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1.內(nèi)容提要 本書在對實際快速路交通流數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，探討了面向應(yīng)用的單點速度引導(dǎo)值的確立與多點速度引導(dǎo)值空間優(yōu)化策略；擴展了宏觀動態(tài)交通流模型，通過模型預(yù)測控制，對速度引導(dǎo)時間優(yōu)化進(jìn)行仿真分析；考慮速度引導(dǎo)控制正面效應(yīng)區(qū)間，對不同交通需求與服從度進(jìn)行比照分析；應(yīng)用SSAM對運行軌跡建立對數(shù)線性模型，并以此模型作為事故風(fēng)險模型，應(yīng)用模型預(yù)測控制，使得速度引導(dǎo)控制策略以量化的交通安全為導(dǎo)向；在速度引導(dǎo)控制下，對快速路動態(tài)OD估計進(jìn)行仿真分析。本書以速度引導(dǎo)為核心，兼顧效率與安全，對快速路速度引導(dǎo)控制進(jìn)行詳細(xì)的分析與設(shè)計，為速度引導(dǎo)控制在我國城市快速路大規(guī)模實際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。 本書可供交通控制與管理、交通仿真等領(lǐng)域的科研、技術(shù)、管理人員使用，也可供交通運輸工程學(xué)科師生參考。 2.前言 城市快速路作為城市道路等級結(jié)構(gòu)中處于頂端的道路體系，在城市路網(wǎng)中舉足輕重，不但在日常交通中發(fā)揮重要作用，也是基礎(chǔ)設(shè)施投資的一個重要支撐。作為城市內(nèi)部的高速公路，快速路對連接各大重要交通設(shè)施、疏散城市內(nèi)部交通具有非常重要的作用，因此對于快速路的管理創(chuàng)新顯得非常有必要。另一方面，城市道路交通逐漸從大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施導(dǎo)向轉(zhuǎn)向精細(xì)化交通管理，伴隨交通需求的跨越式增長以及交通擁堵與交通事故的頻發(fā)，在車路協(xié)調(diào)研究背景下，需要在城市快速路管理中引入主動交通集成管理。而在道路交通實際運行過程中，合理的運行速度是需要重點關(guān)注的，速度引導(dǎo)控制作為主動交通管理的重要組成部分，其對提高快速路通行能力、降低快速路事故的風(fēng)險性與減緩甚至是消除交通擁堵具有一定的潛在價值。目前在國內(nèi)外，應(yīng)用于實際中的動態(tài)速度管理主要是可變限速控制系統(tǒng)，可變限速系統(tǒng)絕大部分都是針對高速公路進(jìn)行研究和實施的，對于城市快速路的動態(tài)速度管理研究實施還處在初始的階段；新近的研究論文和書籍這幾年雖然出現(xiàn)不少，但都比較分散并各有側(cè)重點，一些新穎的觀點尚未反映在其中，本書試圖把動態(tài)速度引導(dǎo)引入到城市快速路管理當(dāng)中，以速度引導(dǎo)為核心，兼顧效率與主動風(fēng)險控制，對快速路速度引導(dǎo)控制進(jìn)行詳細(xì)的分析與設(shè)計，建立一系列完整的針對城市快速路系統(tǒng)的速度引導(dǎo)方法體系，為速度引導(dǎo)控制在城市快速路動態(tài)管理實際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。 本書能夠付諸出版，首先需要感謝的是同濟大學(xué)的李克平教授與孫劍教授，是他們把我引入到交通控制與仿真研究領(lǐng)域；感謝同濟大學(xué)李克平課題組與TOPS課題組的同學(xué)們，是他們的幫助使得研究能夠更加的深入；感謝我的家人、同事與朋友，是他們的支持使得研究更加的順利。出版一本具有理論意義和實踐價值且內(nèi)容新穎的快速路速度管理方面的專著，是作者多年的夢想，但因知識水平及學(xué)術(shù)能力所限，殷切希望讀者能夠批評指正。 陳大山于波士頓 2016.12.10 3.目錄 第1章緒論1 1.1研究支撐1 1.2研究背景1 1.2.1城市快速路高速發(fā)展1 1.2.2交通擁擠與空氣質(zhì)量惡化1 1.2.3車路協(xié)調(diào)技術(shù)發(fā)展2 1.2.4主動交通管理理念應(yīng)用2 1.3研究內(nèi)容與界定3 1.3.1問題提出3 1.3.2研究內(nèi)容3 1.4研究目的與意義4 1.5研究思路與內(nèi)容安排5 1.5.1研究思路與技術(shù)路線5 1.5.2本書章節(jié)安排6 1.6本章小結(jié)7 第2章城市快速路管理控制綜述8 2.1研究總體概況8 2.1.1城市交通監(jiān)控系統(tǒng)8 2.1.2國內(nèi)外相關(guān)研究機構(gòu)9 2.2快速路特性研究綜述10 2.2.1快速路物理特性10 2.2.2快速路交通流特性11 2.3快速路控制研究綜述13 2.3.1匝道控制13 2.3.2速度管控14 2.3.3匝道與速度管控協(xié)同控制19 2.4主動交通管理技術(shù)19 2.5待解決問題20 2.6本章總結(jié)20 第3章城市快速路交通流特性及參數(shù)辨識21 3.1城市快速路交通參數(shù)21 3.1.1交通流基本參數(shù)22 3.1.2交通流特征變量23 3.1.3流量與密度關(guān)系23 3.1.4占有率密度轉(zhuǎn)換24 3.2數(shù)據(jù)背景及數(shù)據(jù)處理25 3.2.1數(shù)據(jù)背景25 3.2.2數(shù)據(jù)處理25 3.2.3交通流參數(shù)基本圖26 3.3參數(shù)辨識28 3.4本章小結(jié)29 第4章城市快速路速度引導(dǎo)空間優(yōu)化30 4.1速度引導(dǎo)值確定30 4.2模糊邏輯控制30 4.3雙層模糊邏輯控制器31 4.3.1快速路出行指數(shù)模糊控制器設(shè)計31 4.3.2速度引導(dǎo)值模糊控制器設(shè)計33 4.4多目標(biāo)優(yōu)化算法35 4.5快速路速度引導(dǎo)空間優(yōu)化35 4.5.1優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)35 4.5.2優(yōu)化算法與最優(yōu)解獲取36 4.5.3案例分析37 4.6本章小結(jié)38 第5章城市快速路速度引導(dǎo)時間優(yōu)化40 5.1宏觀交通流模型40 5.2城市快速路宏觀動態(tài)交通流模型44 5.3模型預(yù)測控制45 5.4速度引導(dǎo)時間優(yōu)化研究47 5.4.1目標(biāo)函數(shù)及優(yōu)化流程47 5.4.2仿真算例48 5.5本章小結(jié)51 第6章城市快速路速度引導(dǎo)控制敏感性分析52 6.1概述52 6.2速度引導(dǎo)仿真系統(tǒng)構(gòu)建53 6.3仿真模型參數(shù)標(biāo)定54 6.4SSAM概況55 6.5速度引導(dǎo)值確定策略56 6.6速度引導(dǎo)控制敏感性仿真分析57 6.7本章小結(jié)64 第7章基于量化安全的速度引導(dǎo)模型預(yù)測控制65 7.1研究背景65 7.2動態(tài)事故風(fēng)險模型67 7.2.1研究綜述67 7.2.2對數(shù)線性模型68 7.2.3動態(tài)事故風(fēng)險模型69 7.3快速路VISSIM仿真模型69 7.4仿真數(shù)據(jù)分析70 7.4.1SSAM沖突分析70 7.4.2模型變量數(shù)據(jù)分析70 7.5沖突對數(shù)線性模型建立75 7.6基于量化交通安全速度引導(dǎo)預(yù)測控制78 7.7本章小結(jié)79 第8章速度引導(dǎo)控制下動態(tài)OD估計80 8.1綜述80 8.2動態(tài)OD估計80 8.3速度引導(dǎo)下動態(tài)OD估計81 8.3.1問題描述81 8.3.2模型求解及計算公式82 8.4仿真算例分析83 8.5本章小結(jié)86 第9章總結(jié)與展望87 9.1本書研究工作總結(jié)87 9.2未來研究展望88 參考文獻(xiàn)90 |
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