城市干线交通信号协调控制方法分析与研究

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1、国内图书分类号：U491国际图书分类号：q629西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级三雯=雯级姓名杨田申请学位级别王堂亟±堂僮专业童通值：曼王猩及控鱼』指导老师金童建数援二零一三年五月一令一二，平直月ClassifiedIndex：U491U．D．C：q629SouthwestJiaotongUniversit>MasterDegreeThesisllUilIIIIIl[1llllllllIIIlUIY2334662TheAnalysisandResearchofUrbanArterialTrafficSignalCoordinationControlMethodGrade：201

2、0Candidate：YangYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：TrafficinformationengineeringandcontrolSupervisor：Prof．YuLijianMay．2013西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在

3、年解密后适用本授权书；2．不保密彳，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学雠文储龇嘲a吼御弓帘瞒融指导老师签名：日甄；加f3．S、c孓西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)本文在阐述城市交通信号控制的基本理论基础上，介绍了一种以尽量减少平均车辆延误为控制目标的单交叉口的四相位经典模糊控制方案，并通过MATLAB进行了仿真验证。(2)通过对城市相邻双交叉口交通信号协调控制方法的研究和分析，本文设计出了一种适应于相邻双交叉口协调控制的三级模糊协调控制器。通过MATLAB仿真，表明本文设计的方法能够有效减少平均车辆延误，提高城市交通干

4、线的通行能力。(3)建立了相邻三交叉路口的模型，并用设计出来的三级模糊协调控制器对该路口模型进行控制仿真分析，最后用改进的自适应遗传算法对该三级模糊协调控制器进行了优化。本人郑重声明：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。r3●■I御P名倒鹳调作讯姗谰论I位西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着经济的发展和科技的进步，城市交通拥堵的加剧导致了车辆延误增加、交通事

5、故频发、环境恶化等诸多问题，已经成为世界上大多数国家城市发展共同面临的社会问题。传统的城市交通信号控制方式已经无法满足现有的城市交通的发展要求。通过对城市交通的研究与分析，把模糊控制理论和遗传算法优化理论应用到城市交通信号控制研究领域，以尽量减少平均车辆延误为控制目标，研究城市交通信号的配时优化方案，对实现城市交通信号智能控制有着非常重要的意义。本文针对现阶段城市交通问题存在的现状，首先，简单介绍了城市交通信号控制的基本参数与评价指标，以及城市交通信号控制的基本类型。通过分析城市单交叉路口的信号控制，文献[36]设计出了一种适应于单交叉路El信号控制的两级模糊控制方法，并取得了较好的结

6、果。本文在文献[36]的基础之上改进了其两级模糊控制算法，并且通过编写matlab代码建立两种控制方法的仿真模型对城市单交叉路口的信号控制进行仿真比较。其次，重点研究分析了城市双交叉路口的协调优化控制，分析了现有的双交叉路口的协调控制方法。其中，文献[421设计出一种适用于有主次干道之分的相邻双交叉路El的协调控制方法，一定程度上解决了城市双交叉路口的协调控制。由于城市干道上会存在无主次干道之分的交叉路口，本文针对文献[42]里面协调控制方法在这一方面的局限性，在其基础之上通过改进设计出一种还适用于无主次干道之分的相邻双交叉路El协调控制的三级模糊协调控制器。最后，通过分析城市干道交通

7、信号的组成部分，建立了组成城市干道交通信号的基本交通模型即相邻三交叉口的交通路口模型。通过对相邻三交叉口的交通路口模型的分析，再次使用前面设计出来的三级模糊协调控制器对相邻三交叉El进行模拟仿真。并且还使用改进的自适应遗传算法对本文设计的三级模糊协调控制器进行了优化，通过使用MATLAB仿真得出优化后的三级模糊协调控制器相对于优化前的三级模糊协调控制器能进一步减少平均车辆延误。关键词：交通信号控制；城市干线；模糊控制器；平均车辆延误；自适应遗传