《基於群體動力學的交叉口群協調控制理論與方法研究》是依託華南理工大學，由徐建閩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於群體動力學的交叉口群協調控制理論與方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐建閩
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
交叉口群協調控制系統只有從整體戰略角度出發，實現交叉口與交叉口、交叉口與交叉口群、交叉口群與群之間的協調控制，才能發揮其不可估量的作用。本項目針對大範圍交叉口群協調控制的關鍵難題，通過建立口-口、口-群、群-群協調控制群體動力學模型及快速求解算法，研究交叉口群動態聚集與分離的最優控制方法，最終構建大範圍交叉口群信號協調控制系統，以實現群內連續交通流與群際協同聯動控制策略的研究。本項目從控制對象上創建各級交叉口群協調控制策略，從控制方法上提出適用於不同交通狀態下的實時動態群體動力學建模方法。預期通過本項目研究，顯著提高城市道路交通運行效率，促進交通流理論、交叉口群協調控制理論與方法的創新和更深遠的發展。其研究成果具有重大的實用價值和廣闊的套用前景。
結題摘要
從整體戰略角度出發，實現整個控制區域內交通運行效果最最佳化，解決城市交通容量不足、交通擁堵和交通污染等問題，已成為城市交通控制系統發展的新要求。本項目以群體動力學和交通協調控制理論為基礎，研究交叉口群體間的關聯關係，從雙交叉口協調控制、幹道協調控制、過飽和路網協調控制的角度探討和研究群體動力學套用於交通協調控制的原理和方法。完成的主要科研工作與研究成果概括如下： 1. 對交通協調控制的基本模式進行了探討，分析和總結了交叉口-交叉口、交叉口-交叉口群協調控制的基本方式；提出了基於群體動力學的交通協調控制理論需要解決的基本問題與基於群體動力學的交通協調控制研究的基本方法體系。 2. 提出類相位差的概念，通過分析車流的到達模式和延誤特性，確定了在雙交叉口協調控制中，交叉口所能採取的控制策略集；引入群體演化博弈方法，對每個控制決策局勢進行收益分析，計算局勢的平衡點和系統收益；從而確定系統博弈的最佳策略。在此基礎上，提出完善的協調控制流程和模型方法，並設計蟻群算法進行模型求解。 3. 提出了以巨觀傳輸模型為基本框架的快速交通仿真模型和以交通最優運行為協調控制目標的雙層規劃模型，從而構建起以快速交通仿真為基礎的最佳化控制方法。最後將該方法套用於虛擬路網的交通協調控制案例，並與Transyt-7F進行了對比，結果表明了該方法的有效性。 4. 對高交通需求下的幹道協調控制策略進行了設計，採用遞階協調的方式，通過動態調整和最佳化交叉口的周期和綠信比，實現幹道主向交通流的理想相位差協調控制、同時對向交通流的最佳化協調控制策略。採用群體動力學原理，建立了交叉口綠信比最佳化調整的動力學運算元，並對其穩定性做出了分析和驗證；對主向交通流理想相位差協調方式的實現進行了探討，建立了相鄰交叉口的周期聯動公式，給出幹道交叉口周期調整算法，同時針對對向交通流引起的交叉口游離問題，結合巨觀模型，給出相應的交叉口綠信比微調算法； 5. 以交叉口協調方式分析為基礎，結合群體動力學基本原理，提出了基於群體演化的過飽和交通協調控制模型與方法。首先對路網中的關鍵交叉口進行判別，形成以該關鍵交叉口（或群）為中心的多級邊界交叉口群；依託這些邊界交叉口群，合理地限制過剩交通流流入關鍵區域，避免出現過飽和擁堵，同時利用邊界交叉口群的關聯路段容量對過剩交通流進行存儲.
