基于交通流组合相位控制逻辑的信号优化控制研究

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1、分类号:U491.410710-2010021041博士学位论文基于交通流组合相位控制逻辑的信号优化控制研究梁子君导师姓名职称陈红教授申请学位类别工学博士学科专业名称交通运输规划与管理论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年6月7日学位授予单位长安大学ResearchonSignalOptimizationControlBasedontheControlLogicofOverlappingPhaseoftheTrafficFlowADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandi

2、date：LiangZijunSupervisor：Prof.ChenHongChang’anUniversity,Xi’an,China摘要我国城市道路交叉口交通流分布不均衡、到达随机性强且复杂多变，针对我国交叉口交通流特点开展精细化的交通流信号优化控制技术研究是提高城市交叉口运行效率的关键。本文通过对我国城市交叉口交通流相位组合进行分析，研究交通流组合相位优化算法，以此为技术主线开展单交叉口动态优化控制算法、干道双向协调优化控制算法和干道协调下的公交信号优先控制算法模型研究，并开展了实际交叉口应用测试验证。本文的研究工作主要有以下方

3、面：1、针对交叉口常规对称放行相位内部交通流分布不均衡而导致的绿灯损失问题，研究了交叉口交通流组合相位优化算法。提出了组合相位设计算法及其内嵌套子相位关键流量比计算方法，选择周期流量比最小的交通流相位组作为最优相位组合，以交叉口车辆总延误最小为优化目标建立目标优化函数，采用粒子群算法对最优相位组合的有效绿灯时间做进一步优化。以实际交叉口交通流量数据开展了算法验证。2、针对交叉口交通流到达随机性强的特点和现有信号控制灵活性差的问题，研究了基于组合相位的单交叉口动态优化控制算法。通过计算交通流排队延误构建交叉口效益函数，动态选取交叉口排队延

4、误最小的主、次相位交通流组合，实现交通流组合相位动态优化。在此基础上，以排队延误最小为优化目标建立目标优化函数，采用粒子群算法对组合相位有效绿灯时间进行动态优化。开展了交叉口动态优化控制应用验证。3、针对现有研究在干道双向协调优化过程中存在的复杂性高、适用性差等问题，研究了基于组合相位的干道双向协调优化控制算法。采用组合协调相位优化控制逻辑构建了适用于干道正、反向交通双向协调优化的绿波时距坐标图，通过计算周期绿信比、设计车速和路口间距等参数在坐标图中的映射关系，提出了适用于干道双向协调优化的相位差、组合相位和信号配时求解算法。通过分析协

5、调控制方案运行时产生的相位突变和相位差偏移问题，研究了信号相位差平滑过渡和偏差校正算法。开展了干道交叉口双向协调控制应用验证。4、针对干道协调下采用常规相位执行公交信号优先控制存在的灵活性差和效率低等问题，研究了干道协调下的公交信号优先组合相位控制算法模型。通过研究公交信号优先组合相位控制逻辑和优先级确定方法，提出了基于组合相位逻i辑的多相位公交信号优先控制算法。为了兼顾考虑公交信号优先对交叉口造成的车辆延误和燃油消耗影响，以交叉口人总延误和车辆燃油消耗为优化指标，进一步建立了兼顾资源约束的公交信号优先配时优化模型。开展了干道双向协调交

6、叉口的公交信号优先控制应用验证。关键词：交通流；组合相位；动态优化；干道双向协调；公交信号优先iiAbstractThetrafficflowofurbanintersectionofourcountry,whichisunbalanced,randomandcomplicated,ResearchofthetrafficsignaloptimizationcontroltechniquewhichisbasedonthecharacteristicsoftrafficflowintheintersectionofChinaisthek

7、eytoimprovetheefficiencyoftheurbanintersection.ThispaperanalyzesthephasecombinationoftrafficflowintheintersectionofChinesecities,andstudiestheoptimizationalgorithmoftheoverlappingphaseofthetrafficflow,withwhichasthetechnicalmainline,carriesouttheresearchofdynamicoptimiza

8、tioncontrolalgorithmofsingleintersection,bidirectionalcoordinatedoptimizationcontrolalgorithmofthetrunk