基于宏观模型的交通网络智能导航与控制策略研究

Increasing traffic demand has been brought to life with the development of economy. This has caused serious traffic congestion, and the resulting environmental pollution and safety problems. Traffic flow models study the evolution and the essential characteristic of traffic flow, analyse traffic congestion mechanism, and help to alleviate traffic. Macroscopic model is mathematical tractable, and physically meaningful. So based on the macroscopic traffic flow model, this project integrates the methods of theoretical analysis and modeling, numerical simulation and example analysis for the study. The project will study the dynamic evolution of the network traffic flow, and the effects of alleviating traffic oscillation and congestion based on the macro kinematic wave model, with considering intelligent navigation, variable speed limit control, the combination of intelligent navigation and signal control, the combination of intelligent navigation and variable speed limit control. Practice analysis will be implemented to assess the applicability of the proposed models and to improve the models. This study will further improve the theory of traffic flow, and provide guiding significance to traffic management and control of reality.

经济的发展带来了交通需求的不断增长，从而导致了越来越严重的交通拥堵问题，以及随之而来的环境污染和安全问题。交通流模型主要研究交通流演化规律，深入挖掘交通流的本质特性，分析交通拥堵机理，能够帮助缓解交通拥堵问题。其中宏观连续模型具有数学上解易获得、物理上意义明确的优点。本项目基于交通流宏观模型，综合采用理论分析与建模、数值模拟和实例分析相结合的方法展开研究，利用宏观运动波理论考察交通网络中加入智能导航、变速限制控制、智能导航与信号控制相结合的联合控制、智能导航与变速限制控制相结合的联合控制等控制手段后，网络交通流的动态演化情况，以及这些控制手段对缓解网络交通震荡和拥堵的效果。并通过实例分析对所建立的模型进行应用性评估和改进。本研究是对交通流理论的进一步完善，对现实交通的管理和控制也有一定的指导意义。

经济的发展带来了交通需求的不断增长，从而导致了越来越严重的交通拥堵问题，以及随之而来的环境污染和安全问题。交通流模型主要研究交通流演化规律，深入挖掘交通流的本质特性，分析交通拥堵机理，能够帮助缓解交通拥堵问题。其中宏观连续模型具有数学上解易获得、物理上意义明确的优点。本项目综合采用理论分析与建模、数值模拟和实例分析相结合的方法展开研究，利用宏观格子流体力学理论，建立了双车道格子交通流统一模型，并对相关信息效应进行了分析与比较；利用宏观运动波理论考察了交通网络中加入智能导航与控制后，网络交通流的动态演化情况，以及控制手段对缓解网络交通震荡和拥堵的效果；在有信号灯的道路网络瓶颈处探讨了交通反馈信息的影响；在道路人行横道处，分析了行人交通灯对交通流的影响，并对最优的行人等待时间进行了模拟优化与设计。研究了配送网络可靠性问题，提出了新的d-极小割方法来评估网络；在多态网络系统中，提出了改进的算法来解决d-MP问题，并提出了一种求解低容量边界的有效方法。本研究结果能够加深人们对交通信息和交通信号以及典型交通瓶颈在宏观和微观交通流演化机理方面的认识，能够拓展交通流理论的研究内容与研究方法，对现实交通的管理和控制也有一定的指导意义；还对配送网络、多态网络系统可靠性评估问题提出了有效的新方法，丰富了网络可靠性评估方面的理论内容，对实际中网络性能评估问题给出了较好的理论支撑，研究成果具有较重要的学术价值。该项目总体研究工作进展顺利，基本完成项目计划书在研究内容、论文发表、交流合作等各方面的预期成果。