原创 MFD模拟路网交通控制优化

随着交通的快速机动化，城市道路交通拥堵变得越来越严重。

但是，当可用于城市道路重建的空间有限时，交通信号控制几乎是减轻城市经常性过饱和交通拥堵的唯一选择。

传统的区域交通控制策略主要围绕减少通过交叉路口的车辆饱和度，排队长度或延误时间，以对所购买的路段进行最小化控制来确保最优控制策略，该控制策略在缓解交通拥堵方面取得了一定的效果，而且还缺乏对交通控制整体道路网络效率的优化。

宏观交通流基本图的控制思想从理论上证明了道路网络上的车辆数量与离开道路网络的交通流之间存在单峰的关系，这对于过饱和交通具有重要意义控制。

在实际的路网控制中，为避免过饱和交通的影响，相关的控制方法不会考虑两种控制方式，针对不同变换条件的控制方案或在稳态反馈调节控制下的饱和和过饱和状态。

目前，MFD主要用于边界控制，其研究方法可分为两类，第一类是优化控制的阻塞区域后，MFD形式的分析研究区域，是Bang-Bang控制的典型控制方法，但是在实际的控制过程中，由于控制边界的控制方法的强度，多区域的通用边界控制将成为控制的难点。第二种研究方法是在实际控制区域考虑到路网MFD的不确定性，对控制系统进行鲁棒调整，但是很难设计控制器。

尽管MFD可以直接描述道路网络系统，但是在实际网络中，由于网络基础设施（包括公交专用道，单向道路），机动车累计数量与系统要求同质性的输出效率之间的关系非常高，可以使MFD形式的面积产生不同程度的分歧，因此很难找到MFD的通用性和控制方法，有必要基于MFD优化研究实施超饱和路网交通控制策略。

因此，相关资料显示，采用阻塞区路网各路段的车辆数为状态变量，建立路网交通状态方程，通过分析路段路数的变化规律，这种方法可以很好的解决这个问题。同时，基于交通流MFD，以路网中的车辆累计数量为控制目标，建立了封锁区路网系统的离散状态优化控制模型，为基于MFD的城市交通网络实时信号控制提供参考。显着提高整体路网的输出效率。