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高速公路汇流瓶颈区可变限速控制策略研究
| 论文题名： | 高速公路汇流瓶颈区可变限速控制策略研究 |
| 关键词： | 高速公路;汇流瓶颈区;可变限速;控制策略 |
| 摘要： | 在高速公路系统中，匝道与主线连接路段是一个明显的交通瓶颈。在入口匝道处，主线上游车辆与匝道排队等待进入高速公路的车辆在此汇合，交通需求量大，交通运行情况复杂，易产生通行能力下降现象。可变限速技术基于一定的控制策略，通过对交通环境参数的检测，实时调整上游限速值，控制到达下游瓶颈区的车辆数。实践表明，可变限速控制技术对提高高速公路瓶颈区行车安全和通行效率具有积极的作用。因此，本文针对汇流瓶颈区的交通流运行特征，进行了可变限速控制策略研究。 首先，利用真实孤立汇流瓶颈区的交通流检测数据，分析了发生通行能力下降时的交通参数变化，并根据瓶颈区速度，占有率和消散率的变化情况将瓶颈的形成划分为三个阶段。然后利用VBA语言，在考虑可变限速控制和通行能力下降对基本细胞传输模型进行修正的基础上，搭建了基于汇流瓶颈区的可变限速仿真平台。利用真实交通流数据对仿真平台进行了参数标定，并选取了关键密度作为本文可变限速策略的控制目标。 之后，在介绍了可变限速系统架构的基础上，提出了旨在防止通行能力下降，提高汇流瓶颈区通行效率的可变限速基本控制策略。策略以占有率为判断条件，通过上游限速值调节构造一个低流量、高密度的可控限速区，将通过下游瓶颈区的流量维持在通行能力附近。在阐述了具体实施细节及控制机理后，与无控制下的交通流参数进行了对比，分析了控制策略下的占有率时空图和瓶颈区交通特性参数的变化情况，并结合通行效率指标对可变限速基本控制策略的控制效果进行了评价。 最后，结合强化学习无需建立模型，具有自适应智能学习的特点对汇流区可变限速基本控制策略进行了优化，提出了基于强化学习算法的汇流区可变限速控制策略。在对算法中关键要素进行设计后，在仿真平台上实施了控制策略。并通过与基于反馈控制的可变限速基本控制策略进行比较，验证了强化学习策略在改善汇流瓶颈区交通流运行状况和提高瓶颈区通行效率方面具有的优越性。 |
| 作者： | 段荟 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 刘攀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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