交通诱导环境下城市快速路多匝道与关联交叉口协同优化控制策略

Urban expressway is the backbone of transport network, and its control strategy is always the attractive topic in the field of intelligent transport system. The distance between the ramp on expressway and the related intersection on street network is short, so they interact with each other. Urban expressway ramp metering should be coordinated with signal control at intersection. Traffic guidance system has become an important part of urban traffic management system. The coordination between traffic control and traffic guidance is an urgent hard topic. The core target of this project is to provide solutions for coordinated control strategy for multi-ramps and related intersections under traffic guidance, and improve the efficiency of urban expressway system. It will mainly focus on the following four topics: traffic demand distribution in time and space under traffic guidance system; coordinated optimal control model for expressway multi-ramps and related intersection; integrated traffic guidance and traffic control strategy; and verification for the proposed model by simulation. The research results are supposed to be directly applied in traffic control and guidance of expressway. Furthermore, this project has great academic values for the fundamental theories and methods in management science, traffic engineering, control theory, etc., and it will promote the integration of those disciplines.

城市快速路作为城市交通的大动脉，其管控策略一直是智能交通领域的研究热点。由于快速路匝道与地面路网上交叉口之间的距离短，存在相互作用，因此快速路的匝道控制必须与关联交叉口协同。交通诱导已成为城市交通管理系统的重要组成部分，其与交通控制系统之间的协同问题是亟需突破的难题。本项目核心目标是实现交通诱导环境下城市快速路多匝道与关联交叉口协同优化控制，通过综合运用交通控制系统和交通诱导系统，提升城市快速路系统的通行效率。本项目以交通基础数据为基础，系统深入的研究交通诱导环境下快速路系统交通需求时空分布规律，建立快速路多匝道与关联交叉口协同优化控制模型，通过成果的综合集成，构建快速路交通诱导与交通控制一体化管控模型，最后并对控制效果进行仿真验证。项目成果将直接应用于城市快速路系统的控制和诱导，并将促进管理科学、交通工程学和控制科学等学科的交叉与发展，具有重要的理论意义。

城市快速路作为城市交通的大动脉，其管控策略一直是智能交通领域的研究热点。快速路匝道与地面路网上交叉口之间的距离短，存在相互作用，因此快速路的匝道控制必须与关联交叉口进行协同。目前交通诱导已广泛应用于城市交通管理，其与交通控制系统之间的协同问题是亟需突破的难题。本项目核心目标是为交通诱导环境下城市快速路多匝道与关联交叉口协同控制提供解决方案，综合运用交通控制系统和交通诱导系统，提升城市快速路系统的通行效率。.本项目系统深入的研究交通诱导环境下快速路系统交通需求时空分布规律，建立快速路多匝道与关联交叉口协同优化控制模型，对控制效果进行仿真验证。项目成果可直接应用于城市快速路系统的控制和诱导。本项目具体研究成果如下：.（1）基于元胞自动机模型研究了交织区与事故组成的联合瓶颈对交通特性的影响，并设定控制措施来优化交织区附近紊乱的交通流。.（2）提出城市快速路出入匝道与邻接交叉口协同控制方法，结果表明出口匝道与交叉口信号协调控制能明显提高道路通行能力，降低行程时间，缓解交通拥堵。.（3）通过问卷调查，建立有序回归分析模型确定诱导服从率的主要影响因素，构建二项选择模型描述出行者对诱导信息的接受行为，为诱导信息发布系统的准确实施提供决策支持。.（4）建立了基于出行时间可靠性的动态交通分配模型，考虑出行时间的均值和方差，以及不同路段出行时间的相关性，以出行者以给定概率水平的出行时间最小为目标，研究了交通事故条件下以可靠性最高为目标的可变限速控制方法。