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1、管理學(xué)博士學(xué)位論文城市交通擁堵判別與疏導(dǎo)模型研究RESEARCHONURBANTRAFFICCONGESTIONDISCRIMINATIONANDGUIDANCEMODEL馬詩(shī)詠哈爾濱工業(yè)大學(xué)2013年12月圖書分類號(hào)：U491學(xué)校代碼：10213U.D.C.:656密級(jí)：公開管理學(xué)博士學(xué)位論文城市交通擁堵判別與疏導(dǎo)模型研究博士研究生：馬詩(shī)詠導(dǎo)師：安實(shí)教授申請(qǐng)學(xué)位：管理學(xué)博士學(xué)科：管理科學(xué)與工程所在單位：管理學(xué)院答辯日期：2013年12月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex
2、：U491U.D.C.:656DissertationfortheDoctoralDegreeinManagementRESEARCHONURBANTRAFFICCONGESTIONDISCRIMINATIONANDGUIDANCMODELCandidate：MaShiyongSupervisor：Prof.AnShiAcademicDegreeAppliedfor：EnterpriseManagementSpecialty：EnterpriseManagementAffiliation：Sch
3、oolofManagementDateofDefence：December,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要目前世界上大城市普遍面臨著交通擁堵問題。交通擁堵產(chǎn)生了較大的顯性成本和隱形成本。顯性成本主要包括燃料消耗和出行延誤所引起的經(jīng)濟(jì)損失。研究發(fā)現(xiàn)，交通擁堵給一個(gè)國(guó)家造成的經(jīng)濟(jì)損失約占該國(guó)GDP的2.5%左右；此外，隱性成本主要包括空氣污染、能源消耗和人民的健康損害等。例如，空氣污染是導(dǎo)致肺癌病人增
4、加的一個(gè)主要原因，而這類損失又常常很難評(píng)價(jià)。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，機(jī)動(dòng)車數(shù)量以前所未有的速度增加，許多大城市都被交通擁堵問題所困擾。因此，交通擁堵是各國(guó)政府急需解決的一個(gè)重要問題。目前，中國(guó)正大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這為交通擁堵的智能化管理提供了技術(shù)保證。與以往所研究的技術(shù)和信息基礎(chǔ)有很大差異，本論文通過對(duì)感知信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和交通擁堵模式分類的深入研究，將電子、信息、通信和人工智能計(jì)算等技術(shù)綜合應(yīng)用于城市交通擁堵的信息化管理，為交通擁堵疏導(dǎo)策略提供了信息保障，實(shí)現(xiàn)
5、了實(shí)時(shí)掌握準(zhǔn)確的交通擁堵狀況的目的。首先，本文對(duì)造成城市交通擁堵的影響因素及其復(fù)雜性進(jìn)行研究，對(duì)交通擁堵類型進(jìn)行了分類并且分析了交通擁堵的成因。其次，根據(jù)采集到的海量交通信息，本文在有序決策理論基礎(chǔ)上構(gòu)建了交通擁堵有序決策模型，并且通過特征選擇和屬性約簡(jiǎn)，得出判別交通擁堵的特征指標(biāo)和擁堵程度的判別結(jié)果。第三，根據(jù)路段和交叉口的擁堵數(shù)據(jù)，通過Matlab運(yùn)算求解，論文得出擁堵判別指標(biāo)和有序判別結(jié)果。此外，通過大量擁堵樣本反復(fù)訓(xùn)練，得出交通擁堵的模式分類，并且根據(jù)城市交通擁堵判別結(jié)果和交通擁堵模式分
6、類，論文對(duì)路網(wǎng)中交通擁堵結(jié)點(diǎn)的擁堵程度進(jìn)行了排序，構(gòu)建了城市交通擁堵信息體系，為確定交通擁堵疏導(dǎo)策略提供了信息保證。對(duì)于輕微擁堵判別結(jié)果，本論文在最優(yōu)控制理論基礎(chǔ)上構(gòu)建了實(shí)時(shí)控制模型。在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)控制模型基礎(chǔ)上，考慮到每個(gè)相位排隊(duì)長(zhǎng)度的增加會(huì)帶來?yè)矶嘛L(fēng)險(xiǎn)加劇的因素，提出在信號(hào)配時(shí)約束條件下以平均消散率來轉(zhuǎn)換排隊(duì)長(zhǎng)度的約束條件。論文把費(fèi)用最小作為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)非線性最優(yōu)控制模型進(jìn)行改進(jìn)，并且通過Paramics模擬仿真和改進(jìn)前后模型的性能比較，指出非線性最優(yōu)控制模型在疏導(dǎo)輕微擁堵時(shí)具有顯著的有效性。對(duì)
7、于擁堵的判別結(jié)果，本論文研究了交通控制與誘導(dǎo)協(xié)同疏導(dǎo)策略模型和算法。通過對(duì)交通控制與誘導(dǎo)之間相互影響關(guān)系進(jìn)行分析，論文在動(dòng)態(tài)分配理論第一和第二原理基礎(chǔ)上，提出以綠信比和路段流量為參數(shù)，實(shí)施一體化協(xié)同模式。為解決協(xié)同模型求解這一技術(shù)難題，論文通過采用Armijo準(zhǔn)則對(duì)投影梯度算法-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文（R-PGA）縮短步長(zhǎng)規(guī)則進(jìn)行了改進(jìn)，加快了搜索速度。通過Paramics模擬仿真、比較投影梯度算法和改進(jìn)投影梯度算法的性能指標(biāo)，得出改進(jìn)的投影梯度算法在疏導(dǎo)交通擁堵方面效果十分明顯。
8、對(duì)于嚴(yán)重?fù)矶碌呐袆e結(jié)果，論文研究了以區(qū)域路徑誘導(dǎo)為主的擁堵疏導(dǎo)模型。通過確定擁堵誘導(dǎo)結(jié)點(diǎn)，論文采用路徑生成和路徑更新算法來尋找誘導(dǎo)路徑。通過Paramics模擬仿真，論文對(duì)知識(shí)深度、Logit模型分配參數(shù)和誘導(dǎo)時(shí)間間隔進(jìn)行了驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn)ATIS信息對(duì)交通誘導(dǎo)具有重要價(jià)值，準(zhǔn)確的OD需求矩陣和出行時(shí)間的估計(jì)將直接影響區(qū)域內(nèi)交通流量分配。此外，論文通過仿真實(shí)驗(yàn)，確定了模型參數(shù)對(duì)擁堵區(qū)域誘導(dǎo)效果的影響。關(guān)鍵詞：交通擁堵；擁堵判別；非線性控制；區(qū)域路徑誘導(dǎo)；交通控制與誘導(dǎo)協(xié)同-II1-Abstract
