面向公交优先和环境因素的干线交叉口信号协调方法研究

发布时间：2020-11-05 11:08

　　 现今,许多城市已经将发展公共交通作为改善交通问题的重要手段之一,同时,保护环境、绿色发展长久以来都是我国在发展进程中必须坚持的理念。据此,本文以交叉口为研究对象,将公交优先和绿色交通思想融入单点交叉口信号配时优化方法和干线信号协调优化方法当中,分别建立了求解各相位有效绿灯时间的单点多目标信号配时优化模型,和求解干线相位差的干线优化模型,并通过实际交叉口案例来验证模型的有效性。具体工作内容如下:首先,建立了单点信号配时优化模型。在单点交叉口信号研究中,本文以各相位有效绿灯时间为自变量,以人均延误、人均排放和停车次数作为优化指标,建立了考虑公交优先和环境因素的单点交叉口多目标信号配时优化模型。探索性使用模糊折中规划方法处理量纲,将各优化指标转化为取值在(0,1)之间的隶属度函数,使用模糊偏好思想处理权重,将多目标模型转化为易于求解的单目标模型。最后以北京市平安里西大街与赵登禹路交叉口为实际案例,基于Matlab软件平台进行模型求解,对比分析优化前后指标变化值,验证模型的优化效果。其次,优化了传统粒子群算法。为实现搜索距离和追踪效果的最优化,本文结合自适应惯性权重和异步学习因子两种优化方法，提出二者相结合的优化粒子群算法,为模型的精准求解提供更好的支撑。再次,建立了干线相位差优化模型。在干线相位差模型的研究中,本文剖析了车队到达下游交叉口的四种到达情况,即车队“头尾受阻”、“头阻尾过”、“头过尾阻”和“头尾通过”。基于这四种到达情况分析干线相位差的七种取值区间,根据上下行相位差的计算关系,提出以上行相位差为自变量,以双向车队人均延误和周期停车次数为优化指标的干线相位差优化模型。最后,仿真验证了干线优化模型。本文选取密云县四个相邻的信控交叉口作为实例交叉口,通过实地调研获取交通数据,将数据处理后分别带入单点信号配时优化模型、干线相位差优化模型和传统相位差数解法当中,计算得到优化后的绿信比、系统周期与相位差。然后,运用Vissim仿真软件,搭建实例交叉口的仿真平台,通过仿真的输出结果验证了本文提出模型的有效性。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U491.54
【部分图文】：

Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ?Ｆｌｏｗ?ｏｆ?Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?ＰＳＯ??（３）?基于Ｍａｔｌａｂ的程序代码??本文基于Ｍａｔｌａｂ软件源语言编写的两种优化方法的程序代码如图３－２所示。???＜？＇??ｆＯＴ，ｔ＝ｌ：Ｍ＾??ｃｌ?＝ｃｌｍａｘ＾（ｃｌｍｉｎ－ｃｌｍａｘ）＊ｔ％ｔ?％线性变化的学习因子?Ｐ??ｃ２?＝?ｃ２ｍｉｎ十（ｃ２ｍａｘ?－?％线性变化的学习因子??ｆ＾）?＝?ｆｉｔｎｅｓｓ（ｘ（ｊｓ：））＞＞??ｅｎｄ？－＇??￡ｊａ５＝ｓｕｍ｛ｆｘ）／Ｎ；?％适应虔平均值一??ｆ＾＝ｍｉｎ（ｆ＾；）；?％适应度最小值一??ｆｏｒｐｌｉＮ－＊－＇??ｉｆ￡＾＜＝ｆ＾?％自适应权重计算公式＊??ｗ?＝?Ｓｃｃｕａ?＋?（＆）？￡＆？）＊??ｅｌｓｅ＾??ｅｎｄ＾???４－！??图３－２优化粒子群算法代码??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｃｏｄｅ?ｏｆ?Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?ＰＳＯ??２５??

Ｆｉｇｕｒｅ?４－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ??据处理与分析??平安里西大街与赵登禹路交叉口的调研，获知了其平峰与晚、交通流量与信号配时，相位图如图４－２所示，处理后的交通图别如表４－１、４－２和图４－３、４－４所示，其中社会车辆与公交为标准小汽车交通量。???？?ｍ??“?Ｘ??－—－—＾?｜?Ｉ??相位１?相位２?相位３?相位４??图４－２交叉口相位图??Ｆｉｇｕｒｅ?４－２?Ｐｈａｓｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ??

南进口?４５２?２０?３４９?１?２６３?０??北进口?４７９?１７?２２８?０?１９７?０???Ｇ｜＝５５ｓ?Ａｉ＝４ｓ??东西直行??Ａ２＝４ｓ＾＝４ｓ?Ｉ??东西左转??｜?Ｉ?Ｇ３＝３４ｓ?Ａ３＝４ｓ?ｒ３＝２ｓ?｜??南北直行??Ｇｄ￣?１３ｓ?ｒ４￣４ｓ??南北左转■■■■ＨＨｉｌＨａＨＨｔａＨｉＬ?＿＿麵??＂＊?ｙ＼?＂＊相位２Ｋ?ｆ?相位３?＊１?＜相位／??周期Ｃ＝１４０ｓ?｜?□绿灯时长￣■红灯时长??圈黄灯时长，全红时间??图４－３平峰信号配时图??Ｆｉｇｕｒｅ?４－３?Ｐｅａｋ?Ｓｉｇｎａｌ?Ｔｉｍｉｎｇ?Ｄｉａｇｒａｍ??Ｇｉ＝６０ｓ?Ａｉ＝３ｓ?ｒｊ＝２ｓ?｜??－－?
【参考文献】

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本文编号：2871549