基于动态费率的高速公路交通需求调控系统研究

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1、分类号:U4910710-2012132053硕士学位论文基于动态费率的高速公路交通需求调控系统研究韩雪婷导师姓名职称靳引利副教授申请学位类别硕士学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期2015年04月09日论文答辩日期2015年05月29日学位授予单位长安大学TheStudyofExpresswayTrafficDemandRegulationSystemBasedonDynamicRatesAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HanXuetingSupervisor：Prof.JinYinliChang’anUniversity,X

2、i’an,China摘要随着中国经济的持续快速发展和个人汽车保有量的不断增加，交通供给能力的提升已远远不能满足交通需求的增长，解决交通供需矛盾已经成为相关管理部门的迫切任务。本文设计了一种基于动态费率的高速公路交通需求调控系统，旨在实现高速公路管理从单一的被动疏解向源流并重双向控制的转变，以便从需求的角度缓解高速公路交通供需不平衡问题。论文首先分析了经济学中的供需理论与消费行为、高速公路出行行为及交通需求的客观影响因素，提出通过联网收费数据获取高速公路基本交通需求数据的方法，建立高速公路的分时段、分车型交通需求模型；其次，在研究我国现行高速公路收费政策、费率标准及现有交通需求模型的基础上，分析

3、动态费率的研究现状、实施情况及本质，建立动态费率下的高速公路交通需求模型；然后分析高速公路的实际交通流分布情况，研究高速公路交通流参数交通量、平均车速、交通密度及三者之间的关系，建立基于PapageorgiouM对著名的Payne交通流模型改进后的宏观动态交通流模型。结合陕西省西禹高速的交通数据及费率标准对上述模型的相关参数进行标定。研究最终采用控制理论中的反馈控制思想，设计出基于动态费率的高速公路交通需求调控系统。调控系统的输入是原有交通需求模型，控制器是费率调整器，控制对象是动态费率下的交通需求模型和宏观动态交通流模型，反馈控制量是路网的交通流状态评估结果。选取通行能力和服务水平、道路交通

4、安全性、平均延误时间、经济评价作为调控系统的评价指标，并采用美国Caliper公司研发的仿真软件TransModeler3.0对调控系统进行仿真验证。研究结果显示，当费率调整幅度为0.25时，综合提升为11.54%，提升效果最好，各指标的改进水平分别为13.03%、6.85%、11.57%、13.61%，可作为实施动态费率的幅度调整参考值。论文所设计的基于动态费率的交通需求调控系统可以较好地缓解高速公路交通供需不平衡问题。但是，由于实际高速公路是一个扰动较多的复杂大系统，论文所设计的交通需求调控系统还处于仿真验证的阶段，有待于通过实际路网进行实践论证，并对相关模型进行优化。关键词：区域高速公路

5、网，交通需求模型，动态费率，宏观动态交通流模型，反馈控制，交通仿真IAbstractWiththesustainedandrapiddevelopmentofChina'seconomyandtheincreasingofindividualcarownership,theenhancingofthetransportationsupplycapacitycan’tmeetthetrafficdemandgrowth,solvethecontradictionoftrafficsupplyanddemandhasbecomeanurgenttaskoftherelevantadministra

6、tivedepartments.Thisthesispresentsaregulationsystemforexpresswaytrafficdemandbasedondynamicrates,aimedtoachieveasinglepassiveevacuationofexpresswaytrafficflowmanagementapproachchangingforthebi-directionalcontrolofbothoriginsandprocesses,inordertoalleviatetheimbalancebetweensupplyanddemandofexpresswa

7、ytrafficfromthedemandside.Firstly,thesisanalyzestheeconomicsofsupplyanddemandtheoryandconsumerbehavior,theexpresswaytravelbehaviorandtheobjectivefactorsoftrafficdemand,putforwardtoobtainbasictrafficde