基于线道法的交叉口信号控制优化策略研究

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1、分类号学号M201273115学校代码10487密级硕士学位论文基于线道法的交叉口信号控制优化策略研究学位申请人：赵文燕学科专业：交通运输规划与管理指导教师：高健智博士答辩日期：2015年5月25日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonOptimalTrafficControlofIntersectionBasedonLaneMethodCandidate:ZhaoWenyanMajor:TransportationPlanningandManag

2、ementSupervisor:GaoJianzhiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay25th,2015独创性声明本人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。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有

3、权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着信息化的普及，信息传递速度成为城市竞争力的关键要素，而交通拥堵则是城市竞争力的杀手，在带来巨大经济损失的同时，也造成严重的环境污染。要解决城市拥堵问题，提高路网整体运输效率，首先需要从解决交叉口的瓶颈问题入手，利用新理念和手段

4、，制定出高效信号控制策略。因此，本文重点研究了单点交叉口信号控制方法，旨在设计出一种基于线道的信号控制理论，提高交叉口通行能力。首先，本文利用集合的形式表征交叉口交通流，分析所有交通流之间的冲突和相容关系，并用相容性关系图的形式表示出来。引入信号组、完整信号组等概念及分支限界法的求解方法，并用向量的形式来表征信号控制方案，将城市单点交叉口信号控制问题归结为一个综合优化问题，最终将其转化为在图上寻求最佳闭合路径的优化问题。接着，选定交叉口通行能力和延误作为优化目标，结合最小绿灯时间、最长红灯时间、流量均衡等约束条件构建线性规划模型，利用MATLAB工具求得最优解，找到最优信号控制方案。最后，本文

5、以东阳市环城北路-艺海北路交叉口为例，将线道法信号控制理论应用于计算信号控制当中，计算结果显示线道法可大幅改善交叉口的通行能力，降低延误水平。本文最后验证了线道法信号控制的实用价值，并指出尚需对混合交通、交叉口信号联控等方面做进一步研究。关键词：信号控制优化；线道法；分支限界法；通行能力最大化；交叉口I华中科技大学硕士学位论文AbstractTheveryubiquityofinformationtechnologymakesitoneofthemostimportantfactorsinurbancompetitiveness.Thetrafficjam,killeroftheefficie

6、ncy,bringsgreateconomiclossandtheenvironmentdeterioration.Studyonsignalcontrolmethods,especiallyonthebottleneckproblemcausedbyintersections,toimprovetheefficiencyoftheoveralltransportnetworkwithnewconceptsandtools,hassignificantimportance.Inthiscase,thethesisfocusesonoptimalcontrolofsingleintersecti

7、onbasedonlanemethod.Firstly,thetrafficflowsarecharacterizedbyaset,andthebasicrelationsinthesetoftrafficstreams,conflict,nonconflictorcompatibilityrelationispresentedthroughcompatibilitygraph.Definitio