考虑车辆与行人的单交叉口信号灯配时优化研究

发布时间：2020-10-11 10:50

　　 随着我国社会与科技技术的飞速发展,汽车已经成为了人们不可或缺的出行工具,从而引起了道路上汽车数量的暴增,给城市的交通系统带来了巨大的挑战,交通的拥堵已经阻碍了城市的快速发展。大量修建地铁、公路,增加公共交通服务及修建高架桥等措施,已经不能很好地解决现代社会车辆快速增长所带来的交通拥堵问题。提高城市交通道路的通行能力、减少拥堵的关键因素是城市道路交叉口的信号控制与规划。故从某种程度来讲,城市交通控制的核心在于城市交叉路口的道路信号灯控制和优化。伴随着计算机、软件技术水平及交叉路口通行能力的控制水平的不断提高,城市的交通信号灯控制已经成为各国研究学者的研究重点。论文首先综述了国内外交通灯的发展历史与研究现状,其次针对城市道路单交叉口交通信号灯配时控制,提出了在考虑车辆绿灯时间、行人过街绿灯时间和周期约束的条件下,根据视频实时采集到的车辆与行人的信息建立车辆与行人平均等待时间的数学模型。以车辆与行人平均等待时间最小为目标,采用基于状态空间模型的进化算法对信号灯配时进行优化求解,得到最优的车辆信号灯时间与行人过街信号灯时间。然后统一直行方向上车辆与对应的人行横道信号灯时间,取两者数值大的作为该方向的信号灯时间。利用MATLAB仿真平台进行数据仿真,比较车辆多行人少、车辆少行人多、车辆与行人相差不大三种情况的信号灯配时分配情况与目标函数值,验证模型的有效性以及权重系数对车辆与行人交通信号灯的影响。与固时控制相比,根据实时的车辆与行人信息进行信号灯配时分配,减少了车辆与行人平均等待时间,且更合理的分配车辆与人行横道的信号灯时间,为交通信号灯的配时优化提供了参考。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U491.54
【部分图文】：

．??图２．５?ＳＥＡ进化算法流程图??如图２．５所示，ＳＥＡ算法具体实施方法通过以下几个步骤实现：??第一步：算法初始化，并在满足约束条件的范围内随机生成＃个个体组成初始群体??＾（〇），?ｋ?＝?０；??第二步．？构建状态进化矩阵??第三步：按照＋１）?＝?进行迭代计算，可依次得到Ｚ＇（１），＿Ｔ（２），？Ｘ＾

????第三章单交叉口信号灯配时模型及其算法的研究??３．１控制策略??本文将十字路口分为东西南北四个方向，且西转北和东转南信号灯时间相同，北东和南转西信号灯时间相同，并设定信号灯不控制车辆的右转向ｔ３９］。故只考虑东西直行??（方向１）、东西左转（方向２）、南北直行（方向３）、南北左转（方向４）四个方向??的信号灯时间，如图３．１十字交叉口各方向示意图所示。车辆绿灯顺序按方向１到方向??４依次循环。行人绿灯只在对应直行车道亮绿灯时出现。把视频采集系统安装在十字路??口，该系统可以在行人或车辆进入系统采集区时分别对它们进行跟踪计时与计数，并根??据不同方向不同区域来保存车辆与行人的数据。每个方向上都有两个相对车流量，取两??者车流量大的作为该方向的车流量，而行人过街只有两个方向，但每个方向都有４个行??人等待区域，只考虑等待行人数量最多的区域里的行人。??

本文建立的车辆与行人平均等待时间模型通过＾取值来选择优先考虑车辆还是行??人效益。针对《的不同取值的情况，将固时控制与ＳＥＡ优化控制结果进行比较，仿真??如图４．１、图４．２、图４．３所示，将这两种控制方式下的各相位绿灯时间及对应的目标函??数值如表４．１、表４．２、表４．３戶斤不。??①当车辆多，行人少时??车辆数目按相位顺序依次为２４?（辆）、８?（辆）、１４?（辆）、１１?（辆），东西方向??行人数量为２５?（人），南北方向行人数量１３?（人）。??车辆与行人平均等待时间??１８０｜?１?１?１——?Ｉ?．?－??＋?ＳＥＡ?（?ａ?＝〇．?３）??＋?Ｘ?固时控制（ａ＝：０．３）??１７０－?＋?＋?ＳＥＡ?（?ａ?＝０．?７）?－??＾?４－?Ｏ?固时控制（ａ?＝０．７）??＾?〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇??ｇ?１６０－?＋?＋?－??￣?ｘｘｘ＇ｉ＇ｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘｘ：：??￥?＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－??１５０－?命＋?伞＋辛辛＋辛＋命＋命＋夺＋命■士??１４〇１?１?１?？?１?１???０?５?１０?１５?２０?２５?３０??进化代数??图４．?１固时控制与ＳＥＡ信号灯配时优化比较??３０
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本文编号：2836487