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城市交通信号控制的仿真与评价方法应用研究
| 论文题名： | 城市交通信号控制的仿真与评价方法应用研究 |
| 关键词： | 交通拥堵;交通信号控制;信号配时;单交叉口评价;干线评价;交通仿真 |
| 摘要： | 城市进程不断加速，车辆迅速增加，但是道路资源有限，导致交通拥堵现象十分普遍。城市道路利用存在不足之处，造成交通不畅、恶性交通事故剧增，成为困扰民众的焦点和急待解决的问题。提升城市交通管理水平迫在眉睫，城市交通信号灯具有一定的约束力，它的存在确保交通运行处于较为平衡的状态，这也是引导城市正常运行最为经济有效的途径，然而对于城市交通设计评价指标以及对信号控制策略进行合理的评价同样很有必要。通过交通拥堵评价指数结果可以明确交通运行状况，并对控制方案效果进行及时反馈，为相关部门采取相应措施提供合理的依据，真正实现改善交通状况、提高通行效率的目的。 本文对于城市单交叉口和干线交通两种研究对象分别提出相应的评价模型，建立有效的拥堵评价体系，直观地反映拥堵程度。针对上述模型，主要包括以下几个研究内容： (1)提出了一种基于非线性综合法的单交叉口信号配时评价模型。该模型与信号控制密不可分，需要结合配时方案数据来体现其控制效果，再根据多种检测设备获取的交通参数，综合分析选取可用的评价指标，对这些指标进行非线性处理从多个方面评价交叉口。该模型能够反映信号控制配时优化效果，具有一定的应用探索价值，同时参考历史研究将交通状态分为五个状态，更明了地划分当前的交通等级，该模型保证了拥堵评价研究的可执行性以及可实现性； (2)对提出的单交叉口信号配时评价模型进行验证。本文对广域雷达检测器和视频检测器采集的数据分别分析，从方向以及相位角度计算来证明模型的普适性。通过分析时间序列相关性可知单交叉口配时优化后拥堵指数的变化是符合实际情况的，根据指数结果能够直观了解配时交通的变化情况，再对控制策略加以改善，可形成一个闭环结构。另外，对评价指数结果进行K均值聚类划分交通状态，采用统计学中多总体假设检验的方法证明聚类结果的准确性； (3)对城市交通干线进行评价并提出模型。本文对于干线的评价从协调方向和非协调方向两个方面开展，评价指标选用绝对指标与相对指标相结合的方式，能够更清晰反映交通数据的变化程度，对于权重的确定采用基于专家打分法，运用层次分析法来计算，并借鉴可拓物元法框架来进行评价，最终模型基于已知权重值，选取最大值作为该方向的权值，对两个方向加权处理得到干线拥堵评价指数。相关指标参数利用SUMO仿真软件构建交通仿真系统来获取，计算流量数据与指数结果的皮尔森相关系数，得到的相关值较高，结果表明模型具备一定的参考价值。 |
| 作者： | 徐琰 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 张伟斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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