城市主干道交通信号动态协调控制方法研究

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1、全日制硕士学位论文城市主干道交通信号动态协调控制方法研究申请人姓名：徐青政指导教师：钱伟学位类别：工学硕士专业名称：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程河南理工大学电气工程与自动化学院二零一五年四月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文

2、作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：U491密级：公开UDC：629单位代码：10460城市主干道交通信号动态协调控制方法研究TheResearchonDynamicCoordinatedControlMethodaboutUrbanArte

3、rialTrafficSignal申请人姓名徐青政学位类别工学硕士专业名称控制科学与工程研究方向控制理论与控制工程导师钱伟职称副教授提交日期2015年6月2日答辩日期2015年6月7日河南理工大学致谢在论文即将完成之际，也是研究生生活即将结束之时，在此谨以我最诚挚的谢意送给我的导师钱伟副教授。钱老师以渊博的专业知识，对我在专业学习方面循循善诱，并悉心指导我在交通信号控制设计方面应该注意的各个细节问题；钱老师以严谨的治学态度，严以律己，严格执教的工作作风和平易近人的人格魅力，对我以后的工作和学习都将产生深远的影响，让我一生受益无穷。再次感谢钱老师对我们的付出与辛苦。同时，感谢这三年传授我知识

4、的每一位老师，他们的每一次细心讲授，都使我从中受益匪浅，为我以后的学习和工作打下坚实的基础。此外，感谢实验室的师兄师姐以及师弟师妹，在论文撰写过程中给予的帮助。感谢父母对我学业上的关心和支持！最后，向在百忙之中抽出时间审阅论文的各位专家们，致以崇高的敬意和感谢！摘要交通拥堵是制约现代城市发展的主要因素。提高交通信号系统的控制效果，是解决交通拥堵问题的有效途径。对于城市某一交通区域来说，干线的通行效率直接影响该区域的交通是否通畅，因此，干线协调控制是交通信号控制领域研究的重点。本文针对干线协调控制的研究现状，分析了现有干线协调控制方法的优缺点，在此基础上，展开了干线交通信号协调控制的研究和探

5、讨。本文的主要工作包括：在交通信号模糊控制器的基础之上，分析了模糊控制器参数对控制效果的影响，设计了一种比例因子可根据交通流变化进行自调整的模糊控制器，并提出基于交通流变化的单交叉口信号控制方法，通过仿真，验证了该控制器具有一定的自适应性和可行性。基于分组的思想，设计了一种干线控制子区的协调控制方案，其中包括：（1）周期时长的优化考虑车辆排队数对周期时长的影响，对webster周期计算方法进行改进，建立了专用的自适应神经模糊推理系统，推理更为合理的信号周期；（2）绿信比优化为增加干线协调相位的绿灯时长，同时兼顾支路相位的目标，建立了干线协调控制绿信比动态调整方法；（3）相位差优化建立了考虑

6、协调相位的车辆排队数的相位差计算模型；（4）相序优化提升干线路段的车速和降低停车次数，提出了一个支路相位排前可行度函数，对各个路口的相序进行优化；通过仿真验证，该控制方案能够有效降低车流在控制子区内的通行时间以及停车次数，为下一章的控制算法奠定了基础。在前一章的基础上，提出了一种城市主干道交通信号动态协调控制策略：（1）控制子区划分模块充分考虑子区划分需要考虑的因素路口间距、车流密度、信号周期，提出了一种简化的控制子区划分方法；（2）控制子区协调控制模块采用上一章提出的子区协调控制方案；（3）控制子区间协调控制模块建立了控制子区间衔接路段的引导车速计算模型，从而实现控制子区间的协调控制；最

7、后进行了仿真验证，该控制方法能够明显降低车流在干道上的通行时间。关键词：自调整模糊控制器；控制子区；公共信号周期；相序优化；子区划分IAbstractTrafficcongestionisthemainfactortorestrictthedevelopmentofthemoderncity.Howtoimprovetheeffectivenessoftrafficsignalcontrolsystemisaneffec