考虑车辆与行人的单交叉口信号灯配时优化研究

摘要

随着我国社会与科技技术的飞速发展，汽车已经成为了人们不可或缺的出行工具，从而引起了道路上汽车数量的暴增，给城市的交通系统带来了巨大的挑战，交通的拥堵已经阻碍了城市的快速发展。大量修建地铁、公路，增加公共交通服务及修建高架桥等措施，已经不能很好地解决现代社会车辆快速增长所带来的交通拥堵问题。提高城市交通道路的通行能力、减少拥堵的关键因素是城市道路交叉口的信号控制与规划。故从某种程度来讲，城市交通控制的核心在于城市交叉路口的道路信号灯控制和优化。伴随着计算机、软件技术水平及交叉路口通行能力的控制水平的不断提高，城市的交通信号灯控制已经成为各国研究学者的研究重点。 论文首先综述了国内外交通灯的发展历史与研究现状，其次针对城市道路单交叉口交通信号灯配时控制，提出了在考虑车辆绿灯时间、行人过街绿灯时间和周期约束的条件下，根据视频实时采集到的车辆与行人的信息建立车辆与行人平均等待时间的数学模型。以车辆与行人平均等待时间最小为目标，采用基于状态空间模型的进化算法对信号灯配时进行优化求解，得到最优的车辆信号灯时间与行人过街信号灯时间。然后统一直行方向上车辆与对应的人行横道信号灯时间，取两者数值大的作为该方向的信号灯时间。 利用MATLAB仿真平台进行数据仿真，比较车辆多行人少、车辆少行人多、车辆与行人相差不大三种情况的信号灯配时分配情况与目标函数值，验证模型的有效性以及权重系数对车辆与行人交通信号灯的影响。与固时控制相比，根据实时的车辆与行人信息进行信号灯配时分配，减少了车辆与行人平均等待时间，且更合理的分配车辆与人行横道的信号灯时间，为交通信号灯的配时优化提供了参考。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1选题背景及意义

1．2国内外发展历史与现状

1．2．1国内外发展历史

1．2．2国内外研究现状

1．3交通信号控制的理论基础

1．3．1交通信号控制的类型

1．3．2交通信号控制的评价标准

1．4本文主要研究内容

第二章基于状态空间模型的进化算法描述

2．1引言

2．2基于状态空间模型进化算法的计算模型

2．3状态进化矩阵的构造

2．4算法约束条件的处理

2．5算法的选择操作

2．6选种池的构造

2．7算法计算步骤

2．8本章小结

第三章单交叉口信号灯配时模型及其算法的研究

3．1控制策略

3．2行人过街所需时间

3．3数学模型的建立

3．3．1车辆平均等待时间

3．3．2行人平均等待时间

3．3．3车辆与行人平均等待时间模型

3．3．4约束条件

3．4基于状态空间模型进化算法的信号灯配时优化方法

3．4．1编码方式

3．4．2初始种群生成及状态进化矩阵

3．4．3约束条件的处理

3．4．4计算结果整量化

3．4．5适应度函数

3．4．6种群选择

3．4．7算法终止条件

3．5本章小结

第四章单交叉口配时优化仿真算例分析

4．1参数设定

4．2仿真结果及分析

4．3本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录