基于城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的交通能耗機(jī)理及信號協(xié)調(diào)控制方法研究.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，以及機(jī)動車保有量的不斷增長，城市交通問題愈發(fā)嚴(yán)重。常見的交通問題有交通擁堵、交通事故增加、交通導(dǎo)致的環(huán)境惡化等，而交通能耗問題涉及人類未來發(fā)展的前途，因此也是一項(xiàng)不能忽視的重大問題。能源是人類社會賴以生存的必需品，而交通運(yùn)輸系統(tǒng)作為人類社會發(fā)展過程中的派生事物，不可避免的消耗大量能源。如何減少交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的能源消耗，合理有效的利用有限的能源，將是一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜的研究內(nèi)容。
　　從宏觀角度來看，城

2、市路網(wǎng)是城市發(fā)展中的物理基礎(chǔ)，同時也在城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行中起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)在路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計過程中充分考慮交通能耗的因素時，將有利于構(gòu)造一個經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展的城市。從微觀角度來看，關(guān)鍵信號交叉口的信號控制策略將會影響路網(wǎng)的交通流分配結(jié)果，進(jìn)而影響路段和交叉口的負(fù)荷度，間接作用在汽車的行駛工況上，影響系統(tǒng)中交通流的能源消耗?；诖?，本文著眼與宏觀的城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和微觀的交叉口信號控制策略，在既有研究成果的基礎(chǔ)上，做了以下幾方面工作

3、:
　　1、從交通能耗的角度出發(fā)，結(jié)合道路交通和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論建立了路網(wǎng)總能耗等多項(xiàng)特性指標(biāo)，通過運(yùn)用以上特性指標(biāo)對棋盤型、放射環(huán)型和帶狀型三種典型城市路網(wǎng)進(jìn)行計算分析，并分別發(fā)現(xiàn)當(dāng)路網(wǎng)各小區(qū)之間交通發(fā)生吸引量較小和較大時，三種類型路網(wǎng)的能源消耗程度，以及三種類型路網(wǎng)對交叉口和路段的依賴程度，還獲得了三種類型路網(wǎng)的能源消耗臨界值。
　　2、在分析非信號控制交叉口沖突類型的基礎(chǔ)上，建立了不同沖突類型下的飽和流率模型，結(jié)合排隊(duì)

4、論理論求解非信號控制交叉口的逗留時間。同時，結(jié)合車輛在信號控制交叉口的加減速行為，建立信號控制交叉口的逗留時間模型。綜合信號控制和非信號控制交叉口的逗留時間模型對基于信息利用或經(jīng)驗(yàn)利用的出行者最優(yōu)行程時間路徑選擇行為進(jìn)行建模，運(yùn)用可行方向法對非線性規(guī)劃問題進(jìn)行求解，同時還建立了路網(wǎng)總行程時間等多項(xiàng)指標(biāo)。同理對最優(yōu)能源消耗路徑選擇行為進(jìn)行建模，并建立相應(yīng)的特征指標(biāo)。
　　3、在確定路網(wǎng)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了路網(wǎng)信號控制策略評價體