信号交叉口累积能耗分析优化模型及算法研究
发布时间：2023-11-14 19:50
随着社会经济的快速发展,城市人口和机动车保有量随之增加,以汽车为主要交通工具所产生的城市交通燃油消耗量也随之增加。为了节省能源,不仅可以通过改进汽车自身的性能,而且可以通过研究信号交叉口配时方案对汽车燃油消耗影响的规律,从优化交叉口信号配时方案的角度出发,找寻降低城市道路交通系统能源消耗量的策略。因此,本文从改善信号交叉口配时方案的角度出发,首先分析机动车在交叉口处的受阻过程,建立与之相对应的累积延误模型,在该模型的基础上构建了一定范围内信号交叉口累积能耗模型,然后以交叉口延误最小以及一定范围内累积能耗最小为目标构建了信号配时优化模型,最终提出一种比较优化的交叉口信号配时方法。本文主要研究内容如下:首先,对城市道路交通能耗与延误相关理论进行分析。为了更好的找到解决我国能源消耗问题的有效措施,需要掌握整个道路交通系统能耗的影响因素,分别从宏观、中观和微观的角度分析城市交通系统能源消耗的影响因素;规定了不同车型的换算指标,把各种车型换算为统一标准车型便于模型的建立和结果的计算,同时分析了信号交叉口的延误,对后期的研究提供一定的理论基础。其次,构建了一定范围内信号交叉口累积能耗模型。先确定研...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 能源不足问题日益紧迫
1.1.2 环境污染问题日益严重
1.1.3 交通能耗重视度不够
1.2 研究意义和目的
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 目前国内外研究存在的问题
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
2 城市道路交通能耗与延误相关理论分析
2.1 城市道路交通能源消耗影响因素
2.1.1 宏观影响因素
2.1.2 中观影响因素
2.1.3 微观影响因素
2.2 不同车型换算指标
2.3 交叉口延误分析
2.3.1 延误分类
2.3.2 延误计算
2.4 本章小结
3 信号交叉口累积能耗模型建立
3.1 本文研究对象的确定与分析
3.1.1 平面交叉口定义
3.1.2 研究对象
3.1.3 信号交叉口研究范围界定
3.2 信号交叉口累积延误研究
3.2.1 信号交叉口机动车运行过程
3.2.2 累积延误模型建立
3.3 机动车不同行驶工况模型建立
3.3.1 匀速行驶能耗模型
3.3.2 怠速等待能耗模型
3.3.3 减速增量能耗模型
3.3.4 加速增量能耗模型
3.4 研究范围内信号交叉口累积能耗模型建立
3.5 本章小结
4 考虑延误和累积能耗的信号配时优化模型建立及求解算法设计
4.1 信号交叉口常用配时方法
4.1.1 韦伯斯特法
4.1.2 等效交通量法
4.2 研究目标
4.2.1 目标一：交叉口延误
4.2.2 目标二：累积能源消耗
4.2.3 约束条件
4.3 研究范围内信号交叉口配时优化模型
4.4 模型的求解算法
4.4.1 遗传算法基本思想
4.4.2 遗传算法求解设计
4.5 本章小结
5 实例分析
5.1 实际交叉口现状
5.1.1 交叉口几何条件
5.1.2 交叉口现状信号配时方案
5.1.3 交叉口交通量调查
5.1.4 VISSIM仿真及结果
5.2 韦伯斯特法信号配时
5.2.1 韦伯斯特法计算过程
5.2.2 VISSIM仿真结果
5.3 本文设计方法信号配时
5.3.1 信号配时优化模型修正
5.3.2 研究范围内信号交叉口累积能耗模型验证
5.3.3 信号配时优化模型求解结果
5.3.4 VISSIM仿真结果
5.4 三种信号配时方案对比与分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3864096
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 能源不足问题日益紧迫
1.1.2 环境污染问题日益严重
1.1.3 交通能耗重视度不够
1.2 研究意义和目的
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.3.3 目前国内外研究存在的问题
1.4 研究内容及技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
2 城市道路交通能耗与延误相关理论分析
2.1 城市道路交通能源消耗影响因素
2.1.1 宏观影响因素
2.1.2 中观影响因素
2.1.3 微观影响因素
2.2 不同车型换算指标
2.3 交叉口延误分析
2.3.1 延误分类
2.3.2 延误计算
2.4 本章小结
3 信号交叉口累积能耗模型建立
3.1 本文研究对象的确定与分析
3.1.1 平面交叉口定义
3.1.2 研究对象
3.1.3 信号交叉口研究范围界定
3.2 信号交叉口累积延误研究
3.2.1 信号交叉口机动车运行过程
3.2.2 累积延误模型建立
3.3 机动车不同行驶工况模型建立
3.3.1 匀速行驶能耗模型
3.3.2 怠速等待能耗模型
3.3.3 减速增量能耗模型
3.3.4 加速增量能耗模型
3.4 研究范围内信号交叉口累积能耗模型建立
3.5 本章小结
4 考虑延误和累积能耗的信号配时优化模型建立及求解算法设计
4.1 信号交叉口常用配时方法
4.1.1 韦伯斯特法
4.1.2 等效交通量法
4.2 研究目标
4.2.1 目标一：交叉口延误
4.2.2 目标二：累积能源消耗
4.2.3 约束条件
4.3 研究范围内信号交叉口配时优化模型
4.4 模型的求解算法
4.4.1 遗传算法基本思想
4.4.2 遗传算法求解设计
4.5 本章小结
5 实例分析
5.1 实际交叉口现状
5.1.1 交叉口几何条件
5.1.2 交叉口现状信号配时方案
5.1.3 交叉口交通量调查
5.1.4 VISSIM仿真及结果
5.2 韦伯斯特法信号配时
5.2.1 韦伯斯特法计算过程
5.2.2 VISSIM仿真结果
5.3 本文设计方法信号配时
5.3.1 信号配时优化模型修正
5.3.2 研究范围内信号交叉口累积能耗模型验证
5.3.3 信号配时优化模型求解结果
5.3.4 VISSIM仿真结果
5.4 三种信号配时方案对比与分析
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3864096
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3864096.html
