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公交专用道调度优化算法研究与应用
| 论文题名： | 公交专用道调度优化算法研究与应用 |
| 关键词： | 公交专用道调度;车辆行为模型;元胞自动机;强化学习;交通仿真 |
| 摘要： | 城市公共交通拥有诸如高效率、低污染等多项优点，对缓解城市交通拥堵和减少城市污染等方面具有关键性作用，而设立公交专用道则是实现这一目标的关键措施之一。针对公交专用道的调度优化可细化为公交专用道上车辆的调度优化，以及公交专用道两端的信号灯调度优化。本文针对两种优化方式，开展了面向公交专用道的道路交通流模型、公交专用道的有效性与设置条件、公交专用道信号控制等技术研究与应用。本文的主要创新和工作如下： （1）针对公交专用道上的车辆调度优化问题，提出了一种面向公交专用道的道路交通流模型。该模型采用改进的元胞自动机模型对面向公交专用道的道路交通流进行建模，并考虑不同车辆类型在不同车道上的行为模型，提出公交优先指数，降低社会车辆在换道进入公交专用道行驶时对公交车辆的影响。本文进行了三种公交专用道设置方式下的仿真对比实验，实验结果表明，本文提出的面向公交专用道的道路交通流模型能够提升道路的流量与客运量，缓解道路拥堵。 （2）针对公交专用道两端的信号灯调度优化问题，提出了一种面向公交专用道的信号控制模型。该模型采用深度强化学习算法，提出了多优先级路权的概念，并应用到提出的信号控制模型中，使其能够适用于包含多种优先级车辆的交通路况。本文进行了与定时信号控制方案的对比仿真实验，实验结果表明，面向公交专用道的信号控制模型能够在交叉口路段中保障公交车辆的优先通行能力，减少车辆平均延误时间。 （3）设计并实现了一个面向公交专用道的交通仿真系统，该系统采用了分级架构，自顶向下包括交通仿真前端页面、交通仿真系统后台以及交通仿真引擎。交通仿真引擎是系统的关键部分，实现了交通仿真相关核心功能，支持在路网中添加公交车辆与公交专用道，以及仿真结果分析等其他功能，并通过系统测试验证了系统功能的可用性。 本文的核心工作包含理论分析与实际应用，道路交通流模型与信号控制模型有助于实现公交专用道的优化调度；针对公交专用道的交通仿真系统能够模拟、验证和评估公交专用道策略。研究成果在公交路网规划、城市道路设计等多个领域都具有广泛应用价值。 |
| 作者： | 杜安娜 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 刘启和 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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