时变论域下交通信号灯实时配时方案

摘要

目前，交通拥堵成为困扰我国大多数城市持续发展的重要因素。交叉口是城市交通网络中的关键点，交通堵塞往往发生在交叉口。合适的交叉口交通信号灯配时方案，将有利于整个城市交通系统功能的充分发挥，提高人们的出行效率。 城市交通系统是一个复杂的、稳定性不强的系统，即便在较短时间段内，交通参数也可能发生较大的变化，本文利用时变论域理论，给出了一种基于时变论域的模糊控制方法，运用于设置交叉口交通信号灯的实时配时方案。 本文以十字路口及四相位控制为研究对象，首先考虑各相位方向上车辆的排队长度，将十字路口的交通流状况划分为35种情况。针对信号周期随时间变化而改变的情况，设置信号周期的连通时变论域序列。采用模糊聚类分析方法，给出35种交通流状况各自对应的适当的信号周期论域。 其次，在所述信号周期论域下，得到绿灯时长的连通时变论域序列。以排队长度、停车次数作为模糊控制的输入变量，基于时变论域的模糊控制算法，动态地调整绿灯时长和周期，得到交通信号灯的配时方案。并以长沙市某十字路口为例，利用VISSIM软件仿真该路口的实际交通环境，验证了该方案的有效性。结果表明:通过调整信号周期和绿灯时长，增强了交叉口通行能力，减少了车辆及行人延误时间。 最后，本文以交叉口车辆平均延误、平均排队长度、停车次数为性能指标，利用模糊综合评判方法，给出了一种评判交叉口运行效率的方案。该方案可以对交叉口的运行效率进行评分，进而验证交叉口交通信号灯配时方案的优劣，有利于选出更合适的配时方案。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究背景及意义

1．1．1城市交通现状及对策

1．1．2研究目的及意义

1．2国内外研究现状

1．2．1智能交通系统国内外现状

1．2．2单交叉口信号灯的配时优化

1．2．3时变论域研究进展

1．3论文主要内容

第二章预备知识

2．1时变论域

2．1．1连通时变论域

2．1．2离散时变论域

2．1．3连通时变论域上的模糊集合

2．1．4连通时变论域上的模糊规则

2．2交通信号控制

2．2．1交通信号配时参数

2．2．2交通信号控制性能评价指标参数

2．2．3交叉口交通信号控制方式

2．3本章小结

第三章时变论域下红绿灯的配时方案

3．1时变论域下的模糊控制

3．1．1时变论域下配时方案的设置流程

3．1．2十字路口四相位控制

3．1．3时变论域下的信号周期

3．2时变论域下模糊控制器设计

3．2．1输入量、输出量的模糊化

3．2．2模糊规则

3．2．3模糊判别

3．3限定条件

3．4小结

第四章实例分析及仿真

4．1实例分析

4．1．1路口数据采集及处理

4．1．2 VISSIM仿真

4．2时变论域下的信号周期

4．3交通信号配时方案

4．3．1 MATLAB仿真

4．4结果对比

4．5小结

第五章交叉口运行效率的评估

5．1常用的综合评判方法

5．1．1经典的综合评判方法

5．1．2典型综合评判方法的比较

5．2性能评价指标的确定

5．3交叉口运行效率的模糊综合评判

5．4实例分析

5．5小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录