原文传递
交叉口混合交通流供需协同控制优化方法
| 论文题名： | 交叉口混合交通流供需协同控制优化方法 |
| 关键词： | 交叉口;交通信号;供需协同控制;混合交通流 |
| 摘要： | 城市内出行需求的不断增加，加剧了交叉口需求与供给之间的矛盾，加之资源的不合理分配，混合交通流运行秩序混乱、交通拥挤等问题开始凸显。交通信号控制方案作为调节交通流释放的短期变量，能够根据交叉口实际合理分配绿灯资源，因而可以有效避免交通拥堵并提高混合交通流通行效率。然而，现有交通信号优化研究中普遍采用基于机动车需求的控制策略，对出口道供给和行人过街需求考虑不足，导致交叉口出现排队溢出和人车混杂现象，资源利用率低下。尽管目前供给-需求交通信号优化研究方面取得了进展，但对行人过街需求关注度不高，资源仍得不到最优化配置。因此，亟需开展供需协同框架下交叉口混合交通流控制优化方法研究，合理高效分配资源，提高交叉口运行效率和安全性。 为满足交叉口混合交通流高效、安全运行的要求，本文提出了供需协同信号控制思想。根据信号交叉口混合交通流供需协同控制过程建立了供需协同信号控制系统并利用状态转移方程进行描述。在此基础上，建立混合交通流供需量时变计算模型同时结合混合交通流供需矩阵、绿灯时间矩阵等对交叉口混合交通流供需协同信号控制问题进行表达。 为实现供需约束下信号方案的全局优化求解，本文将交叉口混合交通流供需协同信号控制优化问题简化成相位、相序和配时参数最优化问题。在供需协同控制思想下，基于Ring-Barrier双环相位结构建立优化变量表示形式，并根据供需协同、Ring-Barrier 双环结构要求等建立约束条件，同时以混合交通流释放效率为目标构建信号控制优化模型。综合考虑到粒子群算法在求解大规模问题的优势和易陷入局部最优的劣势，本文使用种群规模和惯性因子自适应调整方法对粒子群算法改进后再将其用于求解。根据优化模型，同时结合粒子群寻优过程，对粒子搜索空间、适应度等函数进行描述实现对优化模型的快速求解。 为验证优化模型的有效性，本文根据机动车和行人状态共设置6种混合交通流情形进行仿真实验。收敛结果表明求解算法在交叉口不同混合交通流状态下均能实现较快收敛。并将优化模型与基于混合交通需求控制模型、机动车供需协同控制模型进行对比实验，结果表明优化模型不仅可以有效避免排队溢出，还在混合交通释放量、延误等方面也起到一定的改善作用。 本文从供需协同角度提出的交叉口混合交通流控制优化方法，能有效改善排队溢出和资源利用率不高的问题，因而为提升混合交通流的运行效率和安全水平提供了新研究思路。 |
| 作者： | 杨晨曦 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 李志慧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 吉林大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
