基于气象条件城市交叉口信号控制优化研究

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1、国内图书分类号：U491.5+1密级：公开国际图书分类号：625.7/.8西南交通大学研究生学位论文基于气象条件城市交叉口信号控制优化研究年级2015级姓名李雪媛申请学位级别工学硕士专业交通工程指导老师蒋朝哲副教授二〇一八年六月ClassifiedIndex:U491.5+1U.D.C:625.7/.8SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchOnSignalControlOptimizationAtTheUrbanIntersectionBasedOnTheM

2、eteorologicalConditionsGrade:2015Candidate:XueyuanLIAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceinEngineeringSpeciality:TrafficEngineeringSupervisor:ChaozheJIANGJUN，2018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

3、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□，在年解密后适用本授权书；2．不保密，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：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：首先，在确定饱和车头时距提取位置，计算饱和车头时距、饱和流量和总启动损失时间的基础上，定量研究由雾（霾）造成的不良能见度对饱和车头时距、饱和流量及总启动损失时间产生的影响，给出能见度对饱和车头时距

4、、饱和流量的三次指数影响模型。然后，校准微观交通仿真模型VISSIM，在理想与不良能见度条件下的期望速度、平均停车间距、安全距离的附加部分和安全距离的倍数部分等参数。在此基础上，进一步研究不良能见度条件下沿用理想能见度的信号配时对交通流产生的影响。最后，针对不良能见度条件，选用基于VISSIM的遗传算法对周期时长、绿灯时间等信号配时进行优化。将获得的最优信号控制与不良能见度条件下未优化的信号控制比较后发现：最优信号控制能有效减少交叉口车均延误，更适应不良能见度条件下交通流的运行特征。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指

5、导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已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。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要本文针对成都市典型的不良气象条件—雾（霾），旨在探究不良气象条件下城市交叉口的信号控制优化，从而减轻不利气象的影响、提高交叉口交通安全和通行效率。首先，以实地采集的直行车道小汽车交通流参数为研究对象。采用Shapiro-Wilk检验

6、和独立样本t检验确定饱和车头时距提取位置，计算饱和车头时距、饱和流量和总启动损失时间。通过统计分析、相关分析和回归拟合，定量研究由雾（霾）造成的不良能见度对饱和车头时距、饱和流量及总启动损失时间产生的影响。给出能见度对饱和车头时距、饱和流量的三次指数影响模型，通过验证发现模型精度较高，能够反应真实状态下的影响规律，并与国内外相关文献的研究成果进行比较。然后，提出微观交通仿真模型VISSIM的参数校正流程，对初选校准参数进行单因素敏感性分析和X-Y散点图法，确定最终校准参数及其取值范围；通过正交试验标定校准参数，明确理想与不良

7、能见度下期望速度、平均停车间距、安全距离的附加部分和安全距离的倍数部分的取值。以平均绝对误差百分比为饱和流量的仿真精度指标，通过分析认为校正后的模型可信、可靠，能够反映我国的实际交通状况。在微观交通仿真模型参数校正的基础上，研究不良能见度条件下沿用理想能见度的信号配时对交通流产生的影响，发现理想能见度的信号控制在不良能见度条件下并不适用，可考虑基于不良能见度对信号控制进行优化。最后，以成都市新华大道-人民中路交叉口为例，进行基于气象条件的信号控制优化研究。以VISSIM输出的车均延误为优化目标，选用遗传算法对周期时长、绿灯时

8、间进行优化。基于VISSIM的遗传算法实现了不良能见度条件下，从微观交通仿真到信号控制优化的自动运算。将获得的最优信号控制与不良能见度条件下未优化的信号控制比较后发现：最优信号控制更适应不良能见度条件下交通流的运行特征，可使交叉口车均延误减少7.1%。关键词：信号控制优化；遗传算法；能见度