基于车联网仿真平台的城市交通信号控制

发布时间：2017-08-30 16:03

  本文关键词：基于车联网仿真平台的城市交通信号控制

  更多相关文章： 车联网 车路协同 交通信号控制 TransModeler 仿真平台 自适应控制 优先通行控制

【摘要】：智能交通系统是解决交通问题的有效手段,交通信号控制因能直接有效地调控交通流并提高交叉口通行能力而成为智能交通系统的核心内容。与此同时,车联网技术不断发展,为交通信号控制提供了全新、精确、海量的数据来源,同时也必将改变传统交通信号控制方式。本文以处于车联网环境的城市道路交叉口为研究对象,利用车联网仿真平台产生的实时数据,针对不同的控制场景,对基于车路协同的城市交通信号控制算法进行研究,并按照一定存储结构和表达方式在车联网仿真平台上对算法进行实现和仿真验证。全文的主要研究工作总结如下：(1)在分析交通信号控制基本参数的基础上,针对基于双环结构的交通信号控制算法,提出一种能够有效存储交通信号控制算法时间参数和结构参数的链式存储结构,同时总结了相应的算法表达方式,为在车联网仿真平台中实现仿真信号灯的完全接管控制打下基础。(2)搭建基于TransModeler的车联网仿真平台(TSM车联网仿真平台),利用TransModeler深度二次开发技术,模拟车联网系统感知层和网络层的核心功能,实现应用层开发中间件的车联网数据获取机制,构建并贯通车联网数据应用机制中对基于车路协同的交通信号控制进行研究、开发、验证的整个闭环流程。(3)借鉴经典全感应控制的基本思路,在有效利用车联网数据的基础上,进行相序优化和绿灯时长优化,提出基于车路协同的自适应交通信号控制(ATSC-CVI)算法。在TSM车联网仿真平台中进行了算法实现与实际交叉口的仿真验证,结果表明该算法较定时控制和感应控制具有更好的控制效果。(4)针对紧急车辆优先通行需求,在ATSC-CVI算法的基础上加入绿灯锁定和红灯早断机制,提出基于车路协同的紧急车辆优先通行交通信号控制(PTSC-CVI)算法。在TSM车联网仿真平台中进行算法实现与仿真验证,结果表明该算法能在不明显影响其他车辆行驶情况下减少紧急车辆行程时间。
【关键词】：车联网 车路协同 交通信号控制 TransModeler 仿真平台 自适应控制 优先通行控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495;TP391.9
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-24
• 1.1 研究背景及意义12-17
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 交通信号控制13-14
• 1.1.3 车联网与车路协同14-15
• 1.1.4 交通仿真软件15-16
• 1.1.5 研究意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-21
• 1.2.1 车联网仿真平台17-19
• 1.2.2 基于车路协同的交通信号控制19-21
• 1.3 本文研究内容21-24
• 1.3.1 技术路线及难点21-23
• 1.3.2 主要内容安排23-24
• 2 城市交通信号控制基本概念与存储表达24-40
• 2.1 引言24
• 2.2 交通信号控制时间参数24-27
• 2.2.1 基本时间参数24-26
• 2.2.2 信号配时参数26-27
• 2.3 交通信号控制结构参数27-29
• 2.3.1 相位27-28
• 2.3.2 相序28-29
• 2.4 交通信号控制评价指标29-31
• 2.4.1 延误时间29-30
• 2.4.2 排队长度30
• 2.4.3 行程时间30-31
• 2.4.4 TransModeler整体评价指标31
• 2.5 基于双环结构的交通信号控制算法的存储与表达31-35
• 2.5.1 需求定义31-32
• 2.5.2 交通信号控制算法的存储结构32-34
• 2.5.3 交通信号控制算法的表达方式34-35
• 2.6 实例分析35-39
• 2.6.1 存储结构36
• 2.6.2 控制逻辑36
• 2.6.3 优化逻辑36-39
• 2.7 本章小结39-40
• 3 基于TransModeler的车联网仿真平台40-60
• 3.1 引言40-41
• 3.2 基本架构与特点41-42
• 3.2.1 基本架构41
• 3.2.2 特点41-42
• 3.3 关键技术42-46
• 3.3.1 DSRC与SAE J2735标准42-44
• 3.3.2 TransModeler二次开发44-46
• 3.4 应用层研究中间件46-53
• 3.4.1 中间件架构46-47
• 3.4.2 车联网数据获取机制47-51
• 3.4.3 车联网数据应用机制51-53
• 3.5 仿真平台软件说明53-58
• 3.5.0 设计说明53-54
• 3.5.1 界面说明54-55
• 3.5.2 使用说明55-58
• 3.7 本章小结58-60
• 4 基于车路协同的城市交通信号控制60-84
• 4.1 引言60-61
• 4.2 控制框架61-63
• 4.2.1 真实车路协同环境下的交通信号控制框架61-62
• 4.2.2 TSM车联网仿真平台下的交通信号控制框架62-63
• 4.3 前提与假设63-64
• 4.4 基于车路协同的自适应交通信号控制(ATSC-CVI)64-73
• 4.4.1 总体控制流程64-65
• 4.4.2 相序优化机制65-70
• 4.4.3 相位绿灯时长优化机制70-73
• 4.5 基于车路协同的紧急车辆优先通行交通信号控制(PTSC-CVI)73-77
• 4.5.1 总体控制流程73-74
• 4.5.2 绿灯锁定与红灯早断74-75
• 4.5.3 相序优化机制75-77
• 4.6 实例分析77-83
• 4.6.1 道路渠化77-78
• 4.6.2 交通需求78-79
• 4.6.3 控制现状79
• 4.6.4 TransModeler交通建模79-80
• 4.6.5 感应控制基础方案生成80-81
• 4.6.6 ATSC-CVI仿真81-82
• 4.6.7 PTSC-CVI仿真82-83
• 4.7 本章小结83-84
• 5 总结与展望84-86
• 5.1 本文工作及研究成果84-85
• 5.2 下一步研究工作85-86
• 参考文献86-90
• 附录90
• 附录1：作者简介90
• 附录2：作者在攻读硕士期间的主要成果90
• 附录3：作者攻读硕士期间参加的科研项目90

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本文编号：760236