（系统工程专业论文）城市交通诱导系统可变信息标志关键问题研究.pdf

中文摘要 随着社会经济的发展，城市机动车拥有量不断增加，而城市道路的建设却不 能跟上机动车的发展速度，因此交通拥堵、交通事故、环境污染和能源短缺等相 关交通问题成为世界各国所面临的共同难题。采用现代科学技术的智能交通系统 日益得到世界各国的高度重视，其中交通诱导系统是智能交通的一个重要组成部 分，可以很大程度提升城市道路交通效率。可变信息标志订s ( v a r i a b l em e s s a g e s i g 眦) 是交通诱导系统中实现公众信息服务的重要工具和手段。 目前我国的大中城市的主干路网中都安装了可变信息标志系统，对于缓解交 通拥堵问题起到了一定的作用，但是对于可变信息标志的安装位置的选择大多都 依靠交通管理者主观上的判断和决定来做出的，对于安装位置的正确性和合理性 没有更多的理论依据作为支持。所以如何选择科学合理的、，1 s 安装位置，使其更 加充分地发挥诱导作用是目前需要解决的课题。对此本文通过提出两个针对v m s 选址的目标评价模型，旨在通过不同的效益评价目标对v m s 的安装位置进行科学 合理的选择。随后本文以一个简化的路网为研究对象，采用贪婪选址算法，通过 对路网的仿真，得出了该路网上的订s 的合理安装位置。 最后，本文针对交通诱导系统中存在的对基础信息加工不深入，交通诱导系 统的系统建设不完善的问题，提出了自己的设计方案，对交通诱导系统的信息采 集、处理和发布等数据流程进行了分析，并据此对其软件系统模块进行了设计。 关键词：交通诱导系统；可变信息标志；选址问题；系统设计 分类号： a b s t r a c t a b s t r a c r w i t ht h ed e v e l o p m e mo ft h en a t i o n a le c o n o m y ，t h en u m b e ro f v e l l i c l c sk e 印si n c r e 嬲i i l g h o w c v t h ec o 咖t i o no fu r b 她r o a d s 筋l e dt 0k e 印u p w i t l ln l ed e 、，c l o p m e mo fv c h i c l e s ，s op r o b l e m ss u c h 嬲锄cj 锄，e n v i r o 衄e m a l p o l l u t i o n ，e n e r g ys h o n a g e c t c h a v eb c c 锄e g l o b a l d i m c u l t i e s u n d c rs u c h c i r c u m s t a l l c e ，t h ea p p l i c a t i o no fi l l t e l l i g e n t 觚p d r t a t i o ns y s 衄sh 嬲d i a w n 拙n t i o n g l o b a l l y u r b 觚触历cn o wg i l i d a n c es y s t 锄，m l i c hi sav i t a lp a no ft l l ei r 她l l i g e n t 仃m s p o r t a t i o ns y s t e m si sa b l et o 目潞a t l yi m p m v ec o 加m l l i l i c a t i o ne 佑c i e n c yf o rm b a n r o a d s ，a n dt l 圮v a r i a b l em e s s a g es i 弘s ( v m s ) i s 锄i m p o n a j l tt o o l i nv m st 0 ma _ t e r i a l i z ep l l _ b l i ci n f o n n a t i o ns e r v i c e c l l r r e n 廿y ，v m sl sm s t a l l e di nt h e 仃i l n l 【r o a dn e t 、】i ，0 r k si nc l l i i l a sm a i l lc m e s ，锄d p l a y e dap o s i t i v er 川ei i le 船i 1 1 9 仃a 街cj 锄s h o w e v 冯t h ed e c i s i o no fw h e f et o1 i g h t l y i n s t a nv m so nt h e 仃u n kr o a dn e t 、o f k sw 嬲m a d eo ns l i b j e c t i v ej u d g m e n t ，m m c rt l l a n o nr a t i o i l a l ，t h e o r e t i cg i l id a n c c t h 璐恤q u e s t i o no f h o wt o 矗i l dt h er i g h tp o s m o nt o i n s t a l lv m ss o 船t 0g i v ef i l l lp l a yt oi 协g u i d a n c ee 虢c t e d st ob ea 1 1 s w e d 1 1 l i s t h e s i sh a sp mf o f w a r dt w oe v a l m 廿o nm o d e l sf b rt h e l e c t i o no fv m si 1 1 9 t a l l a t i p o s i t i o l l ，s o 船t om a k er a t i o n a la n dr i g h td e c i s i o n so nm es e l e c t i o no fv m s i n s t a u a t i o n p o s i t i o i l c o r d i n gt 0d i 虢崩l t “a l u a t i o ng o a l s l a t e f ；as i i n p l i f i e dr o a dm t 、o r k 、a s c h o s e n 勰m eo b j e c to fs t u d y ，柚dm e 啦灿i n s 协1 l a t i o np o s i t i o fv m s0 ni tw 嬲 f i g u r e do u tt l l m u g hg r e e d ya l l o c a t i o n 撕t l l m e t i ca n dr o a dn 咖r k s i m l l l a t i o n a tl 私t ，c o n s i d t 时n gm ef a c tt h a t 也eb 勰i ci n f o m a t i o np f o c e e d i i l go fm b a n 仃a f n c n o w g i l i d a i l c es y s t e m ma i ：啮i m m a t i l m ，锄dt h es y s t e mc o n s 白m c 吐o no fu r b a n 仃a f n c f l o wg u i d a n c es y s t e mi si n l 衄c t ，t l l i ss t i l d yp r o p o s e dn e w d e s i 毋1 si nt i 地s ea s p e c t s ， 删y z c dd a t ap r o c e d u so f 加b 舭t r a 伍cn o wg i l i d a n c es y s t e ms l l c h 船i l l 】f o m a t i o n c o l l e c 曲n ，1 1 a n d l i n ga i l do u t p i l t ，a n db 雒e do nw h i c h ，d e s i 鲫e di 乜s y s 钯mm o d e l s 1 皿y w o r d s ：u r b 姐t r a m cf l o wq l i d 柚c es y s t e m ；v a _ r i a b l em e s s a g es i g n s ( v m s ) ； l o c a t i o 璐p r o b l 锄s ；s y s t e md e s i 驴 c l a s s n o ： 图l s 信息系统信息流示意图。7 图2b p r 函数图1 2 图3 确定性排队系统1 5 图4 离散的排队系统1 6 图5 确定性排队图形化分析1 7 图6 基于交通需求的时间分配1 8 图7 情况i 下的车辆延迟模型1 9 图8 情况下的车辆延迟模型矿 t p ) 1 9 图9 情况i i 下的车辆延迟模型( t c f 9 和f 。 l p 图8 情况1 | 下的车辆延迟模型( t c t 9 ) 9 i e 塞窑堂盔堂亟堂位逭塞3 卫变值! 垦拯查y 丛! 选i 旦拯递俭丝型 裁 疆 器 簖 星 骣 番 图9 情况| l 下的车辆延迟模型( f t 9 ) 图1 0 情况i i l 下的车辆延迟模型( t 。 t 9 ) 在事故发生时间。时的累积到达和累积离开车辆数，分别用三，和乞表示， 具体定义如式( 3 _ 2 ) 所示： 情况i ，情况，情况i i i 情况i i ( 3 2 ) 情况i i i 其中： x 9 表示已知在每个时段的流量到达率，时间段p 的正常交通条件下的指定路 段的流量； s 表示路段的交通容量( 车，j 、时) ； f o 表示事故的发生时间( 小时) 。 需注意的是，在情况i 和情况i i 下，即路段交通流量未达到饱和的状态下， 在事故发生前的车辆的累积到达数量和累积离开数量是相等的。但是，由于情况 i i i 中路段已超过了路段的饱和交通容量，所以累积到达车辆数会多于累积离开的 车辆数。 与事故发生时问类似，事故清除时问f 。和相应的f 。时刻累积离开车辆数屹 在二三种情况f 分别定义为： r 。= f ”+ ff 3 3 1 中以舻 ，1 屹 j e 衷銮适太堂亟堂僮j 盆窑3 互变值星拯盔y 丛选丝目拯迁盆搓型 = 屹+ 西 ( 3 4 ) 其中： f 表示处理事故所需要的时间( 小时) ； c 表示事故处理期间路段