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城市快速路速度引导预测控制模型

陈大山 孙剑 李克平

陈大山, 孙剑, 李克平. 城市快速路速度引导预测控制模型[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(1): 102-107. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.016
引用本文: 陈大山, 孙剑, 李克平. 城市快速路速度引导预测控制模型[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(1): 102-107. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.016
CHEN Da-shan, SUN Jian, LI Ke-ping. Speed guidance predictive control model on urban expressway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(1): 102-107. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.016
Citation: CHEN Da-shan, SUN Jian, LI Ke-ping. Speed guidance predictive control model on urban expressway[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(1): 102-107. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.016

城市快速路速度引导预测控制模型

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.01.016
基金项目: 

国家自然科学基金项目 61004113

高等学校博士学科点专项科研基金项目 200802471072

详细信息
    作者简介:

    陈大山(1983 -),男,江苏宿迁人,同济大学工学博士研究生,从事交通信息控制研究

    李克平(1960 -),男,上海人,同济大学教授,工学博士

  • 中图分类号: U491.112

Speed guidance predictive control model on urban expressway

More Information
  • 摘要: 在城市快速路控制系统中, 将速度引导作为控制变量, 建立了宏观动态交通流模型。以车辆总行程时间与速度引导为目标函数, 计算了城市快速路入口区域流量和匝道入口区域流量, 建立了快速路速度引导预测控制模型, 对速度引导进行优化设计, 利用MATLAB软件对下游交通流突变进行仿真分析。分析结果表明: 通过速度引导控制, 交通流平均速度由72.704 6km.h-1上升到74.167 6km.h-1, 交通流平均密度由23.011 2veh.km-1下降到21.156 7veh.km-1, 波动均小于8%;速度方差下降, 且最大值仅为420(km.h-1)2; 速度引导控制前后的速度方差与密度方差之比分别为3.57、1.91;在交通流突变时段内, 速度引导控制前后的速度方差与密度方差之比分别为4.56、2.34。可见, 速度引导控制模型有效。

     

  • 图  1  控制原理

    Figure  1.  Control principle

    图  2  预测流程

    Figure  2.  Predictive flow

    图  3  仿真路段

    Figure  3.  Simulation sections

    图  4  无速度引导控制下的密度

    Figure  4.  Densities without speed guidance control

    图  5  无速度引导控制下的速度

    Figure  5.  Speeds without speed guidance control

    图  6  速度引导

    Figure  6.  Speed guidances

    图  7  速度引导控制下的密度

    Figure  7.  Densities under speed guidance control

    图  8  速度引导控制下的速度

    Figure  8.  Speeds under speed guidance control

    图  9  平均速度比较

    Figure  9.  Comparison of average speeds

    图  10  平均密度比较

    Figure  10.  Comparison of average densities

    图  11  密度方差

    Figure  11.  Variances of densities

    图  12  速度方差

    Figure  12.  Variances of speeds

    表  1  模型参数

    Table  1.   Model parameters

    表  2  参数比较

    Table  2.   Parameter comparison

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  • 刊出日期:  2012-02-25

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