基于多目标规划的过饱和城市干道拥堵的解决方法研究

摘要

交叉口是城市干道的瓶颈，若能解决好交叉口的拥堵问题，过饱和城市干道的交通现状将得到极大的改善。交叉口产生拥堵的原因在很大程度上是因为信号灯控制不合理造成的，因此，加强交叉口的信号控制，就可以在一定程度上缓解过饱和城市干道交通拥堵的现状。论文从选取指标入手，最终选取出三个目标，分别为：车辆放行量、机动车平均延误、行人平均延误。以选取的三个指标作为多目标优化的对象，建立城市干道多目标优化模型。本文拟分别求解单交叉口单目标函数值、单交叉口多目标函数值和城市干道多目标函数值，比较各模型求解的目标值的大小，过程基于MATLAB软件实现。验证城市干道多目标优化模型能否优化信号灯配时，缓解交通拥堵。本文的研究成果：一是通过文献查阅，选取11个可评价信号灯控制效果的指标，通过问卷筛选、分析，最终选出三个评价信号灯控制效果程度较高的指标：车辆放行量、车辆平均延误、行人平均延误。其相关性较低且综合考虑了环境效益、机动车效益、行人效益；二是将多目标优化模型用在实例研究，即利用多目标优化模型解决天津市卫津路交通拥堵的问题。论文以天津市卫津路主干道为例，验证模型的有效性。通过分析最终可以证明城市干道多目标优化模型较优。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3研究目的和内容

1.4技术路线

第二章 过饱和城市干道基本参数及信号控制方法综述

2.1过饱和城市干道交通状态的基本特征界定

2.2过饱和城市干道信号控制基本参数的确定

2.3过饱和城市干道交通信号控制方法分类

第三章 过饱和城市干道单向控制多目标优化模型建立

3.1过饱和城市干道信号控制效果的评价指标选取

3.2过饱和城市干道信号控制效果指标的信度分析

3.3过饱和城市干道信号控制效果指标的相关性分析

3.4过饱和城市干道信号控制效果评价指标的确定

3.5过饱和城市干道信号控制效果多目标函数模型的建立

3.6 过饱和城市干道信号控制效果多目标函数转化

第四章 基于惯性权重粒子群算法的过饱和城市干道多目标模型求解

4.1粒子群算法的原理及优点

4.2带惯性权重的粒子群算法的步骤

4.3粒子群算法求解过饱和城市干道多目标函数的参数选取

4.4基于粒子群算法的过饱和城市干道多目标优化模型求解

第五章 实例分析

5.1 案例背景

5.2城市干道交通流量调查

5.3基于粒子群算法求解过饱和城市干道多目标优化信号配时模型

5.4过饱和城市干道多目标优化效果分析

第六章 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 研究展望

参考文献

附录

发表论文和参加科研情况说明

致谢