车路协同环境下交叉口的协调控制研究

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1、学校代码：公开：密级硕士车路协同环境下交叉口的协调控制研究作者姓名常灿学科专业城市交通工程指导教师毕军教授硕士学位论文车路协同环境交叉口的协调控制研究作者：常灿导师：毕军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，提供阅览服务，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。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用

2、户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学校代码：密级：公幵北京交通大学硕士学位论文车路协同环境下交叉口的协调控制研究作者姓名：常灿学号导师姓名：毕军职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：城市交通工程研究方向：智能交通北京交通大学年月致谢在论文完成之际，回顾近三年来的研究生生活，充实而快乐。这是我人生中最重要的一段时光。在此，向所有指导帮助过我的老师和同学表达我最真挚的谢意。首先，我要感谢我的导师毕军教授。毕老师知识渊博、师德高尚、学术上精益求精。在本文的选题、撰

3、写及修改期间，毕老师给了我极大的帮助和影响。在此犮心感谢毕老师近三年來对我的关心和指导。感谢马继辉副教授在生活和学习上给予了我很大关心和帮助，在此向马老师表示衷心的感谢。感谢臧广智师兄对论文提出了许多宝贵的意见，在算法设计研究上给予了许多帮助，在此向他表达我的感激之情。在实验室工作及撰写论文期间，邵赛师姐、杨扬师兄、康燕琼、王森磊、宋翠颖、孙欢欢、朱颖、张家玮、张栋、王中奇等同学给了我许多帮助，在此向他们表达我的感激之情。同时也要感谢我的两位舍友，是他们给了我一个舒适、和谐的休息生活环境。最后，我也要

4、感谢我的父母和家人，是他们给了我接受高等教宵的机会，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。北京交通大学硕士学位论文摘要摘要智能交通系统被认为是解决交通问题的有效措施，车路协同系统作为智能交通系统的重要组成部分，己经成为交通领域的研究热点。在车路协同环境下，车车、车路之间可以相互通信，车辆可以根据实际的交通状况调节速度，达到安全快速通过交叉口的目的。本文以车路协同技术为基础，研究了不同流量下无信号交叉口的控制模型并提出了基于车路协同的交叉口协调控制策略，最后利用元胞自动机进行了仿真实验。具体研

5、究内容如下：基于车路协同技术提出了不同流量下的交叉口控制模型在低流量的情况下，本文提出了以安全和通行时间最少为目标的优化模型。本文首先以安全为目标，根据车辆时空轨迹图和交叉口冲突交叉的特点将交叉口的安全问题转化为以加速度和速度为变量的非线性约束优化问题，建立了以最小弧长为目标的优化模型。然后又以车辆通行总时间最小为目标建立了优化模型。最后，将两个目标加权建立总目标。因为低流量下的模型在流量比较大时协调效果比较差，所以在流量比较大时，本文将交叉口处的协调问题转化成了以平均通行时间最小为目标的整数规划问题

6、。该方法协调策略简单，通过优化目标控制车辆的走停，避免事故的发生。设计与验证了低流量下交叉口控制模型的求解算法并对相关参数进行了灵敏度分析对建立的低流量下交叉口控制模型，本文设计了基于遗传算法的求解算法并详细说明了算法中的每一步设计。算例求解结果表明本文设计的遗传算法能够使问题收敛到最优解。最后，对算法中的相关参数进行了灵敏度分析，这有助于算法参数初始值的正确设定，保证优化问题能够收敛到最优解。利用元胞自动机进行了车路协同环境下的交叉口仿真实验本文提出了基于车路协同的交叉口协调控制策略，并将仿真路段分

7、成了四部分，对每一部分路段的车辆演化规则进行了详细的介绍。然后利用元胞自动机以双向六车道为例进行了仿真实验，选取了平均停车时长、平均通行时间以及平均排队长度作为交叉口运行效益评价参数，并与信号灯控制和无控制交叉口进行了对比分析。实验结果表明，本文设计的车路协同交叉口控制策略在这三种控制方式中表现是最好的。关键词：车路协同技术；交叉口协调控制策略；遗传算法；元胞自动机；仿真北京交通大学硕士学位论文北；交通硕：位论北京交通人宁硕七予位论文录目录弓丨言研究背景及意义内外研究现状车路协同国内外研究现状基于车路

8、协同的交叉口控制方法国内外研究现状主要研究内容及研究框架本章小结交叉口简介及冲突分析交叉口分类交叉口交通控制方式交叉口冲突分析本章小结车路协同系统简介车路协同系统概念车路协同系统设计原则车路协同系统功能模块分析本章小结车路协同环境下交叉口控制模型的建立及求解模型的建立低流量下的交叉口控制模型高流量下的交叉口控制模型基于遗传算法的模型求解算法简介算法设计算例求解及参数灵敏度分析算例求解参数灵敏度分析交通人学硕丨：学位论文录本章小结基于乍路协同的交叉仿真元胞