交通信号配时优化仿真评价技术研究

论文摘要

随着社会经济的飞速发展,居民生活水平也不断提高,随之而来的是机动车保有量与日俱增,城市道路建设速度远远滞后机动车的增长速度,道路建设和机动车增长产生供需矛盾,单纯地通过道路建设、加密路网等宏观措施已不能满足需求,可通过微观策略对路网交通流量进行调控,均衡路网交通压力。目前,行之有效并且性价比较高的措施,就是通过智能交通控制手段对整个交通路网进行协调控制,该措施在不进行大规模道路改扩建的基础上,通过科学技术手段调控路网交通压力,深度挖掘路网潜能,提高道路通行能力。综合运用智能信号控制系统是城市道路交通管理行之有效的措施之一,是运用交通工程、信息控制、数据处理和信息通讯等多学科知识的综合体系。智能信号控制系统主要有以下几部分组成：交通工程设计(空间渠化设计、信号控制、完善标志标牌等)、交通信息采集(车辆信息、驾驶员信息、道路信息采集等)、数据处理与分析(数据预处理、数据库建立、数据分析、数据传输等)、控制模型构建(优化模型构建、控制模式、控制方式等)、仿真评价(仿真路网搭建、路网信息输入、优化方案确定、仿真结果评价等)。论文主要的研究内容是智能交通信号控制优化模型和干道绿波信号协调控制优化模型研究。第一,首先通过研究背景阐述引出建立仿真平台的必要性以及课题的研究意义,通过课题逻辑框图分析得出交通信号配时优化仿真研发技术是仿真平台构建中的关键技术之一,概述了国内外研究现状,并且对不同的优化方法进行优缺点分析；第二,论文分别对交通仿真模型和交通仿真平台的建立以及智能交通仿真系统进行阐述,交通仿真是再现交通流在城市路网上时空分布,通过交通仿真平台对控制方案进行评价,为交通管制措施执行提供科学依据；第三,通过交通信息整合处理选用适合该交通特性的优化算法,建立信号配时优化模型和相位差优化模型,运用C语言进行程序实现,并且总结归纳该优化模型的优点；第四,通过选取一二一大街和学府路围成的区域对优化模型进行实例验证,对优化前后方案的仿真结果进行评价分析,验证了该优化模型的科学性和实用性；第五,最后对课题做了展望,提出对Paramics仿真软件二次开发,将信号配时优化模型和相位差优化模型有机结合,建立城市道路交通综合仿真平台的研究思路。通过建立交通控制优化模型从点、线、面层面对交通路网进行优化控制,在中小城市采取交通控制策略效果更加明显。因此,对智能交通信号控制系统的研究及开发,改善城市交通环境,充分利用现有道路资源,提高路网服务水平,降低因交通拥堵造成的环境污染,积极响应“节能减排”相关政策,能缓解城市交通拥堵现状,具有良好的社会效益和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景
• 1.3 国内外仿真平台研究现状
• 1.3.1 国内城市道路交通仿真平台系统的现状
• 1.3.2 国外城市道路交通仿真平台系统的现状
• 1.3.3 交通仿真研究现状
• 1.4 国内外配时优化方法研究现状与分析
• 1.4.1 周期时长优化方法研究现状
• 1.4.2 绿信比优化方法研究现状
• 1.4.3 相位差优化方法研究现状
• 1.5 本论文主要研究内容及意义
• 1.5.1 课题主要研究内容
• 1.5.2 本论文研究内容
• 1.5.3 本论文研究思路与意义
• 1.6 本章小结
• 1.7 论文组织结构
• 第二章 城市智能交通仿真系统
• 2.1 智能交通仿真概论
• 2.2 城市道路交通仿真系统组成
• 2.3 道路交通仿真系统设计与优化
• 2.3.1 仿真系统功能
• 2.3.2 仿真系统体系结构
• 2.3.3 交通控制优化处理
• 2.4 仿真平台总体设计
• 2.4.1 系统功能定位设计
• 2.4.2 系统主要研究内容
• 2.5 本章小结
• 第三章 交通信号控制优化模型研究
• 3.1 仿真路网建模
• 3.2 交通信号配时优化模型研究
• 3.2.1 基于粒子群算法的配时优化模型研究
• 3.2.2 交通信号相位差优化模型
• 3.3 道路交通组织优化
• 3.4 模型优点总结
• 3.5 本章小结
• 第四章 实例验证与分析
• 4.1 实验区域选择
• 4.2 交通流数据分析
• 4.2.1 交通流状态划分
• 4.2.2 交通信号控制策略优化
• 4.3 实例验证与分析
• 4.3.1 配时优化模型实例验证
• 4.3.2 相位差优化模型实例验证
• 4.4 交通仿真评价分析
• 4.4.1 现有信号配时方案下的仿真评价
• 4.4.2 信号配时优化方案下的仿真评价
• 4.4.3 结果对比分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 本文总结与展望
• 5.1 本文主要研究成果
• 5.2 本文展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A