基于物理排隊(duì)的城市動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制的研究

《基于物理排隊(duì)的城市動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、分類號(hào)：U49107lO-B2006034攘鄉(xiāng)戈凈博士學(xué)位論文基于物理排隊(duì)的城市動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制研究楊東霞導(dǎo)師姓名職稱巨永鋒教授————————————————————————————一申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別博士學(xué)科專業(yè)名稱交通信息工程及控制論文提交日期2011年11月3日論文答辯日期2011年12月25日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)答辯委員會(huì)主席韓九強(qiáng)學(xué)位論文評(píng)閱人StudyonUrbanDynamicTramcSignaloptim娩ationControlBasedonthePhysicalQueueADissertationSubmittedfortheDegreeofDocto

2、rCandidate：YangDongxiaSupervisor：JuY-ongfbngChang’anUniVersi吼Xi’an，China論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究．I：作所取得的成果。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的研究做ih熏嬰貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本論文L}，不包含任何未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表的成果。小聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：楊百，覆沙ff年／2月立／H論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)?F所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)：權(quán)歸屬學(xué)校。學(xué)校亭有以任何方

3、式發(fā)表、復(fù)制、公開(kāi)閱覽、借閱以及審請(qǐng)專利等權(quán)利。本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果}Iq‘，署名單位仍然為長(zhǎng)安大學(xué)。(保密的淪文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)論文作者簽名：鍋芤鈕刎年川j2幻jl剝?cè)俸灻罕?蜂護(hù)”年堋旋，{摘要智能交通系統(tǒng)(ITS)的出現(xiàn)為解決交通擁擠、改善交通狀況、提高道路的交通能力提供了新的途徑。其中，先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)(ATMS)是ITS的核心部分之一，城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)是ATMs關(guān)鍵部分，是解決交通問(wèn)題的有效方法之一，而有效的交通信號(hào)控制依賴于對(duì)交通流動(dòng)力學(xué)特征的準(zhǔn)確建模。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“考慮物理排隊(duì)條件下多車型

4、動(dòng)態(tài)交通分配問(wèn)題研究"，針對(duì)城市動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制問(wèn)題，基于具有物理排隊(duì)的動(dòng)態(tài)交通流模型，根據(jù)是否考慮交通網(wǎng)絡(luò)用戶的路徑選擇行為對(duì)交通流形態(tài)的影響，以兩種方式展開(kāi)研究：一種是不考慮路網(wǎng)用戶的路徑選擇行為，研究城市動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制問(wèn)題，以給定的交通流形態(tài)為前提，采用單層優(yōu)化策略，建立交通信號(hào)優(yōu)化控制模型并求解，獲得最優(yōu)信號(hào)控制策略；另一種是考慮了路網(wǎng)用戶的路徑選擇行為，研究動(dòng)態(tài)交通信號(hào)控制與動(dòng)態(tài)交通分配的組合優(yōu)化問(wèn)題，依據(jù)變化的交通流形態(tài)，采用雙層優(yōu)化策略，建立動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制與交通分配的廣義雙層優(yōu)化模型并求解，確定最優(yōu)信號(hào)控制策略及優(yōu)化路徑流。主要研究工作及創(chuàng)新點(diǎn)

5、如下：(1)研究了不確定交通需求下城市單路口動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制問(wèn)題。采用cTM(celltrallsmissionmodel，CTM)來(lái)描述路口交通流的運(yùn)行狀況，反映交通流動(dòng)力學(xué)特征，在考慮交通需求不確定性的情況下，建立了基于CTM的單路口動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制模型，并利用遺傳算法進(jìn)行了優(yōu)化求解。仿真結(jié)果表明：在未飽和、飽和及過(guò)飽和交通狀況下，模型都能夠有效地反映交通需求的不確定性對(duì)信號(hào)配時(shí)及車輛延誤和通過(guò)能力計(jì)算產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單路口交通信號(hào)的優(yōu)化配置。(2)研究了城市多路口交通信號(hào)多目標(biāo)優(yōu)化控制問(wèn)題。以整個(gè)網(wǎng)絡(luò)延誤、油耗以及路網(wǎng)機(jī)動(dòng)車尾氣排放量(在過(guò)飽和交通狀況下，

6、考慮了系統(tǒng)通過(guò)能力)為優(yōu)化目標(biāo)，推導(dǎo)了基于CTM的油耗以及路網(wǎng)機(jī)動(dòng)車尾氣排放量計(jì)算公式，采用CTM來(lái)描述多路口交通流的運(yùn)行狀況，建立了基于CTM的城市交通信號(hào)多目標(biāo)優(yōu)化控制模型，并利用多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行了優(yōu)化求解。仿真結(jié)果表明：在多種交通流狀況下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)的協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化設(shè)置。(3)研究了路網(wǎng)中多用戶路徑選擇行為下的動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制問(wèn)題。利用具有物理排隊(duì)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型捕捉路網(wǎng)中排隊(duì)后溢交通流動(dòng)力學(xué)特征，在時(shí)變需求和控制策略下考慮了多用戶路徑選擇行為，依據(jù)變化的交通流形態(tài)，建立了一個(gè)基于物理排隊(duì)的多用戶動(dòng)態(tài)交通分配與交通信號(hào)優(yōu)化控制的廣義雙層規(guī)劃模型，并利用智能

7、優(yōu)化算法進(jìn)行了求解，確定最優(yōu)信號(hào)控制策略。仿真結(jié)果表明：在飽和及過(guò)飽和路網(wǎng)中，可以實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)的優(yōu)化設(shè)置和路徑流的合理配置。(4)研究了路網(wǎng)中多車型隨機(jī)用戶路徑選擇行為下的動(dòng)態(tài)交通信號(hào)優(yōu)化控制問(wèn)題。基于具有物理排隊(duì)的多車型動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型，建立多車型隨機(jī)用戶動(dòng)態(tài)交通分配與交通信號(hào)控制的廣義雙層規(guī)劃模型。上層是信號(hào)優(yōu)化控制模型，考慮了多車型下的隨機(jī)用戶路徑選擇行為，確定最優(yōu)信號(hào)控制策略使路網(wǎng)出行時(shí)間最小；下層為多車型隨機(jī)動(dòng)態(tài)交通分配模型，預(yù)測(cè)多車型用戶對(duì)給定信號(hào)控制策略的響應(yīng)，獲得相應(yīng)優(yōu)化路徑流。采用智能優(yōu)化算法求解模型