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城市路段平均速度取值及支路通行效率优化

  • 论文价格:150
  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:75255
  • 论文编号:
  • 日期:2023-01-23
  • 来源:上海论文网

工程管理论文哪里有?笔者认为交通信号控制是从时间管理的维度上,对交通资源进行合理分配,以往是以经验驱动交通信号控制、以现场管理驱动交通信号控制,以历史数据驱动交通信号控制,本文从实时数据驱动的角度,进行交通信号控制方案的优化。

1绪论

1.3研究内容

1.3.1交通管理所涉数据的取值优化分析

在数据驱动的交通管理过程中,如何提升交通管理质量、道路通行效率,一方面取决于管理方法是否合理,另一方面在于支撑数据是否准确,特别是在交通信号控制管理过程中,准确的交通数据输入,是至关重要的一个管控环节。

数据驱动的各类交通信号控制方案存在很多问题,最大的问题在于数据的质量如何,如前端硬件设备的稳定性、网络的稳定性、数据的异常和缺失现象,都将影响信号控制算法的输出效果,因此在获取多源交通数据后,应进行必要的分析处理,以得到规范可信的输出。同时,由于数据的不同来源、不同单位、不同格式、不同采集频率,在对其进行分析处理前,必须先进行数据标准化工作。基于信号控制算法对输入交通数据质量的需求,提出多源交通数据分析处理流程,如图1.1多源交通数据分析处理流程所示:数据池中的不同来源数据,在分别经过数据重构后,形成了规范标准的数据结构与数据频率,然后进入数据诊断与修复模块;数据诊断与修复模块将利用时空关联分析技术,对数据的质量进行诊断与修复;经过修复后的数据,依据相互的关联关系进行融合,融合后带有置信度与特征标记的数据存入数据仓库,为交通态势分析、信号控制、效果评价、事件检测等交通应用提供规范、稳定的数据支撑。

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3路段平均速度数据取值的调整

3.1现有路段平均速度取值的缺陷分析及优化思路

3.1.1现有路段平均速度指标的缺陷分析

交通治理作为城市发展过程面临的难点课题,一直以来都是国内外学者、企业和政府关注与研究的重点。其中路段平均速度是相关各项研究中使用极为频繁的重要参数。在交通信号配时方案师人工配时测算过程中,最简单常用的方法是直接进行“行车测量”,即在拟进行平均速度测算的路段,通过用秒表直接记录路段OD行程时间的方式,该方式的优点为:在没有交通检测设备或交通检测设备数据质量较差的情况下,通过该方法能够较为便捷的直接获取行程时间和路段平均速度,且获取的数据有一定的指导意义,已能够用于交通信号控制的参数配置;同时缺点也极为明显,人力物力的耗费成本高,但数据精度问题仍整体偏低,会直接影响信控效果,需要通过人工的不断调整才能获取相对最佳方案,且只适用于流量变化较小的路段,不适用于流量变化较大的交通路网环境,一旦发生交通流突变,基于该方法测算的交通信号控制方案将变得毫无意义,甚至导致严重拥堵。

在交通检测设备完备且检测精度较高的情况下,使用频率最高的方案为单数据质量诊断,通过阈值限制,由交通检测设备(如高清电子警察系统、高清卡口系统)等进行行程时间测算。在正常情况下,此类交通检测设备的抓拍精度与识别精度一般可以达到95%至99%,已可以满足现有交通信号控制的数据资源研究需求。但城市道路设施电源与网络故障频发,不同前端交通检测设备间的时间未同步等问题,将直接影响交通信号控制方案的输出,在实际项目应用中,交通信号控制机常通过降级保护(将自适应交通信号控制降级为定时方案)的方式,来应对此类设备故障。因此,在可靠性方面,通过单数据质量诊断进行数据输出,仍存在较大风险。

5案例分析

5.1项目背景

本研究选取KM市北京路的6个路口做交通信号控制的绿波案例分析,该主干道承担了KM市较大的交通运输压力。

北京路整段道路通行条件良好,全路段几乎双向六车道或者双向八车道,BJ上的各个交叉口路口均宽阔,路面平整光滑,交通渠化清晰,给道路使用者带来了极大的方便。然而,北京路两侧,土地开发强度很高,商业、学校,医院、居住区用地很多,这些都是较大的交通吸引点,加上北京路是KM市南北走向的主要干道,给北京路带来了很大的交通压力,尤其是早晚高峰时期,交通流量大,有必要采取相应的交通信号控制措施如干道交通信号绿波协调控制,同时通过动态路段平均速度及排队长度数据的输入,进行动态相位差调整,对本研究进行效果验证。

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5.2数据调查

5.2.1基本情况调查

本研究对北京路沿线道路交通基础状况及交叉口交通流运行情况进行了实际调查,调查内容包括交叉口与路段交通渠化、交叉口信号相位配时、交通管制措施、交通组织措施、交通流量等,具体调研数据详见附录IV,包括其中的表6.6北京路与拓东路交叉口交通流量(晚高峰)、表6.7北京路与东风东路交叉口交通流量(晚高峰)、表6.8北京路与人民路交叉口交通流量(晚高峰)、表6.9北京路与穿金路交叉口交通流量(晚高峰)、表6.10北京路与军区路口交叉口交通流量(晚高峰)、表6.11北京路与环城北路交叉口交通流量(晚高峰)与图6.1北京路与拓东路交叉口渠化及信号相位、图6.2北京路与东风东路交叉口渠化及信号相位、图6.3北京路与人民东路交叉口渠化及信号相位、图6.4北京路与穿金路(圆通街)交叉口渠化及信号相位、图6.5北京路与军区交叉口渠化及信号相位、图6.6北京路与环城北路交叉口渠化及信号相位。

调查结果表明北京路作为城市干道的特性明显,主路上车道数较多(均大于双向6车道),交通流量大;相交的支路车道数较少,车流也明显少于主路,各个交叉口相邻距离较近(一般不超过1000米),基本满足绿波协调控制设计要求。

通过对整个北京路进行详细调研发现:

(1)北京路整天交通流量较大;

(2)北京路潮汐交通流现象明显:早高峰时期,由北往南的交通量相对较大;晚高峰时期,由南往北的交通量相对较大;

(3)比较拥堵的交叉口分布在城市中心区即一环以内,与城市主干道相交的几个路口,拓东路交叉口、东风东路交叉口、人民东路交叉口、穿金路交叉口、环城北路交叉口。

(4)北京路道路物理结构条件良好,但是由于未根据交通流变化情况设计相应的协调控制方案,道路时空资源存在一定的浪费,可以通过优化设计提升北京路时空资源利用率,提高道路服务水平。

6结论和展望

6.2展望

交通信号控制关键指标(如路段平均速度、路口排队长度)在选择过程中,受到诸多因素影响和制约,由于专业资源和时间限制,在研究过程中进行的基础数据采集和专家采访验证仍不够,信息量较少,不能充分验证关键指标选择研究的准确性。对交通信号控制实际效果的影响因素较为复杂,如何充分判断这些关键指标间的相互关系,深入了解各指标对整个信控方案输出效果的影响,将更多关键指标纳入分析,建立起更多指标综合评判的优化模型,可以成为进一步深入研究的目标。

(1)影响交通信号控制效果的关键指标仍无法全面纳入,存在部分重要或相对仍有指导意义的关键指标未纳入交通信控方案计算的考虑。如何把交通信号控制相位差影响的更多重要因素纳入考虑,还需要进一步论证及研究。

(2)本研究设定的路段及路口数据较为具体,但在项目实际应用中,单路段通行效率的增加,必定造成下游路口或区域的交通流量输入增加,需进一步综合考虑单向绿波最优效果与区域协调的多目标需求关系。

(3)本研究设定的交通按需分配原则存在一定的局限性,未能充分表达所有的交通需求及对应的最优分配方法,针对不同交通流状态及交通环境情景,应进行更为全面具体的数据分析,所确认的需求才能更接近实际,可以在这一方面进行更为细化的研究。

(4)同时空内的交通数据之间必定存在更为复杂的逻辑关系,一般可以用特定的公式(如遗传算法)等进行数据关系表达,本研究在进行数据逻辑关系诊断的过程中,未更深入的将这种关系纳入分析判断,可将该思路纳入下一步研究。

参考文献(略)

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