單點交叉口信號協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)研究.pdf

1、本文對單點信號控制交叉口混合交通流的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制技術(shù)進(jìn)行了研究。文章通過回顧和總結(jié)國內(nèi)外交叉口交通流模型研究、交叉口信號控制方法和控制效果評價技術(shù)研究三個方面的文獻(xiàn)，明確本次研究的方向和重點，制定研究方法和技術(shù)路線，確立預(yù)期完成的研究任務(wù)和目標(biāo)。 文章通過分析信號交叉口內(nèi)機動車、非機動車和行人三種交通流的特性，尤其是自行車、行人交通流的特性以及機動車車頭時距的分布特性；建立交叉口非機動車到達(dá)模型、非機動車膨脹模型、非機動車消散模

2、型、行人過街最長等待紅燈時間模型和行人過街平均等待時間模型；研究分析機動車與非機動車的通行能力、延誤、服務(wù)水平的計算方法和模型；研究分析行人過街設(shè)施的通行能力、服務(wù)水平及行人過街等待時間的計算方法和模型，并以南京市太平北路—珠江路交叉口為例，對上述方法和模型進(jìn)行實證分析；利用交通流的沖突分析方法和間隙接受理論，對信號交叉口內(nèi)機動車、非機動車和行人交通流的各種沖突作出了分析，尤其是對左轉(zhuǎn)機動車與直行機動車之間的沖突、左轉(zhuǎn)非機動車與直行機動

3、車之間的沖突以及轉(zhuǎn)向機動車與行人的沖突進(jìn)行定性和定量研究，建立了左轉(zhuǎn)機動車穿越對向直行機動車的臨界間隙模型、左轉(zhuǎn)車輛穿越數(shù)及滯留數(shù)計算模型；建立了左轉(zhuǎn)非機動車穿越本向直行機動車的臨界間隙模型、左轉(zhuǎn)非機動車穿越數(shù)及等待通行數(shù)計算模型；建立了過街行人穿越左右轉(zhuǎn)機動車的臨界間隙模型、行人穿越數(shù)及等待通行數(shù)計算模型、行人過街時間模型；并通過實際數(shù)據(jù)驗算，對這些模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。這些工作為單點信號控制交叉口混合交通流的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制奠定了理論基礎(chǔ)。

4、 本文系統(tǒng)地研究信號交叉口混合交通流的空間渠化、最優(yōu)相位數(shù)、相位設(shè)計、最佳周期時長、信號配時、相序銜接等工作所依據(jù)的原則和方法，基于圖論知識提出確定十字交叉口最優(yōu)相位數(shù)的方法；建立基于有序樣本動態(tài)聚類的信號相位相序組合優(yōu)化模型；根據(jù)信號控制交叉口通行能力及沖突分析，建立非機動車、行人的綠間隔及專用相位的計算模型；并以南京市太平北路—珠江路交叉口為實例，對該交叉口的信號相位組合和相序優(yōu)化以及對其行人、非機動車交通流控制方式、信號配

5、時進(jìn)行了全面地實證分析研究，從而驗證了上述模型方法；另外，從交通流協(xié)調(diào)優(yōu)化的角度出發(fā)，分別根據(jù)機動車通行能力最大、混合交通流沖突條件下的車輛延誤最小、考慮交通連續(xù)性的車輛延誤最小等不同的目標(biāo)，建立相應(yīng)的信號控制交叉口優(yōu)化模型，結(jié)合遺傳算法、梯度法、混沌優(yōu)化算法、黃金分割法等優(yōu)化方法，通過它們的有效組合，設(shè)計了三個優(yōu)化模型算法，并用MATLAB作為編程計算工具，實現(xiàn)了優(yōu)化模型的計算；通過一個實例，分析了三種不同優(yōu)化模型算法的特點，演示了相

6、位相序組合優(yōu)化及信號控制參數(shù)優(yōu)化的全過程，并將優(yōu)化后機動車的通行能力、平均延誤、總延誤與優(yōu)化前的作比較，將優(yōu)化后非機動車的平均延誤、總算誤與優(yōu)化前的作比較，將優(yōu)化后行人的平均過街等待時間、最長過街等待時間與優(yōu)化前作比較，結(jié)果表明，優(yōu)化效果明顯。最后，探討了混合交通流控制技術(shù)的評價指標(biāo)選取原則和評價方法，充實了自行車、行人影響機動車綠初損失的計算模型，自行車影響機動車飽和流量及通行能力的修正計算模型。通過計算比較南京市太平北路—珠江路交叉