基于路网备用能力最大化的信号优化研究

摘要

城市交通分配与信号优化问题是城市交通网络设计(NDP)的一个研究方向，因交通网络具有的庞大且复杂的特点，使得交通分配与信号优化问题成为极具有挑战性的问题，任何一次对交通网络的改造与优化都需要经过精心的筹划与计算分析。因而对交通网络优化问题的研究不但具有指导实际交通管理的意义，而且具有重要的理论研究价值。
　　 本文立足在不改扩建路段能力的基础上，结合交通流特点对信号控制交叉口信号控制参数进行优化设置，以期达到增加交通网络的交通量容纳，提高交通网络的使用效率。
　　 在上述思想的指导下，本文首先对交通分配与信号优化组合问题研究的意义进行了叙述，并结合国内外的研究现状给出了本文的主要研究内容和文章的主旨结构。因研究需要，本文对交通网络及其备用能力、交通分配原理(重点为均衡交通分配)交通信号控制基本理论进行了简单的介绍，并对常用的交通阻抗函数进行了归纳整理，对线性规划、非线性规划以及双层规划模型以及求解算法进行了简单的叙述。在对进入交叉口的车流进行分流向分析的基础上，认为转向车流的时间延误与信号控制参数及流量有关，建立了不同的交叉口转向延误函数并把交叉口转向延误函数耦合到用户最优均衡网络分配的Beckmann变换式中，建立了下层规划模型，以路网备用能力最大化为目标考虑相关信号控制约束建立了上层规划模型，分析建立的双层规划模型的特点，设计了基于灵敏度分析方法的求解算法，通过一个简单的算例加以证明本文的思路的可行性，最后对全文进行了总结和展望。