考虑绕城高速公路入口匝道路网配流模型*

2016-04-26王泽宇

山西青年 2016年2期

关键词：最优控制

王泽宇

兰州交通大学交通运输学院，甘肃　兰州　730070

考虑绕城高速公路入口匝道路网配流模型*

王泽宇

兰州交通大学交通运输学院，甘肃兰州730070

摘要：基于匝道控制模型和交通配流分析模型，分析了绕城高速公路入口匝道交通拥挤以及排队回溢现象。针对该问题建立DUO最小目标的包含绕城高速公路入口匝道路网配流线性模型，缓解拥堵路段交通压力并提高非高峰期该路段的利用率，能够较为明显的提高路网的运行效率。

关键词：匝道控制；交通路网配流；最优控制

一、引言

城市规模扩大以及城市机动车占有率给许多城市带来了进一步的城市外围交通拥堵，导致许多城市早年建设的绕城高速公路不断地成为了城市内部交通路网，绕城高速公路入口交通拥堵日趋严重。为了确保绕城高速公路以及其周边的交通路网高效，有序的运行，对其进行合理的交通流控制是必然手段。多年以来国内外学者提出了多种高速公路网交通流控制模型。

现阶段用来防止、解决交通拥堵的方法大体分为：(1)TMP交通规划管理，通过基础设施建设来提高道路的交通容量，同时控制部分路段的交通容量，改变部分路段的单、双向通行，降低瓶颈路段，交叉口的交通量；(2)TDM交通需求管理，控制交通需求的产生，减少出行，建设公共交通设施提高道路交通能力的利用，建设新的交通吸引区域改善原有交通需求量；(3)TMT交通管制管理，通过公交车专用线路，私家车单双号限行，交叉口信号灯配时，交通诱导信息等管理措施控制和改变交通流构成、状态、交通流分布等。对于有些特殊交通状态，还可以通过两种或者三种方法的组合进行交通控制。

匝道控制手段是通过控制入口匝道交通流量，以维持高速公路主线的交通流高效稳定运行，但是随着入口匝道交通流的不断增大，会产生排队回溢现象，对周边路网造成新的交通拥堵。单一考虑绕城高速公路本身的运行状态已经不能够解决现实交通问题。本文从交通需求以及交通技术手段出发，以匝道控制为目标，根据传统匝道控制模型，并结合交通流分配模型提出绕城高速公路多入口匝道配流模型。

二、交通控制模型以及优化

(一)模型基本描述

对于有匝道的路网，其中匝道的调节率可以描述为该匝道的流出率，也就是从城市路网节点流入绕城高速公路入口节点的流量，所以匝道调节率的确定也就是网络上该段弧上分配的交通流量。路网上的每一个出行者都以出行消耗最低为目的，这一消耗包含着出行的时间、燃油消耗、费用、总里程。可以采用动态用户最低Dynamic User Optimum，DUO作为出行者的行为前提。

(二)目标函数确定

对于一个不包含匝道的路段a，则该路段出口流量将不受限制：

若存在入口匝道，不论选择何种匝道流出控制函数，这一个OP问题中任意路径上的DUO都不一定相等，因此这一情况需要添加与路段a下游有关的一个非负可微约束：

基于冷冻水的数据中心制冷系统在以下条件下可以达到能效峰值：（1）采用变速设备；（2）根据制冷系统所服务的数据中心的热负荷对所有子系统进行优化控制。当变速冷冻主机、泵、冷却塔风机的运行与采用EC风机（电子控制自动启/停切换风机）技术的冷冻水制冷CRAC机组的运行相互协同时，冷却系统的效率将大大提高。目前的数据中心制冷系统是基于以下子系统运行的，每个子系统具有自己独立的PID（比例微积分）反馈回路。