面向环境的城市交叉口交通信号优化控制研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论又面向环境的城市交叉口交通信号优化控制研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：李昕模式识别与智能系统陈锋副教授二O一四年五月六日University‘SciencandTechnologyofChinanversityOfcienceand1ecllnologyOt11naAdissertationformaster’SdegreeOptimalSignalTimingfOrUrbanIntersectionBasedonVehicleEmissionAuthor’SName：XinLiSpeciality：P

2、atternRecognitionandIntelligentSystemSupervisor：AssociateProf．FengChenFinishedtime：May6讷，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签签字日期：礁!丝：笪：[中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授

3、权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定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，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。。匝；，开口保密(——年)作者签名：签字目期：导师签名：签字日期：型!笙：差：兰摘要随着城市机动车数量的增加，因为车辆排放所导致的环境问题受到重视。作为城市交通的瓶颈，交叉口车辆的延误以及加减速过程会导致更多

4、的车辆排放。低排放的信号控制方案的设计已成为智能交通领域的研究热点之一。传统的减排信号控制方案以综合车辆停车次数和延误，通过Webster公式得到配时与交叉口车辆排放量之间的关系再进行优化。但是这种方法未能考虑交叉口的初始排队长度，且Webster公式不适用于饱和度较高的情况。为了解决这一问题，本文考虑到交叉口初始排队长度以及车辆到达的随机性，基于Q．学习算法，本文提出了一种自适应的低排放控制方案，并通过仿真验证了该方法的有效性。论文的主要工作如下：1．分析了车辆在不同行驶工况下的尾气污染物排放特性，将车辆尾气排放模型引入微观车辆仿真软件U

5、STCMTS2．0中，实现了交叉口车辆排放统计，为不同信号配时方案对车辆排放量的影响提供了评价平台。2．利用强化学习的方法，通过车辆排放仿真，建立了交叉口在不同车辆排队长度情况下的最优配时查询表。针对强化学习学习效率不高，收敛速度慢的特点，将模糊推理引入强化学习中，在学习开始前对Q函数初始化，加速了学习收敛速度。3．设计并开发了城市交通自适应控制系统。对控制系统的数据通信模块、数据库的设计、操作界面、显示界面以及仿真模块做了简要介绍。将排放自适应控制加入到城市交通自适应控制软件中，实现交叉口交通信号控制。关键词：尾气排放，交叉口，排队长度，

6、强化学习，交通信号控制摘要IIABSTRACTWiththerapidincreaseofurbanvehicle，theenvironmentalproblemscausedbyvehicleemissionhavebecomemoreandmoreseriOtIS．IntersectioniSabottleneckofurbantraffic，wherevehicle’Sdelay，repeatedaccelerationanddecelerationleadtolargetrafficemission．Thestudyofsignal

7、controlwithlowemissionshasbecomeoneoftopicresearchfieldsinintelligenttransportation．Traditionalemissionsignalcontrolschemeintegratesvehicles’stoprateandaveragedelay，andacquiretherelationshipbetweentrafficemissionandsignaltimingintermofWebsterformula．However，thisapproachfal

8、lstoconsidertheinitialqueuelengthinintersection,andtheWebsterformulaisnotsuitableforthehi