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信号交叉口控制系统的优化与仿真
| 论文题名： | 信号交叉口控制系统的优化与仿真 |
| 关键词： | 智能交通系统;信号交叉口;控制系统;信号配时方法 |
| 摘要： | 随着社会的不断进步和汽车工业的不断发展,私家车的拥有量迅速上升,导致城市交通拥堵问题凸显。交通拥堵直接导致汽车尾气排放增加、空气质量下降,以及出行者的行程时间增长等等,带来了居民生活质量的下降。怎样有效的缓解城市交通拥挤、提高城市道路网的通行效用成为迫切需要解决的问题。 智能交通系统(ITS)为解决城市道路拥挤,改善交通状况,提高路网的通行效用提供了新的方法,而先进交通管理系统(ATMS)是 ITS的核心部分之一,城市信号交叉口控制系统是ATMS的关键部分。本论文以城市路网中信号交叉口控制系统为研究对象,重点研究信号控制系统的信号配时方法。具体内容如下: 第一章绪论部分,介绍对信号交叉口控制系统进行探讨的研究背景及研究目的和意义,分析国内外专家学者对信号交叉口控制系统配时方法的研究现状,指出存在的问题,并给出了研究的主要内容。 第二章介绍信号交叉口控制系统理论。主要阐述信号交叉口控制系统的配时参数、四个评价指标和信号配时的三种基本方法。 第三章为了提高整个路网的通行效用,根据周期时长、相位绿信比与机动车延误特征,建立周期波动的动态信号配时的非线性规划模型。信号控制系统根据路网中各路段机动车的流量特征,进行动态调整信号周期时长和各相位绿信比的最优配置,从而合理分配各进口车道的通行权。结果表明:运用动态信号配时法和固定信号配时法交通分配的结果基本一致,运用动态信号配时法与固定信号配时法相比,动态信号配时法使机动车在十字交叉口上效用提高10％左右,在T型交叉口上效用提高30%左右,较好地适应各种交通状态的变化。在非机动车交通量较小的交叉口,动态信号配时有利于非机动车通行效用的提高;而在交通量较大的交叉口上,动态信号配时对非机动车的通行效用有较小量的波动。 第四章为了提高相邻交叉口信号控制系统协调控制的通行效用,根据周期时长、相位绿信比、相位差与协调相位延误、消散量特征和各入口方向车辆的流量特征,建立相邻信号交叉口控制系统配时参数的双目标动态优化模型。通过分层序列方法,对双目标动态优化模型进行求解。例证表明:动态信号控制使协调相位直行车道的效用显著提高,在相邻交叉口间的路段长度分别为200m、350m、550m,动态信号双向协调相位控制直行车道的效用比固定信号的控制效用分别提高了14.47%、11.01%、7.91%,在相邻交叉口间的路段长度较短时,对相邻交叉口进行协调相位控制非常有必要,同时动态信号控制比固定信号控制的通行能力提高了约2.85%。 第五章总结论文中所做的主要工作,以及论文创新点,指出论文中存在一些不足之处,并给出今后进一步努力的方向。 |
| 作者： | 吴伟明 |
| 专业： | 应用数学 |
| 导师： | 张邻 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌航空大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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