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基于城市公路干线交叉口的信号控制算法研究与仿真
| 论文题名： | 基于城市公路干线交叉口的信号控制算法研究与仿真 |
| 关键词： | 城市公路干线;交叉口信号;协调控制算法;车辆排队长度;优化仿真 |
| 摘要： | 随着经济的迅速发展，交通运输已经成为现代人们经济生活中极其重要的组成部分。目前，传统交通控制方法已无法满足现有城市交通的发展要求。鉴于城市交通的复杂性和传统控制方法的局限性，把相关的智能控制算法相结合，进而应用到交叉口信号控制研究领域，以尽量减小交叉口的排队长度为主要评价指标，研究交通信号配时优化方案，对城市智能交通控制的发展具有非常重要的意义。 在对城市交通信号控制理论学习的基础上，深入研究和分析了目前国内外城市交通控制系统的发展现状，进一步了解到城市单交叉口的理论研究已基本成熟，但要提高城市整个干线的通行能力，仅仅实施单交叉口的信号控制是远远不够的。目前解决城市道路交通问题最根本的方法是对城市干线多交叉口的协调控制，因此，本文在研究单交叉口四相位的基础上，进一步展开对城市干线多交叉口协调控制的研究。 本文首先以四个相位的单交叉口为研究对象，设计基于模糊控制理论的模糊控制方案，通过仿真并与定时控制、感应控制进行对比，验证了该方案比传统的控制方式有更好的控制效果。同时分析了普通模糊控制算法和经典两级模糊控制算法的特点，针对其不足加以改进，在城市交叉口四个相位控制的基础上，展开了对干线多交叉口的重点研究，尤其是重点研究了干线协调模糊控制的方案，并设计了两级决策修正的模糊控制算法来决定是切换相位还是延长当前相位的绿灯时间，仿真结果表明该方法能够有效减小车辆排队长度。同时，鉴于人工设计模糊控制器的合理性存在问题，本文利用改进的自适应遗传算法分别对模糊控制器的模糊规则和隶属度函数进行优化，使其能够适应不同的交通流变化，从而实现交叉路口信号的自适应控制。通过仿真实验，把其结果和未优化的模糊控制器进行比较，验证了此优化算法的有效性，使得控制效果得到了进一步改善。最后，在以MATLAB进行数据仿真的基础上，以微观仿真软件VISSIM为仿真平台，对本文中所涉及的各种交通信号控制方法进行了可视化仿真，并对仿真结果进行比较分析，结果表明优化后的两级决策修正模糊控制算法能够更有效的减小交叉口处的车辆排队长度，使整个干线的通行能力得到进一步提高。 |
| 作者： | 夏朋亮 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 唐慧佳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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