【摘 要】
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经济的高速发展导致了汽车保有量以及人均出行需求的不断增长。城市快速路作为城市道路交通网络系统中的主动脉,其交通流的运行状态直接影响到其邻接道路的交通流运行状况。可变限速控制对于城市快速路的运行状态的提升具有很好的作用。但现阶段,针对快速路的可变限速控制主要是基于实测数据进行的,因此本文提出了一种基于预测数据的可变限速控制控制策略,并对该策略中的短时交通流预测以及基于预测数据的可变限速控制策略两个主
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经济的高速发展导致了汽车保有量以及人均出行需求的不断增长。城市快速路作为城市道路交通网络系统中的主动脉,其交通流的运行状态直接影响到其邻接道路的交通流运行状况。可变限速控制对于城市快速路的运行状态的提升具有很好的作用。但现阶段,针对快速路的可变限速控制主要是基于实测数据进行的,因此本文提出了一种基于预测数据的可变限速控制控制策略,并对该策略中的短时交通流预测以及基于预测数据的可变限速控制策略两个主要方面进行了研究。本文分析了短时交通流预测的必要性,提出了一种基于动态权重的短时交通流预测方法。通过动态权重组合底层预测的结果得出顶层预测结果,底层预测方法包括:基于多元线性回归的、基于离散傅里叶变换的以及基于BP神经网络的预测方法。论文还通过一系列实验分析,标定了动态权重模型中的权重算子参数。权重算子的选择影响预测结果的精度,但是无论是选取哪种权重算子,相较于单一的预测方法,都具有更优的预测精度,体现在预测结果的最大误差、最小误差以及误差方差等各项指标都大大降低。本文还在分析可变限速的基本原理的基础上,建立了可应用于城市快速路主路的可变限速控制的优化模型。以不进行可变限速控制条件下的拥挤消散指标为对比基准,分别研究了不基于预测数据的可变限速的优化效果以及基于预测数据的可变限速的优化效果。不基于预测数据的可变限速控制方法对于案例缓解缓冲区域内的拥堵具有很好的优化作用,平均排队长度从297.05米降低到了129.24米,基于预测数据的可变限速控制优化效果更加明显,平均排队长度从297.05米降低到了92.08米。结果证明可变限速能够有效缓解拥堵区域上游的排队状况,本文提出的基于短时交通流预测的可变限速控制方法具有更好的优化效果。
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