山地城市干線多車道匯入系統(tǒng)管控論文.docx 免費(fèi)下載
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
山地城市干線多車道匯入系統(tǒng)協(xié)調(diào)管控方法研究主要方案實踐證明,城市干線系統(tǒng)是山地城市道路網(wǎng)絡(luò)的生命線,承擔(dān)著山地城市主要交通出行量,提升城市干線交通效率,有利于改善城市整體交通運(yùn)行狀況。由重慶交巡警自主研發(fā)的多車道匯入單點(diǎn)調(diào)控雖已取得一定良效,但單點(diǎn)調(diào)控?zé)o法解決交通“多米諾”現(xiàn)象,對山地城市干線多車道匯入系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)管控能有效緩解這種現(xiàn)象對路網(wǎng)系統(tǒng)造成的擁堵影響。
本文立足于緩解山地城市干線多車道匯入系統(tǒng)的常發(fā)性交通擁堵問題,以山地城市干線系統(tǒng)的多車道匯入信號調(diào)控點(diǎn)為考察對象,首先綜合考慮干線及其影響區(qū)的交通狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度進(jìn)行控制子區(qū)劃分,再從控制子區(qū)邊界調(diào)節(jié)和調(diào)控子區(qū)內(nèi)部的協(xié)調(diào)管控兩方面著手:以維持控制子區(qū)近飽和狀態(tài)為前提,建立調(diào)控系統(tǒng)收益最佳的控制子區(qū)邊界調(diào)節(jié)總量計算方法;同時借鑒SWARM算法整體研究思路,分別提升SWARM1和SWARM2兩部分,建立控制子區(qū)內(nèi)部協(xié)調(diào)管控方法。具體研究內(nèi)容如下:
(1)回顧與闡述入口匝道調(diào)控,及干線協(xié)調(diào)調(diào)控方法的研究現(xiàn)狀。從管控形式全面梳理了入口匝道和干線的管控途徑,對比分析了不同管控途徑特點(diǎn)及適用場景,并對其優(yōu)點(diǎn)和局限性進(jìn)行總結(jié)。結(jié)合已有協(xié)調(diào)管控方法及其運(yùn)用在山地城市干線多車道匯入系統(tǒng)中的局限性,分析了山地城市干線協(xié)調(diào)管控的考察熱點(diǎn)及面臨的挑戰(zhàn)。
(2)調(diào)控子區(qū)劃分途徑研究,需要指出的是。與此同時,將復(fù)雜的山地城市干線系統(tǒng)解耦為多個交通調(diào)控子區(qū)是協(xié)調(diào)管控的第一步。通過路段單元的交通狀態(tài)識別交通擁堵瓶頸點(diǎn)及其擁堵影響區(qū),并對路段交通狀態(tài)劃分等級,按交通狀態(tài)等級對調(diào)控子區(qū)初步劃分,并計算節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度;最終結(jié)合交通狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度確定干線系統(tǒng)控制子區(qū)劃分。
(3)控制子區(qū)間邊界調(diào)節(jié)總量計算方法的構(gòu)建。此外,首先通過分析控制子區(qū)宏觀基本圖,確定各調(diào)控子區(qū)內(nèi)部累計車輛數(shù)與離開路網(wǎng)交通流量的函數(shù)關(guān)系式;再基于博弈論建立以干線系統(tǒng)多子區(qū)整體效益最大化的控制目標(biāo);最后結(jié)合控制子區(qū)MFD和車流方程式建立多調(diào)控子區(qū)間邊界調(diào)節(jié)總量計算途徑,并借助博弈論思想對模型求解。
(4)建立基于子區(qū)延誤最小的擁堵源頭追溯協(xié)調(diào)控制方法。用軌跡材料還原OD來替代傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型對匝道流入率的假設(shè),根據(jù)軌跡數(shù)據(jù)還原控制子區(qū)交通流的OD信息,追溯擁堵源頭,以此精準(zhǔn)掌握匝道車流匯入主線的比例,再結(jié)合調(diào)控子區(qū)邊界調(diào)節(jié)總量,以控制子區(qū)系統(tǒng)延誤最小為調(diào)控目標(biāo),建立主線和匝道的調(diào)節(jié)率計算途徑。
(5)建立基于分層遞階反饋深度優(yōu)化的單點(diǎn)控制方法。分別分析主線與入口匝道,以及銜接交叉口與入口匝道的相互影響,以控制點(diǎn)位延誤最小為管控目標(biāo),計算主線和匝道調(diào)節(jié)率。并通過小步距調(diào)整主線和匝道的調(diào)節(jié)率,進(jìn)行試算,從中選取延誤最小的最優(yōu)解。
(6)實證性研究。值得注意的是,選取重慶市機(jī)場路及其影響區(qū)
(干線總長度約7km,考察區(qū)域約14km2)作為
本文實證考察對象。首先編寫數(shù)據(jù)提取程序獲取實證考察區(qū)域的交通狀態(tài)材料,并計算節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)度,完成調(diào)控子區(qū)的劃分;再采用
本文方法定制協(xié)調(diào)管控方案;最后分別采用VISSIM中的三種不同的評價途徑:車輛路網(wǎng)評價途徑,干線車輛行程時間和延誤評價及路段區(qū)段評價,來驗證
本文的協(xié)調(diào)管控途徑的優(yōu)越性,結(jié)果表明:針對干線多車道匯入系統(tǒng),SWARM提升算法場景相對于無管控場景平均延誤和平均停車次數(shù)分別有效降低了22.06%,28.42%,針對實證研究區(qū)域的干線道路,SWARM優(yōu)化算法相對于現(xiàn)行管控方案的管控效果有明顯改善,干線的平均延誤,平均停車次數(shù)和平均旅行時間分別降低了23.04%,24.08%,19.38%,且擁堵持續(xù)時間和擁堵路段長度都有明顯的改善。由此可證,SWARM優(yōu)化算法對山地城市干線多車道匯入系統(tǒng)的管控效果良好。?簡介:擅長數(shù)據(jù)搜集與處理、建模仿真、程序設(shè)計、仿真代碼、論文寫作與指導(dǎo),畢業(yè)論文、期刊論文經(jīng)驗交流。
?具體問題可以聯(lián)系QQ或者微信:30040983。仿真代碼importnumpyasnp
fromscipy.optimizeimportlinprog
importitertools
classDynamicLaneAllocation:
def__init__(self,num_lanes=4):
self.num_lanes=num_lanes
self.lane_capacity=1800
self.directions=['left','through','right']
defgenerate_traffic_demand(self,time_period='peak'):
iftime_period=='peak':
left=np.random.randint(300,500)
through=np.random.randint(600,900)
right=np.random.randint(200,400)
eliftime_period=='off_peak':
left=np.random.randint(150,300)
through=np.random.randint(300,500)
right=np.random.randint(100,250)
else:
left=np.random.randint(100,600)
through=np.random.randint(200,1000)
right=np.random.randint(50,450)
return{'left':left,'through':through,'right':right}
defoptimize_lane_allocation(self,demand):
total_demand=sum(demand.values())
iftotal_demand==0:
return{k:0forkindemand.keys()}
allocation={}
remaining_lanes=self.num_lanes
sorted_demand=sorted(demand.items(),key=lambdax:x[1],reverse=True)
fordirection,volumeinsorted_demand:
required_lanes=np.ceil(volume/self.lane_capacity)
allocated=min(required_lanes,remaining_lanes)
allocation[direction]=int(allocated)
remaining_lanes-=allocated
ifremaining_lanes<=0:
break
fordirectionindemand.keys():
ifdirectionnotinallocation:
allocation[direction]=0
returnallocation
defcalculate_delay(self,demand,allocation):
total_delay=0
fordirection,volumeindemand.items():
lanes=allocation.get(direction,0)
iflanes>0:
capacity=lanes*self.lane_capacity
ifvolume<=capacity:
delay=0.5*(120-30)*volume/3600
else:
overflow=volume-capacity
delay=0.5*(120-30)*capacity/3600+overflow*2
else:
delay=volume*5
total_delay+=delay
returntotal_delay
defevaluate_configurations(self,demand):
possible_configs=[]
forleftinrange(self.num_lanes+1):
forthroughinrange(self.num_lanes+1-left):
right=self.num_lanes-left-through
ifright>=0:
config={'left':left,'through':through,'right':right}
delay=self.calculate_delay(demand,config)
possible_configs.append((config,delay))
possible_configs.sort(key=lambdax:x[1])
returnpossible_configs[:5]
definteger_programming_allocation(demand,num_lanes,lane_capacity):
c=np.array([1,1,1])
A_eq=np.array([[1,1,1]])
b_eq=np.array([num_lanes])
A_ub=np.array([
[-lane_capacity,0,0],
[0,-lane_capacity,0],
[0,0,-lane_capacity]
])
b_ub=np.array([-demand['left'],-demand['through'],-demand['right']])
bounds=[(0,num_lanes)for_inrange(3)]
result=linprog(c,A_ub=A_ub,b_ub=b_ub,A_eq=A_eq,b_eq=b_eq,
bounds=bounds,method='highs')
ifresult.success:
allocation=np.round(result.x).astype(int)
return{'left':allocation[0],'through':allocation[1],'right':allocation[2]}
else:
returnNone
defdynamic_programming_allocation(demands_sequence,num_lanes):
n=len(demands_sequence)
states=[]
forleftinrange(num_lanes+1):
forthroughinrange(num_lanes+1-left):
right=num_lanes-left-through
ifright>=0:
states.append((left,through,right))
dp=[{state:float('inf')forstateinstates}for_inrange(n+1)]
parent=[{state:Noneforstateinstates}for_inrange(n+1)]
forstateinstates:
dp[0][state]=0
dla=DynamicLaneAllocation(num_lanes)
fortinrange(n):
demand=demands_sequence[t]
forcurrent_stateinstates:
ifdp[t][current_state]==float('inf'):
continue
fornext_stateinstates:
allocation={'left':next_state[0],'through':next_state[1],'right':next_state[2]}
stage_delay=dla.calculate_delay(demand,allocation)
transition_cost=sum(abs(a-b)fora,binzip(current_state,next_state))*10
total_cost=dp[t][current_state]+stage_delay+transition_cost
iftotal_cost<dp[t+1][next_state]:
dp[t+1][next_state]=total_cost
parent[t+1][next_state]=current_state
min_cost=min(dp[n].values())
final_state=min(dp[n],key=dp[n].get)
path=[]
current=final_state
fortinrange(n,0,-1):
path.append(current)
current=parent[t][current]
path.reverse()
returnpath,min_cost
defpredict_demand(historical_data,time_step,method='moving_average'):
ifmethod=='moving_average':
window=min(5,len(historical_data))
iflen(historical_data)<window:
returnhistorical_data[-1]ifhistorical_dataelse{'left':300,'through':600,'right':200}
recent=historical_data[-window:]
predicted={}
fordirectionin['left','through','right']:
values=[d[direction]fordinrecent]
predicted[direction]=int(np.mean(values))
returnpredicted
elifmethod=='exponential_smoothing':
alpha=0.3
ifnothistorical_data:
return{'left':300,'through':600,'right':200}
predicted=historical_data[-1].copy()
iflen(historical_data)>=2:
fordirectionin['left','through','right']:
actual=historical_data[-1][direction]
previous_forecast=historical_data[-2][direction]
predicted[direction]=int(alpha*actual+(1-alpha)*previous_forecast)
returnpredicted
deftransition_smoothing(current_config,target_config,max_changes=2):
changes_needed=sum(1forkincurrent_configifcurrent_config[k]!=target_config[k])
ifchanges_needed<=max_changes:
returntarget_config
smooth_config=current_config.copy()
sorted_changes=sorted(
[(k,target_config[k]-current_config[k])forkincurrent_config],
key=lambdax:abs(x[1]),
reverse=True
)
changes_made=0
fordirection,changeinsorted_changes:
ifchanges_made>=max_changes:
break
ifchange!=0:
smooth_config[direction]+=np.sign(change)
changes_made+=1
returnsmooth_config
defsimulate_adaptive_control(num_cycles=20):
dla=DynamicLaneAllocation(num_lanes=4)
historical_demand=[]
current_config={'left':1,'through':2,'right':1}
total_delay=0
config_changes=0
results=[]
forcycleinrange(num_cycles):
ifcycle<3:
time_period='off_peak'
elifcycle<15:
time_period='peak'
else:
time_period='off_peak'
demand=dla.generate_traffic_demand(time_period)
historical_demand.append(demand)
iflen(historical_demand)>=3:
predicted_demand=predict_demand(historical_demand,cycle)
else:
predicted_demand=demand
optimal_config=dla.optimize_lane_allocation(predicted_demand)
new_config=transition_smoothing(current_config,optimal_config)
ifnew_config!=current_config:
config_changes+=1
delay=dla.calculate_delay(demand,new_config)
total_delay+=delay
results.append({
'cycle':cycle+1,
'demand':demand,
'config':new_config,
'delay':delay
})
current_config=new_config
returnresults,total_delay,config_changes
defmain():
dla=DynamicLaneAllocation(num_lanes=4)
d
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年浦江輔警招聘真題及答案
- 2025年北京市中國地震局地質(zhì)研究所公開招聘13人備考題庫及1套參考答案詳解
- 新疆維吾爾自治區(qū)氣象局2026年度事業(yè)單位公開招聘應(yīng)屆畢業(yè)生備考題庫(第二批第1號)參考答案詳解
- 2026年及未來5年市場數(shù)據(jù)中國壓電比例閥行業(yè)發(fā)展監(jiān)測及投資戰(zhàn)略規(guī)劃研究報告
- 2026年及未來5年市場數(shù)據(jù)中國閘門啟閉機(jī)行業(yè)市場全景調(diào)研及投資規(guī)劃建議報告
- 2025年及未來5年市場數(shù)據(jù)中國重慶市微型計算機(jī)設(shè)備市場調(diào)查研究及行業(yè)投資潛力預(yù)測報告
- 2025年及未來5年市場數(shù)據(jù)中國鎢銅復(fù)合材料市場前景預(yù)測及未來發(fā)展趨勢報告
- 重交大港口規(guī)劃與布置課件01緒論
- 深圳市檢察機(jī)關(guān)2026年招聘警務(wù)輔助人員13人備考題庫含答案詳解
- 2025年耒陽市選聘一村一輔警18人備考題庫及一套參考答案詳解
- 華東師大版七年級數(shù)學(xué)上冊《第三章圖形的初步認(rèn)識》單元檢測卷(附答案)
- 物業(yè)工程維修培訓(xùn)內(nèi)容
- 3.2金屬材料+課件++2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)人教版(2019)必修第一冊
- DB1305∕T 120-2025 公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)運(yùn)維規(guī)范
- 介入室操作規(guī)范與崗位職責(zé)流程
- 工業(yè)區(qū)位因素主題高一地理人教版(2019)必修二
- 2025年心理咨詢師認(rèn)證考試試題及答案
- 血管瘤疾病介紹
- 2025年蘇州市中考物理試卷真題(含答案)
- 模具電極倉儲管理制度
- 中考語文總復(fù)習(xí)第45講議論文寫作(練習(xí)原卷版)
評論
0/150
提交評論