí)際交通數(shù)據(jù)，本文對(duì)無調(diào)節(jié)措施時(shí)的匝道關(guān)閉問題進(jìn)行了研究，包括典型案例分析、定時(shí)關(guān)閉和動(dòng)態(tài)關(guān)閉的位置選擇、關(guān)閉決策流程及相關(guān)方法等?！　≡训揽刂浦惺欠駪?yīng)該采取關(guān)閉措施，即與當(dāng)前交通狀態(tài)有關(guān)，也與未來交通系統(tǒng)短時(shí)變化有關(guān)。本文提出基于非參數(shù)回歸的短時(shí)流量預(yù)測(cè)方法，著重對(duì)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(shí)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)表明預(yù)測(cè)誤差低于7％?！　∽詈缶瓦M(jìn)一步研究方向進(jìn)行了簡要的討論?！　?

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