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城市区域交通信号控制优化方法的研究
| 论文题名： | 城市区域交通信号控制优化方法的研究 |
| 关键词： | 交通信号控制;干线协调控制;粒子群优化算法;VISSIM;交叉口 |
| 摘要： | 随着社会经济的高速发展，城市路网中的车辆数持续增长，现有道路条件难以满足交通需求，城市拥堵问题日益严重，制约了城市经济的进一步发展，降低了城市的生活幸福指数。因此，对城市区域交通信号控制优化方法的研究具有十分重要的意义。本文从单交叉口和城市交通干线两方面对城市区域交通信号控制策略和智能优化算法进行研究。论文的主要工作如下: (1)阐述了论文的研究背景和研究意义，从交叉口信号配时模型和优化算法两个方面对交叉口信号控制的发展现状进行了分析与总结。 (2)针对粒子群优化算法全局寻优能力突出、对问题的依赖度低但是在迭代后期收敛速度下降、容易发生早熟收敛的问题，汲取变邻域搜索算法强大的局部搜索能力，提出了自适应变邻域的粒子群优化算法。并选取6个Benchmark函数从收敛速度和收敛精度两方面进行验证，与粒子群优化算法的一些改进算法进行比较;结果证明该算法在求解复杂非线性函数时具有明显的优越性。 (3)在分析交通信号控制理论的基础上，以交叉口车辆总延误时间最小为优化目标，建立了四相位的交叉口信号配时优化模型，并分别采用粒子群算法、自适应变邻域的粒子群算法对固定周期、不定周期控制策略进行优化求解。实验结果表明，从控制策略上，不定周期控制的优化效果优于固定周期控制和定时控制;从优化算法上，本文提出算法的控制效果优于粒子群算法和定时控制。 (4)基于干线信号协调控制理论与方法，采用单独优化相位差和相位差与协调相位绿灯时间联合优化两种控制策略，建立干线协调控制模型并用提出的算法进行求解。通过数据实验表明，联合优化的控制效果优于单独优化，单独优化的效果优于定时控制，且自适应变邻域粒子群算法的优化效果优于粒子群算法。同时，本文将协调相位和非协调相位车辆延误以权重比形式考虑，实验结果表明，适当考虑非协调相位延误时，能够从整体上减少干线的延误时间，提高路网的通行效率。 (5)最后，通过VISSIM的COM接口建立基于VISSIM的交通优化仿真平台，分别建立单交叉口和干线交通协调控制的VISSIM仿真模型，验证本文所采用控制策略和优化算法的有效性。 |
| 作者： | 张云霄 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 徐建有 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2018 |
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