基于博弈论的道路交叉口信号配时方案研究

《基于博弈论的道路交叉口信号配时方案研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码：密级：公开硕士学位论文基于博弈论的道路交叉口信号配时方案研究作者姓名王明月学科专业控制理论与控制工程指导师侯忠生教授培养院系电子信息工程学院二零一五年四月如交邊乂硕士学位论文基于博弈论的道路交叉口信号配时方案研宄作者：王明月导师：侯忠生北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：

2、签字日期：⋯年“月日签字日期：年月学校代码：密级：公开北京交通大学硕士学位论文基于博弈论的道路交叉口信号配时方案研宄作者姓名：王明月学号导师姓名：侯忠生职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：控制理论与控制工程研究方向：智能交通北京交通大学年月致谢本论文的研宄工作是在导师侯忠生教授的悉心指导下完成的，侯忠生教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，在学习上和生活上都给予了我很大的关心，在此衷心感谢来侯老师近三年对我的关心和指导。殷辰堃老师对我的论文提出了许多宝贵的指导意见，在此向殷老师表示诚挚的谢意。在三年的学习中和研究中，先进控制系统研究所的各位同学对我

3、的研究工作及生活给予了很大的帮助，在此一并向他们表达我的感激之情。同时要感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。最后，感谢母校，感谢所有关心支持我的老师、同学、朋友们。本论文得到了国家自然科学基金项目的资助。北京交通大学硕士学位论文摘要平面交叉口是城市交通的关键，对交叉口信号配时的研究具有重大实际意义。本文将博弈论的思想应用于解决交叉口信号配时问题，在分析交叉口信号配时体现的博弈特性的基础上，针对交叉口信号配时中不同的问题和目标，建立几种交叉口信号配时的博弈模型，通过博弈求解，提出基于博弈论的信号配时方案。主要研究内容包括以下几个方面：首先，针对两相位非固定

4、周期的单交叉口和相邻两交叉口，提出基于斗鸡博弈的交叉口信号配时方案。对两相位交叉口，以各相位作为博弈参与者、各相位信号灯状态（红灯、绿灯）作为策略集、利用排队长度相反数作为臝得值建立博弈模型；对相邻两交叉口，以每个路口为参与者，每个路口的信号灯状态为策略集，每个路口整体排队长度相反数为赢得值建立博弈模型。针对上述博弈模型，以固定时长为博弈周期，基于非合作博弈中经典的斗鸡博弈模型，求得上述博弈混合策略均衡，给出下一个博弈周期内的信号配时方案，实现信号灯状态的合理分配，提高交叉口的通行效率。其次，针对四相位固定周期的单交叉口，提出基于合作博弈的交叉口信号配时方案。以各相位作为合作博弈

5、的参与者，各相位绿灯时间作为策略集，各相位车辆排队长度作为赢得值，建立相应的合作博弈模型，针对上述博弈模型分别釆用解法和估值解法进行求解。由于解法针对初始能力相同的二人博弈，因此适用于不区分干路、支路的交叉口，并需要进行两次二人博弈；估值解法则可直接应用于区分干路、支路的交叉口进行博弈。根据上一周期结束时各相位排队车辆的长度，实时地调整下一周期各相位绿灯时间。通过博弈求解达到参与者赢得值的最大，即下一周期结束时路口车辆排队长度的最小化。最后，利用对所提的各个方案进行仿真，验证了所提配时方案的有效性，并与固定配时进行比较说明所提方案可以有效减少路口各相位的车辆排队长度，对提高路口通

6、行效率有一定实际指导意义。关键词：交叉口；信号配时；斗鸡博弈；估值北京交通大学硕士学位论文，，，，北京交通大学硕士学位论文北京交通大学硕士学位论文录目录要弓研究背景及意义国内外研究现状交叉口信号控制研究现状博弈论在交通领域研宄现状论文主要研究内容论文的主要工作论文的结构安排博弈论基础及其在交叉口信号配时中的应用博弈论的基本概念典型博弈模型与博弈算法交叉口信号控制及其博弈方案的可行性交叉口信号设置及车辆排队模型交叉口信号控制的博弈特性分析小结基于斗鸡博弈的交叉口信号配时方案两相位单交叉口信号配时博弈模型的建立博弈求解过程仿真研宄相邻两交叉口信号配时博弈模型的建立博弈求解过程仿真研宄

7、小结基于合作博弈的交叉口信号配时方案信号配时的解法博弈模型的建立北京交通大学硕士学位论文目录博弈求解过程仿真研宄信号配时的估值解法博弈模型的建立博弈求解过程仿真研究小结誠主要完成的工作展望参考文献作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果独创性声明学位论文数据集北京交通大学硕士学位论文引言研究背景及意义一、研宄背景随着工业化、城市化步伐的加快，交通拥堵己逐渐演变为一个全球性的问题，即便在一些发展中国家，交通拥堵问题也愈演愈烈⑴。近年来，随着我国经济的快速发展，城市交通压力迅速增加，