毕业设计_红绿灯模型论文.doc

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1、红绿灯模型摘要许多大中城市的交通拥阻造成了时间的浪费、工作的耽误和心理的烦躁，直接、间接带来了相当大的经济损失。缓解拥阻需要多方努力、综合治理，现在请就你所了解的城市的情况，应用数学建模方法提出、分析并探讨解决城市交通拥阻问题的办法。下面的问题只是一个十字路口的典型环境下相当简化的情形，不一定限于此。 作为城市交通的指挥棒，红绿灯对交通的影响起着决定性作用。如果红绿灯的设置不合理，不仅会影响到交通秩序；还有可能会影响到行人和自行车的安全。目前我市还有很多路口的红绿灯设置存在一些不合理的因素，例如一些路口是刚开通的，交管部门对路况和车流量的研究还不是很成熟，因此红绿灯的设置存在一些问题。而有

2、些路口的车流量相对比较小，甚至有几个方向的车流量特别小，但绿灯时间设置太长，经常出现路口空荡荡但是车辆必须长时间等待的情况；同时在这样的路口，右转红灯显得有些多余。另外，该路口不同时段的红绿灯设置没有什么区别，显然这是非常不合理的。下面我们就针对漳州职业技术学院与少体校间的十字路来研究一下红绿灯设置的合理方案。我们主要研究两个方面：红绿灯周期的设置以及一个周期内各个方面开绿灯的时间。在车辆拥挤的交叉路口，需要合理地调节各条车道安置的红绿灯，使车辆能够顺利、有效地通过。关键词：红绿灯设置、红绿灯周期、红绿灯模型、十字路口6一、问题的重述红灯停、绿灯行，红绿灯对交通的影响起着决定性作用。如果红

3、绿灯的设置不合理，不仅会影响到交通秩序，还有可能会影响到行人和自行车的安全。目前漳州职业技术学院与少体校间的十字路口正在设置红绿灯，因为是学校附近，存在着上下课时的短暂高峰期人流，并且随着西洋坪大桥的投入使用及漳华路到胜利西路的直接开通，产生了大量的车流。请你根据漳州目前的实际情况，对于漳州职业技术学院与少体校间的十字路口的红绿灯设置一个合理的红绿灯周期以及一个周期内各个方向开绿灯的时间。二、问题分析随着漳州经济的增长，人们的收入日渐增加，越来越多私人车产生，加上人口也会随之增长且农村人口进入城镇，交通问题解决成为了一件重大事情。漳州土地资源有限，即使政府加大投入扩大道路面积也是治标不治本

4、，所以红绿灯设置至关重要，目前漳州职业技术学院与少体校间的十字路口正在设置红绿灯，虽然十字路口位于马鞍山离市区较远，但因为是学校附近，存在着上下课时的短暂高峰期人流，并且随着西洋坪大桥的投入使用及漳华路到胜利西路的直接开通，产生了大量的车流。，对于漳州职业技术学院与少体校间的十字路口的红绿灯设置一个合理的红绿灯周期以及一个周期内各个方向开绿灯的时间。据考察十字路口车辆往东西方向相对较少，对于东西方向的最佳绿灯时间可以较短。7:00~8:00、14:00~15:00、上班、上课的高峰期，11：00~12:00、18:00~19:00下班、下课高峰期，这时间段应延长绿灯限时，为车辆让行。三、模

5、型假设一、假设红绿灯限时相同二、假设车辆可以自由左右方向行驶三、假设东西与南北车流量基本相同四、符号说明注：C为周期时间。L为一个周期内的总损失时间。每一相位的损失时间I=启动延迟时间-结束滞后时间；而整个周期的总损失时间为各个相位总损失时间的和加上各个绿灯间隔时间R。q为相应相位的车流量，s为相应相位的饱和车流量。（当车辆以大致稳定的流率通过路口时，该流率即该相位的饱和车流量。）6五、模型的建立与求解1、红绿灯周期从《道路交通自动控制》中，我们可以找到有关红绿信号灯的最佳周期公式：其中:C为周期时间。相位：同时启动和终止的若干股车流叫做一个相位。L为一个周期内的总损失时间。每一相位的损失

6、时间I=启动延迟时间-结束滞后时间；而整个周期的总损失时间为各个相位总损失时间的和加上各个绿灯间隔时间R。（通俗地讲，启动延迟时间即司机看到绿灯到车子启动的反应时间，结束滞后时间即绿灯关闭到最后一辆车通过的时间。）即q为相应相位的车流量s为相应相位的饱和车流量。（当车辆以大致稳定的流率通过路口时，该流率即该相位的饱和车流量。）2、南北方向和东西方向开绿灯时间的分配不妨忽略黄灯，将交通信号灯转换的一个周期取作单位时间，又设两个方向的车流量是稳定和均匀的，不考虑转弯的情形。设E是单位时间从东西方向到达路口的车辆数，S是单位时间从南北方向到达路口的车辆数。假设在一个周期内，东西方向开红灯、南北方

7、向开绿灯的时间为R，那么在该周期内，东西方向开绿灯、南北方向开红灯的时间为1-R。我们要确定交通灯的控制方案，即确定R。度量一个十字路口的串行效率的主要依据是单位时间内所有车辆在路口滞留的时间总和。因此要确定R，只需保证在一个周期内，所有车辆在路口滞留的时间总和最短即可。一辆车在路口的滞留时间通常包括两部分，一部分是每辆车遇红灯后的停车等待时间，另一部分是停车后司机见到绿灯重新发动到开动的时间，它是可以测定的。首先，对任