宏观交通网络拥堵区边界最优控制

来源：中国血液净化杂志2017年第1期北京时间：

作者：丁恒, 郑小燕, 张雨, 朱良元, 张卫华

单位：1. 合肥工业大学 汽车与交通工程学院, 安徽 合肥 230009;2. 长安大学 公路学院, 陕西 西安 710064

摘要：为了缓解交通拥堵，解决拥堵状态下区域交通控制问题，提出了宏观交通网络拥堵区边界最优控制方法。首先，基于同质性路网宏观基本图特性固定划分控制子区，通过分析子区之间的车辆流入、流出关系，建立了宏观网络车流平衡方程；其次，以路网旅行车辆完成率最高，同时子区边界处受阻车辆数最低为优化目标建立了拥堵区边界最优控制模型，根据最优控制确定子区边界输入、输出最佳交通流量，进而以饱和度高的边界交叉口饱和度快速降低为优化目标，提出了子区边界交叉口流量分配及信号配时参数优化方法；最后，以合肥市一环路以内的路网为测试对象，通过微观仿真分析，比较了无区域边界控制、拥堵区入口Bang-Bang边界控制、拥堵区出口与入口Bang-Bang边界控制和最优控制4种控制方案。结果表明：最优控制条件下宏观路网运行效益比前3种方法分别提高49.17%、30.19%、71.99%，车辆行程延误分别降低21.65%、3.74%、1.94%；最优控制可有效改善拥堵区内外交通密度的均衡性；宏观路网拥堵区的边界控制可有效降低高峰期间拥堵区的拥塞程度，提高整个路网的疏散能力。

关键词：交通工程,交通拥堵,最优控制,Bang-Bang控制,宏观基本图

基金资助：国家自然科学基金项目（61304195，51178158，51578207）；安徽省自然科学基金项目（1408085QF111）