基于遗传算法的交通信号控制多目标优化

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1、第２９卷第３期长安大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．３２００９年５月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｙ２００９文章编号：１６７１８８７９（２００９）０３００８５０４基于遗传算法的交通信号控制多目标优化李瑞敏，陆化普（清华大学交通研究所，北京１０００８４）摘要：针对城市交通信号控制面临的多目标优化问题，提出了利用遗传算法实现多目标优化的方法。分析了城市交通信号控制多目标优化的本质及特点，采用基于遗传算法的多目标优化方法，提出了信号控制多层模糊控制模型，以平均延误和停车

2、次数作为优化目标，采用遗传算法中的随机权重方法来进行该模型的多目标综合优化，给出了各模型参数的计算方法和优化步骤，最后进行了仿真试验。仿真结果表明，给出的多目标优化方法优于传统的多目标固定权重方法，可以获得更好的交通信号控制效果。关键词：交通工程；交通信号控制；多目标优化；遗传算法中图分类号：Ｕ４９１文献标志码：Ａ犜狉犪犳犳犻犮狊犻犵狀犪犾犮狅狀狋狉狅犾犿狌犾狋犻狅犫犼犲犮狋狅狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀犫犪狊犲犱狅狀犵犲狀犲狋犻犮犪犾犵狅狉犻狋犺犿ＬＩＲｕｉｍｉｎ，ＬＵＨｕａｐｕ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒ

3、ｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｉｍｅｄａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｂｙｕｓｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｅｓｓｅｎｔｉａｌａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｎｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＧＡ）ｍｅｔｈ

4、ｏｄｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｆｕｚｚｙｔｒａｆｆｉｃｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｒｅｇａｒｄｅｄａｖｅｒａｇｅｄｅｌａｙａｎｄｓｔｏｐｔｉｍｅｓａｓｏｐｔｉｍａｌｏｂｊｅｃｔ，ｒａｎｄｏｍｗｅｉｇｈｔａｐｐｒｏａｃｈｏｆＧＡｉｓｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｅｐｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｏｍｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉ

5、ｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｒａｎｄｏｍｗｅｉｇｈｔｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｔｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｉｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎＧＡｉｓｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈａｔｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｆｉｘｅｄｗｅｉｇｈｔａｔａｓｉｍｕｌａｔｅｄｆｏｕｒａｐｐｒｏａｃｈｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｒｅｄｕｃｉｎｇａｖｅｒａｇｅｄｅｌａｙａｎｄｓｔｏｐ

6、ｔｉｍｅｓａｔａｎｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ．２ｆｉｇｓ，１０ｒｅｆｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｔｒａｆｆｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｔｒａｆｆｉｃｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ通阻塞等方面发挥着重要的作用。因此，人们在进０引言行城市交通信号控制时，并非仅追求单一的控制目作为城市交通管理的主要手段，交通信号控制标，如延误最小、停车次数最少等，而是希望通过对在改善交通秩序、提高道路交通安全水平和减少交交通信号相位方案及配时的调整，实现对城市交通收稿日期：２００８０６１３基金项

7、目：“十五”国家重点攻关项目（２００２ＢＡ４０４Ａ２０Ｂ）；北京市科技计划项目（ｇｙｙｋｗ０５０７０００６）作者简介：李瑞敏（１９７９），男，山东莱州人，讲师，工学博士，Ｅｍａｉｌ：ｌｒｍｉｎ＠ｍａｉｌ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ。８６长安大学学报（自然科学版）２００９年流的综合控制功能，获得综合优化的控制目标。如目标优化问题只能求得它的有效解。通行能力最大且延误最小、停车次数最小且饱和度２基于遗传算法的多目标优化方法最低等，同时希望实现安全性最高、环境污染最低、油耗最少以及运营成本最低等目标。因此，在目前目前，遗传算法已开始被广泛地应用到

8、交通运的信号控制研究中，人们已经开始将多目标优化问输领域及多目标优化问题当中［４８］，出现了一批较好题纳入其中，从ＴＲＡ