城市道路交叉口组合信号控制研究与仿真实现

论文摘要

本文以城市交通路网中单个交叉口为研究对象,通过对交叉口交通信号控制方式的研究,旨在提高单个交叉口的控制效果。本文研究组合信号的控制方式,建立了微观仿真系统,然后通过仿真试验验证了组合信号的有效性和合理性。首先,通过对单个交叉口的延误分析,提出了基于相位组合的模糊信号控制方式。组合相位是一种不同于普通交通控制的控制方式,它的相位组合和相序可以根据实际的交通量发生改变。相位之间的转化通过模糊控制实现,模糊控制是根据交叉口实际的交通量来控制相位的延长时间。其次,根据交叉口车辆运行规律,建立了单个交叉口的微观交通仿真系统。微观仿真系统主要是采用面向对象的C++语言实现的,系统中加入车辆产生模型、车辆跟驰模型、车辆换道模型、车辆的加减速模型等。本系统可以实现离线的交通仿真,可以定制固定信号、感应信号和组合信号的控制方式,并给出仿真评价指标。最后,通过仿真试验检验了组合控制的控制效果。仿真试验比较了组合控制与固定信号、感应信号控制的控制效果。结果表明,组合控制比固定信号和感应信号具有较好的控制效果。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 城市交通的现状
• 1.2 交通信号控制概述
• 1.3 组合信号控制研究的意义和现状
• 1.4 交通系统仿真研究概况
• 1.4.1 交通系统仿真的需求
• 1.4.2 交通系统仿真的特点
• 1.4.3 国内外交通仿真现状研究
• 1.5 本文研究内容
• 2 交通信号控制基本理论
• 2.1 交通信号控制参数
• 2.2 定时信号配时方法
• 2.3 感应控制原理
• 2.3.1 感应信号的基本工作原理
• 2.3.2 感应信号的控制参数
• 2.4 模糊控制原理
• 2.4.1 模糊控制的概念
• 2.4.2 模糊集合和隶属函数
• 2.4.3 模糊原理
• 2.4.4 模糊控制原理
• 3 基于相位组合的模糊信号控制
• 3.1 单个交叉口模型
• 3.1.1 模型描述
• 3.1.2 模型延误分析
• 3.2 进路组合算法的描述
• 3.2.1 无冲突组合方式
• 3.2.2 无冲突相位的组合算法
• 3.3 模糊控制器的设计
• 3.4 组合进路模糊控制示意图
• 3.5 程序实现
• 3.5.1 程序模块构成
• 3.5.2 程序模块实现
• 4 微观交通仿真系统模型及实现
• 4.1 微观交通仿真模型
• 4.1.1 道路设施模型
• 4.1.2 车辆产生模型
• 4.1.3 车辆跟驰模型
• 4.1.4 换道模型
• 4.1.5 低速溜车模型
• 4.1.6 加速驶离模型
• 4.1.7 谨慎加速启动模型
• 4.1.8 减速停车模型
• 4.1.9 车辆平滑转弯的实现
• 4.2 微观交通仿真系统总体思想
• 4.3 微观交通仿真系统主要模块
• 4.4 微观交通仿真系统软件实现
• 4.4.1 软件运行环境
• 4.4.2 软件主要的数据结构
• 4.4.3 软件的实现界面
• 5 算例
• 5.1 仿真系统检验
• 5.2 仿真试验
• 5.2.1 试验环境设计
• 5.2.2 与定时、感应控制比较的试验设计
• 5.2.3 试验结论
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集