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城市道路交通信号实时控制的数学模型
| 论文题名： | 城市道路交通信号实时控制的数学模型 |
| 关键词： | 城市道路;交通信号;实时控制模型;延误时间;优化模型;绿波控制;控制方案;信号控制;交叉路口;道路通行能力;控制方法;交通拥堵问题;线状;城市交通网络;双向;平均车辆延误;交通流;机动车保有量;元胞自动机;遗传算法 |
| 摘要： | 近年来随着我国经济的高速发展，城市机动车保有量迅猛增长，这就导致城市交通拥堵问题越来越严重。作为城市交通网络的重要组成部分，交叉路口是道路通行能力的关键所在。对交叉路口的交通流进行优化，已成为增强道路通行能力，缓解交通拥堵的重要途径。 本文首先对点、线状和区域交通网络特征进行了深入的分析。通过对问题的分析，本文在韦伯斯特延误模型基础上，建立了以所有车辆总延误时间最小为目标的交叉路口实时控制模型，并设计了遗传算法求解模型，模型可以依据交通流的动态变化对信号周期以及各相位绿信比进行调整。 在对单个十字路口的点控制模型仿真中，实时配时方案在减少车辆延误时间上取得了显著的效果，总延误时间减少了17％，平均车辆延误减少了16％。 对于线状区域和网络区域问题，本文采用绿波控制的方法来优化干线交叉口的信号控制。为了尽可能实现干线的双向绿波，本文采取了四相位轮放的信号控制方法。从理论上讲，双向完全绿波控制配时方案可能不存在。因而，本义构建了一个以期得到最接近双向完全绿波的优化模型。利用元胞自动机对其仿真，得到的绿波控制配时方案比没有采用此方案时性能有很大改善，绿波控制方案与之相比，总延误时间减少了11.33％，而平均速度则提高了6.25％。 通过对线状区域的信号控制方法的推广，本文进而构建了区域信号优化模型。区域实时配时方案比在相同情况下，用两组实时线控制方案的总延误时间降低了25.12％。 该优化模型可行且适应性强，算法简单易实现。 |
| 作者： | 曹鹏 |
| 专业： | 计算数学 |
| 导师： | 王兵团 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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