交通信号区域协调控制中的相位差优化研究

发布时间：2017-06-19 14:11

  本文关键词：交通信号区域协调控制中的相位差优化研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：交通信号区域协调控制是缓解交通压力、提高信号控制效率的有效手段。其中,相位差的优化研究又是区域协调控制的关键手段之一,因此对于交通信号区域协调控制中的相位差进行优化具有重要意义。结合我国路网的实际情况,在区域信号控制中,对于干线的协调控制占有至关重要的地位。因此,本文首先对区域路网中的干线相位差优化进行研究,进一步将干线相位差的优化方法推广到区域。本文研究工作总结如下：第一,干线相位差的优化。传统干线相位差控制或以车辆延误最小、或以绿波带宽最大为控制目标,未建立两者间的解析关系。首先,本文基于车辆到达率与驶离率分析车辆排队变化情况,提出相邻路口间子绿波带宽的计算公式；其次,定量分析了该模型计算所得带宽与各路口车辆延误之间所呈线性关系。考虑到各路段上车辆运行状况的差异,提出以子绿波带内通过车辆数最大为控制目标,采用几何函数分配绿波带宽,使得绿波带宽与车辆排队延误同时得到控制；再次,采用动态规划算法求解目标函数。最后,对比传统数解法分析了该干线相位差优化模型的有效性及适用性。第二,区域相位差的优化。传统区域相位差优化未考虑车辆到达率与相位差之间的关系,故本文采用元胞传输模型建模路网交通流演化,分析了车辆到达率随路口相位差的变化而变化的情况,基于此对本文提出的干线相位差模型进行改进。结合路网分解算法,提出了一种适用于区域相位差滚动式优化的相位差优化模型,并结合仿真路网进行算例分析。第三,综合仿真分析。为了验证本文区域相位差滚动式优化模型的控制应用效果,本文运用VISSIM仿真软件模拟三种不同的交通需求,分别与未对相位差进行优化的路网运行状况和利用图解法优化相位差后的路网运行状况进行对比,针对不同交通需求,对仿真软件输出的评价指标进行对比分析,验证了采用本文所提方法对路网进行相位差优化后,路网平均延误和平均停车次数得到了较大的改善；且与图解法相比,在交通需求偏大时,能够获得较好的控制效果。
【关键词】：交通信号区域协调控制 相位差 元胞传输模型 动态规划 多带宽相位差优模型
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.54
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 干线相位差优化9
• 1.2.2 区域相位差优化9-11
• 1.3 研究内容11-13
• 第二章 基于动态规划算法的多带宽干线相位差优化13-26
• 2.1 引言13
• 2.2 动态规划算法13-14
• 2.3 多带宽干线相位差优化模型14-20
• 2.3.1 车辆驶出率和到达率14-15
• 2.3.2 绿波带宽及车辆延误分析15-19
• 2.3.3 控制目标函数19-20
• 2.4 基于动态规划的目标优化求解20-21
• 2.5 算例分析21-25
• 2.6 小结25-26
• 第三章 基于干线协调的区域相位差滚动式优化方法26-50
• 3.1 引言26
• 3.2 CTM模型26-29
• 3.3 基于CTM的网络交通流模型29-33
• 3.4 干线相位差滚动式优化模型33-38
• 3.4.1 车辆到达率与相位差的关系35-36
• 3.4.2 绿波带宽及车辆延误分析36-38
• 3.5 基于干线协调的区域相位差优化38-41
• 3.5.1 路网分解算法38-40
• 3.5.2 路网相位差优化算法40-41
• 3.6 算例分析41-48
• 3.6.1 网络交通流建模42-44
• 3.6.2 路网分解44-45
• 3.6.3 路网相位差优化45-48
• 3.7 小结48-50
• 第四章 综合仿真分析50-62
• 4.1 引言50
• 4.2 仿真环境50-52
• 4.3 仿真结果及分析52-61
• 4.4 小结61-62
• 第五章 结论与展望62-63
• 参考文献63-66
• 在学期间的研究成果66-67
• 致谢67

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