基于mfac快速路主辅路系统均衡控制

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1、万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者龇张志瑚!签字日期．矿l产年月_7日导师签名：彳签字日期：手。r年缸月r目万方数据学校代码：10004北京交通大学

2、硕士学位论文基于MFAC的快速路主辅路系统均衡控制密级：公开MFACbasedBalanceControlforFreewayandAuxiliaryRoadSystem作者姓名：程志辉导师姓名：侯忠生学位类别：工学学科专业：控制理论与控制工程学号：12120219职称：教授学位级别：硕士研究方向：智能交通北京交通大学2015年1月万方数据致谢本论文工作是在我的导师侯忠生教授的悉心指导下完成的。侯忠生教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，在此衷心感谢三年来侯忠生老师对我的关心和指导。金尚泰老师悉心指

3、导我具体的科研工作，且在学习和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向金尚泰老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，崔欣、王明月等同学对我论文中的辅路建模研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人父母，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。万方数据jE立童通盍堂亟±堂鱼迨塞摘要城市快速路在大城市交通网络中承担着大量的交通任务，近些年，随着城市经济的快速发展，城市机动车辆增多，更多的车辆涌入快速路，快速路交通拥堵、主辅路交通流分布不均衡的现象己成为普遍现象，因此，必须实施合理有效

4、的交通控制保证快速路主辅路高效均衡的运行。目前，快速路主辅路系统控制的多数研究中，主路和辅路是分开独立控制的，主辅路均衡控制的研究还比较少。已有的主辅路均衡控制方法对具体的主辅路模型依赖较大，且很难适应非线性主辅路系统的结构和参数的时变性，因此，本文基于MFAC理论，对快速路主辅路均衡控制问题进行了较系统的研究。本文的主要工作如下：第一，引入了Papageorgiou的宏观交通流模型作为主路交通流模型，并基于存储转发模型(store—and．forwardmodel)建立了适合本文仿真研究的辅路交通流模型。第二，从主辅

5、路局部均衡控制和全局均衡控制两方面进行了研究。在局部均衡控制研究中，以主辅路密度差值为控制目标，结合入口匝道控制，提出了基于MFAC的主辅路局部均衡控制方案：进一步考虑到主路优先的重要性，提出了基于MFAC的主路优先的主辅路局部均衡控制方案。在全局均衡控制研究中，基于集成控制思想，结合入口匝道控制与多交叉口协调控制，提出了基于MFAC的带多交叉口协调控制的主辅路均衡控制方案；由于带多交叉口协调控制方案中入口匝道与交叉口是分开控制的，未考虑入口匝道与入口匝道、入口匝道与交叉口的耦合关系对均衡控制的影响，为此，进一步提出了

6、基于MFAC的入口匝道与辅路交叉口联合控制方案。第三，为了验证本文所提方案的有效性，利用MATLAB软件，给出了各个控制方案在道路结构和交通需求都不同的两种交通场景中的仿真实验。仿真结果表明，基于MFAC的主辅路局部均衡控制能实现入口匝道处主辅路的交通流均衡，但是交通需求较大时不能保证主路的运行效率；当交通需求较大时，基于MFAC的主路优先的主辅路局部均衡控制能优先保证主路运行效率并在一定程度上保证主辅路的交通流均衡。基于MFAC的带多交叉口协调控制的均衡控制消除了辅路路段之间、主辅路之间的密度差异，能使主辅路交通流平

7、稳运行，在主辅路全局上达到密度均衡；基于MFAC的入口匝道与交叉口的联合控制的控制效果比带多交叉口协调控制的均衡方案更好一下，主辅路交通流更加平稳，主辅路密度更加均衡，交通服务量更大一些。关键词：无模型自适应控制；主辅路均衡控制；入口匝道控制：交叉口控制万方数据j匕塞銮道盍堂亟±堂僮途塞垒堡墅U■世!ABSTRACTFreewayandauxiliaryroadsystemundertakesalargeamountoftraffictasksinthetrafficnetworkofbigcity．Inrecenty

8、ears，withtherapiddevelopmentofurbaneconomy,motorvehicleshavealsoincreasedrapidly．Moreandmorevehiclesswarmintothefreewayandauxiliaryroad，S0trafficcongestionandtrafficf