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基于智能控制方法的城市道路交通信号控制系统的研究
| 论文题名： | 基于智能控制方法的城市道路交通信号控制系统的研究 |
| 关键词： | 道路单交叉口;交通信号控制;模糊逻辑;遗传算法;信号配时优化;微观仿真 |
| 摘要： | 随着城市化进程的逐步加快，城市道路交通问题己经成为中国各大城市共同面对的难题。而交叉口作为城市道路的交汇点，在道路网和交通流中起着十分重要的作用。如何充分利用现有的道路资源，通过科学合理的交通控制手段，最大限度的提高信号交叉口的通过能力、降低延迟时间一直是交通工程领域重要的研究课题。在诸多交通控制手段中，交通信号控制是最简单直接有效的办法之一。而智能控制技术的发展为实时交通信号控制系统提供了新的解决思路。 本文首先介绍了城市道路交通信号控制系统的目的以及分类，并着重对交叉口交通信号控制系统的优化方法进行了介绍；然后，重点阐述了交叉口信号控制的基本概念，评价指标，车辆到达分布，并介绍了相关的智能控制技术。在此基础上，对传统单交叉口信号控制系统进行了分析，并发现传统单交叉口信号控制系统在交叉口具有多相位的情况下存在考察不全面和运算量大等缺陷。针对这些缺陷，本文引出了“大相位”的概念，即把同一个方向的多个相位合并到一个大的相位，并由此提出了一种基于模糊逻辑-遗传算法的城市单交叉口交通信号控制方法。该控制方法首先根据当前绿灯大相位开始时绿灯方向的队列长度计算出该相位的预估绿灯时间，然后根据当前绿灯方向上两个相对方向车辆到达的不平衡以及红灯方向上总的队列长度，利用遗传算法优化后的模糊逻辑控制器计算出调整时间对上述的预估时间进行修正。在确定实际的大相位绿灯时间后，再通过遗传算法计算大相位中各个小相位的绿灯时间。该控制系统既能保证以清空当前大相位的排队队列为主要考虑因素，又能全面地考虑整个交叉口上各方向各转向的差异性。而大相位的提出以及分级控制的思路能够减少由于全面考察交叉口所带来的计算量大的问题。 最后，通过仿真以及与定时控制系统的比较，对该信号控制方法的有效性和先进性进行了验证。验证的结果表明本文所设计的信号控制系统在控制性能和交通特性上相对于传统的定时控制系统而言都有明显的提高。特别是在交叉口各方向车辆到达率不相同的情况下，更能体现出该控制系统实时性强、适用度高等优点。 |
| 作者： | 谢赛 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 魏武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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