多目标城市道路交叉口信号配时优化算法研究

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1、万方数据第37卷第7期2009年7月同济大学学报(自然科学版)JOl琅NAI．OFTONGJIIJNIVERSITY(N棚IIiAI．sc㈣、，01．37No．7Jul．2009文章编号：0253．374X(2009)07．0898．05DOI：lO．3969／j．i豁n．0253．374x．2009．07．010多目标城市道路交叉口信号配时优化算法研究沈峰，杨晓光(同济大学交通运输学院，上海200092)摘要：采用细胞传输模型对城市道路的交通流进行建模，提出了该模型中各项交通流运行指标的计算方法．将交通流

2、模型嵌入到多目标优化算法中，替代以往传统的目标函数，采用非支配排序遗传算法黜II(none—dominatedsortedgeneticalgorithmII)进行多目标的求解．通过算例分析不同输人条件和控制策略下的优化结果及与其他类似配时计算方法的比较，证明了此算法的结果较令人满意．关键词：交通仿真；交通控制；细胞传输模型；多目标优化中图分类号：U121；11P13文献标识码：AResearchonMulti-objectOptimizationAlgorithmofUrbanRoadTrafficLig

3、hts倒屁哪，YANGX蝴以哪(SchoolofTransportationEngmeermg，TongiiUniversity，SIlangllai200092，China)Abstract：CeUTransmissionModelisusedtoconstructtheurbanintersection仃afficflowmodel，severaltrafficperformanceindexcalculationmethodsarementioned．CeUtransmissionmodel(洲)is

4、embeddedinthealgorithmtoreplacethetraditionalobjectfunction，andthe(none-dominatedsortedgeneticalgorithmⅡ，NsG_AⅡ)isimplementedtosolvet11emulti—objectoptimizationproblem．Analysisofthealgorithmandcomparisonbetween洲plusNSGAIIandothersignaltimingalgorithmaremad

5、ethroughanexampleverifytheeffectivenessoftheproposedmethod．Keywords：trafficsimulation；trafficcontrol；celltransmissionmodel(CTM)；multi—objectoptimization城市交通信号控制系统(urbantrafficcontrolSystem，UTCS)是城市智能交通系统(ITS)中的核心部分．信号配时的优化算法则是UTCS中最关键的部分．德国信号控制指南(RiSLA)中将信

6、号控制方式分为3类：定时控制、交通感应控制和交通自适应控制口]．不同的控制方式也对应了不同的信号配时计算方法：离线计算、离线计算结合在线调整及在线计算．虽然随着通信技术和计算机计算能力的提高，信号配时的优化算法正逐渐朝动态化、实时化发展，例如最广为人知的SCOOT(splif，cycleandoffsetoptimizationtechnique)和SCATS(Sydneycoordinatedadaptivetrafficsystem)系统，以及能响应更细致交通状态变化的控制系统UTOPIA(urbant

7、rafficoptimizationbyintegratedautomation)，PRODYN(thePRODYNread—timetrafficalgorith)，0H妃(optimizedpoliciesforadaptivecontr01)等；但这类信号配时优化算法都有一个无法解决的问题，就是高度实时化、动态化的算法往往无法获取最优化的解，或者需要大量的离线工作来标定优化参数或者缩小解空间的搜索范围，从而达到提高在线优化速度的效果．基础参数的标定(如相位、相序、基础配时方案等)往往能决定在线优化算法

8、是否达到预期的效果．例如Sa汀S系统在启用前需要交通工程师通过调查预先设定若干套配时方案供在线优化算法进行选择．城市道路交叉口信号配时的优化理论起源于20世纪50年代．WebsteF2]最早提出了以延误最小为目标的单点信号控制交叉口的信号配时优化计算方法．AllsopC3’4]在Webster的基础上，针对不同交通需求状态提出了SIGSET和SIGCAP的基于信号阶收稿日期：2008—04—09基金项目：国家自然