基于多目标优化以及模糊控制理论的单交叉口信号灯配时算法的研究

发布时间：2020-11-17 11:56

　　 近几年来我国经济高速发展,城市人口数量持续上涨,行车数量也在不断的上涨,随之而来的就是日益严重的一系列交通问题,给人们的生活带来了很大的不方便。一个城市的交通状况关乎着城市的经济发展,同时也决定着人民的生活质量,改善道路拥堵问题已迫在眉睫。交叉口是车辆通行的枢纽,有着连接道路、分散车流的作用,在缓解路况压力方面起着非常重要的作用,因此本文将从改进交叉口交通情况入手,提升交通控制的指标参数,改善道路拥堵问题。本文研究单交叉口的交通信号灯配时问题,在对道路各项指标进行分析对比后,提出了一种基于多目标优化的信号灯配时算法,该算法的优化目标为降低车辆延误时间、降低停车次数、提高通行能力,对各项指标进行无量纲化处理,构造多目标优化模型,然后采用定步长搜索的方法编程求出适合车辆所处路况的最佳信号灯周期方案。之后,本文又提出了另一种单交叉口信号灯的配时算法,即基于模糊控制理论的信号灯配时算法。因为交通系统是一个复杂且庞大的系统,无法准确的用数学模型来衡量,所以本文将模糊控制的思想结合到交通系统中来,根据车道排队长度的不同输出指标对配时方案的影响权重系数。在这个算法中,要构造三个模糊控制器,分别对应停车次数、延误时间和通行能力三项指标的权重系数,也就是三个模糊控制器的输出量,将主队列车道排队长度和下一个队列的车道排队长度作为输入量。得到三个权重系数后,对指标参数进行无量纲化处理,并与各项权重系数相乘构造最小值函数,采用定步长搜索各相最小值函数下的最佳周期,得出周期后,按照各相的交通流强度分配绿灯时间,最后将各相位的绿灯和黄灯的时间组合在一起,形成新信号灯配时方案。文章还选取了一个实际的交叉口,测量了具体数据,对本文提出的两个算法进行了实验验证。并对比了现行的配时方案的各项指标的优化程度。文章的最后对全文进行总结,交代了文章的不足之处,并指出了日后可以进一步研究的问题。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U491.54
【部分图文】：

图2.1两相位方案示意图

图 2.2 三相位方案示意图更为复杂的还有四相位方案，如图所示：一相位表示南北车辆直行，二相表示南北车辆左转，三相位表示东西车辆直行，四相位表示东西车辆左转。

四相位方案示意图
【参考文献】

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本文编号：2887470