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基于多策略改进哈里斯鹰算法的交通信号配时优化
| 论文题名： | 基于多策略改进哈里斯鹰算法的交通信号配时优化 |
| 关键词： | 交通信号配时;哈里斯鹰算法;通行效益;环保角度 |
| 摘要： | 随着中国城市化进程的加快，城市道路的交通拥堵日益严重。交叉口是发生交通拥堵的主要路段，因此对交叉口进行合理优化设计是提高道路交通能力的重要手段，一种有效方式就是采用合理的信号灯配时方案。交通信号配时优化常用的求解方法是智能算法。哈里斯鹰算法是一种新型群智能算法，但也存在过早收敛和解多样性有限等问题，所以本文针对哈里斯鹰算法的不足进行研究和改进，并应用于求解交通信号配时问题，具体研究内容如下: (1)提出一种基于高斯随机游走的哈里斯鹰算法(HHOG)。在HHOG中，加入混沌映射提高算法的全局搜索能力，利用柯西函数控制莱维飞行步长，实现平滑过渡，并通过高斯随机游走策略提高算法的搜索精度和收敛速度。HHOG与其他五种经典的优化算法在16个基准测试函数上进行实验，证明了HHOG的改进策略是有效的。 (2)提出了一种基于非线性控制参数的哈里斯鹰算法(IHHO)。在IHHO中，加入精英反向学习策略增强种群在搜索空间的多样性，融合黄金正弦算法提高算法的效率和全局搜索能力，利用一个非线性控制参数调节算法的探索和开发行为，避免算法陷入局部最优解。通过测试函数的寻优实验，验证了IHHO在搜索精度和收敛速度上的提升。 (3)本文从车辆的通行效益和环保角度出发，以通行能力、车辆延误、尾气排放和停车次数为优化指标，同时以路口的有效绿灯时间和信号周期时长作为约束条件，建立交通信号配时模型。以典型交叉口为例，利用两种改进的哈里斯鹰算法分别对交通信号配时模型进行求解，获得综合效益最高的信号配时方案，并实现对通行能力、车辆延误、尾气排放和停车次数等指标的优化。将实验结果与原方案、改进的Webster方法进行对比，验证了模型的有效性以及基于哈里斯鹰算法的可行性。 |
| 作者： | 宿梦梦 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 赵洪銮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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