基于组合瓶颈效应的交通拥堵形成机理与联合控制策略研究

交通瓶颈问题是引起交通拥堵的重要根源。目前关于交通瓶颈的研究主要集中在单个瓶颈的研究，而事实上道路往往存在多个瓶颈相邻（简称组合瓶颈），它们之间车流交汇处存在着相互影响，其整体特性不等于单个瓶颈的简单相加。本项目将针对组合瓶颈问题，结合交通流理论、交通工程、控制理论、系统科学等领域的最新研究成果，首先从理论上构建组合瓶颈的交通流模型（以匝道、交叉口、公交车站等典型瓶颈为主），并基于此系统地分析组合瓶颈处道路上的交通流运行特性；其次，探讨不同瓶颈之间的相互作用机理及其交通拥堵的本质，揭示组合瓶颈诱发交通拥堵的内在规律；最后，根据其作用机理提出其相应的控制策略，寻求合理的联合控制方法来缓解交通拥堵，从而为整个交通网络优化控制的研究奠定基础。该研究有助于提高人们对多组合瓶颈处道路的复杂交通运行机理的认识，并能够为交通管理部门的管理和控制提供理论支持。

自立项以来，项目组根据研究计划，对北京市的环路、快速路等典型路段进行了较为详细的调研，同时选取了匝道、公交车站等典型道路进行多瓶颈相邻交通系统的数据调查，获得了大量的多瓶颈系统的交通流特性相关数据。在对组合瓶颈系统交通数据进行详细分析的基础之上，探讨了不同瓶颈处交通流运行特性，并对多瓶颈处交通流相互冲突、干扰的行为进行了理论建模和特性分析；以构建的多瓶颈交通模型为工具深入研究了组合瓶颈处道路的交通流演化机理，分析组合交通瓶颈诱发交通拥堵的内在规律；并进一步深入探讨了可行需求下不同匝道瓶颈系统入匝道的需求控制方案，以改善多瓶颈系统的拥堵状态、提高道路通行能力。