基于相位差协调机制的区域交通信号优化控制

发布时间：2020-07-11 22:04

【摘要】：随着城市快速发展,城市交通路网变得越来越复杂,车流量也越来越大,现有的交通控制系统逐渐不能满足实际需求,引发日益严重的道路拥堵。区域交通智能控制技术的研究是解决这一问题的有效途径。针对现有区域交通协调控制技术难以将区域内交叉路口进行紧密协调控制,本文提出了一种基于动态随机车流相位差协调的改进HCM2000延时模型,采用了遗传粒子群混合优化算法,对协调控制配时方案进行优化,实现了子区内所有交叉口信号按相位差进行协调优化控制,有效降低了区域路网的平均车辆延误。主要研究内容如下:首先,针对区域交通协调控制中HCM2000模型未考虑相位差因素的不足,提出了一种基于动态随机车流相位差协调的改进HCM2000延时模型。先将路网子区交通流分为子区内部路口交通流和边缘路口交通流两部分,通过引入动态随机车流相位差协调机制,从而将整个路网子区内所有交叉口关联起来;再采用混合整数非线性优化车辆延误模型,使其适用于子区入口交通流存在波动性情形。以子区内车辆的平均时延最短作为优化目标,建立了基于相位差的子区交通信号协调控制模型。其次,针对上述区域交通协调控制的优化,提出了一种遗传粒子群混合优化算法。为增强种群多样性,提高算法全局搜索能力,对算法遗传操作采取了分阶段的多方式进化策略。为保证优良个体不丢失,同时增强种群多样性,对于种群粒子,速度和位置迭代更新后,引入了选择操作。采用适应度值排序机制对种群进行划分及合并,充分利用了遗传算法和粒子群算法各自的优势,使混合算法具有更强的寻优能力。仿真实验表明所提出的遗传粒子群混合优化算法能获得更优的协调控制配时方案。最后,运用VISSIM微观交通仿真软件平台,构建了实现基于上述协调控制模型及其优化算法的区域协调优化控制系统。构建了子区路网对象、信号配时输出模块、子区信号协调优化模块、子区协调控制器模块,进行了系统模拟实现。实验结果表明,本文提出的协调优化控制模型及方法能有效减少区域车辆延时,提高区域路网交通效率。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.54
【图文】：

示意图,交叉口,示意图,智能交通系统

南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第一章绪论鉴于目前大多城市基础设施规划已经形成，交通路网很难在原有基础之上再进行扩宽。智能交通系统(Intelligent transportation system)的部署是解决拥塞问题最有效的补救措施之一。智能交通系统是当前和不断发展的优化控制技术在交通运输系统中的应用。通过采用智能交通系统，以期达到以下效果：(1) 以规定的速度沿路网畅通行驶，减少拥堵；(2) 有效地管理交叉口的交通处理能力，通过使用适当的布局和控制措施，定期检查和更新运行参数来改善交通流量；(3) 减少车辆停靠和延误，从而减轻对空气质量的负面影响，并降低车辆油耗。

车辆延误,交叉口,角形,面积

角形面积[28]，如图3.3所示。图 3.3 内部交叉口车辆延误12in OABD S OA BD (3.6)其中：OA= rBD AD tan AD s又由于：AD s ( r AD )q

路网,大学专业,入口车道,延时模型

京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第五章基于 VISSIM 平台的系统模拟实在 PTV-vissim 平台上搭建一个上述四交叉口组成的小区域交通路网如图 5.3 所示。路数和各入口车道交通流量、车速等基本参数由上文给出。运用本文提出的改进延时模型到的配时方案，并将其导入 VISSIM 仿真系统进行模拟实际路况。

【参考文献】