高速公路隧道交通诱导与控制策略研究

论文摘要

本论文结合我国高速公路隧道监控系统建设的实践及要求,对隧道交通诱导与控制系统存在的问题进行了分析和研究,通过分析隧道交通流特性,介绍了一套适合于隧道交通特性的宏观动态交通流模型。在此基础上,介绍了交通异常事件自动检测技术,建立了BP神经网络交通异常事件自动检测算法,可判别是否有阻塞、是否发生异常交通。在研究了隧道监控系统理论后,阐述了隧道交通诱导与控制系统的功能、组成和实现方式,给出了隧道交通异常情况下四种交通诱导与控制的策略。以这些策略为理论基础,以白虎山隧道为例,介绍了隧道交通诱导与控制的模式及四种隧道交通情况(正常、拥挤/阻塞、交通事故、火灾事故)下的交通控制方式,并通过视景仿真软件模拟了一个具有普遍性的公路隧道,初步实现了隧道交通视景仿真。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 高速公路隧道监控系统的国内外现状及发展趋势
• 1.2.1 高速公路隧道监控系统的国内外研究与应用情况
• 1.2.2 高速公路隧道监控系统的现状与发展趋势
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 高速公路隧道交通流特性研究
• 2.1 高速公路隧道交通流运行特性
• 2.1.1 隧道交通环境特点
• 2.1.2 隧道车辆行驶特性
• 2.2 交通流特性基本参数之间的关系
• 2.2.1 速度—密度的关系
• 2.2.2 流量—密度的关系
• 2.2.3 流量—速度的关系
• 2.3 高速公路隧道交通流模型
• 2.3.1 密度动态模型
• 2.3.2 流量动态模型
• 2.3.3 速度动态模型
• 2.4 模型参数估计
• 2.5 本章小结
• 第三章 交通异常事件自动检测算法研究
• 3.1 事件检测算法综述
• 3.1.1 事件算法的评估指标
• 3.1.2 各种算法简介
• 3.2 BP神经网络算法概述
• 3.2.1 BP神经网络模型
• 3.2.2 BP学习算法
• 3.2.3 BP神经网络算法的局限性和改进
• 3.3 基于 BP神经网络的交通事件检测算法
• 3.3.1 网络结构设计
• 3.3.2 网络训练及仿真
• 3.3.3 BP神经网络与传统事件检测算法的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 高速公路隧道交通诱导与控制系统研究
• 4.1 高速公路隧道监控系统概述
• 4.1.1 监控系统功能
• 4.1.2 监控系统构成
• 4.2 交通诱导与控制系统
• 4.2.1 交通数据采集
• 4.2.2 交通采集数据预处理
• 4.2.3 诱导与控制策略
• 4.2.4 执行控制
• 4.3 本章小结
• 第五章 高速公路隧道交通诱导与控制设计
• 5.1 高速公路隧道交通诱导与控制模式
• 5.1.1 白虎山隧道工程概述
• 5.1.2 诱导与控制模式
• 5.1.3 正常运营状态下的交通诱导与控制
• 5.1.4 拥挤/阻塞状态下的交通诱导与控制
• 5.1.5 交通事故状态下的交通诱导与控制
• 5.1.6 火灾事故状态下的交通诱导与控制
• 5.2 公路隧道视景仿真系统
• 5.2.1 视景仿真软件简介
• 5.2.2 仿真系统的设计
• 5.2.3 隧道交通仿真的初步研究
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢