城市交通干线信号优化控制方法的研究

摘要

交通拥挤已经成为现代城市十分严重的问题，旅行时间、旅行安全、环境质量和生活质量都受到交通状况的制约。由于在城市中新建或扩建道路的可行性越来越小，因而改善城市交通的管理和控制就显得更加重要。本文针对城市交通问题的现状，从方法上对交通信号的动态优化进行了研究和探讨，以期为解决交通拥挤问题提供有益的方法和途径。 学者陈小峰提出了交通信号动态优化模型，该模型物理意义明确、计算简便。在其基础之上，设计了交通干线优化控制模型，并提出提高上下游路口绿灯利用率的两个相位差约束关系，在避免上游路口出现“无效绿”的同时，提高了下游路口的绿灯利用率，使模型能够满足饱和状态的交通需求。 针对上述模型的优化问题，研究了一种基于有效基因搜索的混沌遗传算法，该算法将混沌理论和遗传算法高度集成，取消了遗传算法的变异操作，加入了混沌搜索以避免变异的完全随机性，使得搜索空间的遍历性大大增强，算法收敛速度加快，从而克服了遗传算法收敛速度慢、容易早熟收敛和可能陷入局部极小点的问题。 为了便于应用混沌遗传算法对交通配时优化问题进行求解，针对交通模型的约束条件，设计了一种自适应的惩罚策略，通过引入可行测度、可行度等概念来描述决策变量服从于不等式约束的程度，以此构造自适应惩罚函数，使惩罚值随着约束可行度的变化而动态地调整。 最后，应用本文设计的交通干线优化模型和混沌遗传算法，利用MATLAB7.0中的遗传算法工具箱，对某市一实际交通网络进行了仿真研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景

1.2城市交通信号控制概述

1.3交通信号优化控制技术的研究概况

1.4本课题的研究内容和意义

1.5论文的主要工作及创新点

第二章交通干线动态优化控制模型及改进

2.1引言

2.2基本概念和路段定义

2.3干线系统优化控制模型

2.4优化性能指标及模型的建立

2.5相位差约束关系的设计

2.6本章小结

第三章交通信号混沌遗传优化算法

3.1引言

3.1遗传算法简介

3.3混沌优化方法

3.4交通信号混沌遗传优化算法

3.5.自适应惩罚函数的设计

3.6本章小结

第四章仿真研究

4.1仿真条件

4.2优化方法的实现

4.3仿真研究

第五章结束语

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢