城市干线道路信号协调优化控制研究

论文摘要

随着社会经济的发展和城市化进程的加快,由于机动车增长过快,人类也面临着交通拥挤的煎熬,如何有效的减低交通拥堵带来的负面影响成为交通界的研究的焦点。而城市主干道作为城市道路的重要组成部分,交通干道通畅与否决定着交通网络能否平稳、安全的运行。因此,本文以交通主干道作为研究对象,对城市交通信号控制进行分析,研究城市干道协调优化控制的方法。本文首先针对城市干道协调理论与方法,对国内外的研究现状做了一个回顾,然后讨论了城市交通信号控制的基本理论,对单点信号控制方法、干道协调信号控制方法和区域交通信号控制方法进行了分析。其次,分析基于最小延误的城市干道协调控制的优化方法,通过考虑了车辆离散性的影响,同时还考虑了车辆启动延误、车辆通过停车线的时间,修正了基于最小延误的干道协调控制模型。再次,通过蚁群算法求解模型,并且和遗传算法求解模型进行对比,对比表明蚁群算法求解速度优于遗传算法,更符合交通及时性的要求。最后,本文通过在交通仿真软件VISSIM中建立一个交通干道系统,通过数解法与此模型求解得到的相位差标定分别标定这个交通干道系统,对比表明用此模型的车辆延误时间明显小于数解法的车辆延误时间,证明了本文所提方法的有效性;同时也分析了当干道交叉口交通量接近饱时,此模型也能够保证比较理想的协调效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 交通干道协调控制研究背景和意义
• 1.2 交通干道协调控制国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文的研究内容和结构编排
• 1.4 小节
• 第二章 城市交通信号控制基本理论
• 2.1 城市交通信号控制基本概念及评价指标
• 2.1.1 基本概念与控制参数
• 2.1.2 评价指标
• 2.2 城市交通信号控制方法
• 2.2.1 单点信号控制方法
• 2.2.2 干道协调信号控制方法
• 2.2.3 区域交通信号控制方法
• 2.3 实用的相位优化方法
• 2.3.1 图解法
• 2.3.2 数解法
• 第三章 城市干道交通信号协调控制建模
• 3.1 选用线控系统的依据
• 3.2 干道协调控制的优化方法
• 3.2.1 最大绿波带法
• 3.2.2 最小延误法
• 3.2.3 常用的线控系统配时计算软件
• 3.3 基于最小延误的干道协调优化控制模型的建立
• 3.3.1 干道协调延误分析
• 3.3.2 考虑车辆离散性的干道协调延误模型建立
• 3.4 小结
• 第四章 基于蚁群算法的城市干道协调优化控制仿真
• 4.1 蚁群算法介绍
• 4.1.1 蚁群算法的特点
• 4.1.2 蚁群算法的基本原理
• 4.2 基于蚁群算法的城市干道协调优化控制仿真及结果分析
• 4.2.1 方案设计
• 4.2.2 蚁群算法设计
• 4.2.3 仿真结果与分析
• 4.2.4 交叉口交通量接近饱和时的结果与分析
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录