多带宽绿波协调控制模型的改进方法及应用研究

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1、工程硕士学位论文多带宽绿波协调控制模型的改进方法及应用研究作者姓名肖雅惠工程领域交通运输工程校内指导教师徐建闽教授校外指导教师张勇刚教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年4月MULTIBANDModelImprovementMethodandApplicationResearchADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XiaoYahuiSupervisor：Prof.XuJianminSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzh

2、ou,China分类号：U491.2学校代号：10561学号：201521007558华南理工大学硕士学位论文多带宽绿波协调控制模型的改进方法及应用研究作者姓名：肖雅惠指导教师姓名、职称：徐建闽、教授申请学位级别：工程硕士学科专业名称：交通运输工程研究方向：智能交通论文提交日期：2018年4月15日论文答辩日期：2018年6月1日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：谭满春委员：甘勇华、许伦辉、刘伟铭、林培群摘要受到空间的约束，道路基础设施不能无限的扩大，日益增长的交通需求使得路网负荷过载。伴随而来的是交

3、通拥堵加剧、交通事故的频发和大气污染。干道绿波协调控制通过优化路网的交通信号配时参数使得车辆能够尽可能的不停车通过路口，减少停车延误与停车次数，这对于缓解城市交通问题、提高路网通行效率具有重大的意义。经典的多带宽绿波协调控制模型—MULTIBAND模型由于严格的绿波带中心线约束，导致模型求解的带宽不稳定。现有改进方法对于初始排队清空时间位置讨论的研究较少，在计算中多为人为给定一个初始排队清空时间，并未给出精确的计算公式。另一方面，现有研究多是针对十字交叉口，对于干道路端T型交叉口的左转车流协调的研究较少。由于T型交叉口与十字交叉口的相

4、位放行方式有所不同，导致针对十字交叉口所建立的的上行与下行红灯中点时间间隔的通式并不适用于T型交叉口。因此，论文针对多带宽绿波协调控制模型研究中存在的问题所做的研究工作如下：（1）根据交通波的相关理论，推导出了初始排队清空时间的计算模型。另一方面，从考虑初始排队清空时间的位置入手，去掉多带宽绿波协调控制模型—MULTIBAND模型中的绿波带中心线，增加了初始排队清空时间的位置与绿波带边缘的位置关系约束条件，建立了面向十字交叉口的改进的多带宽绿波协调控制模型。最后，采用不同的协调速度对改进的多带宽绿波协调控制模型与经典的MULTIBAN

5、D模型进行对比验证。结果表明，改进的模型中能够取得更大的绿波带宽，且绿波带宽稳定。（2）在改进的面向十字交叉口的多带宽绿波协调控制模型的基础上，提出了一种面向干道路端T型交叉口的多带宽绿波协调控制模型。针对T型交叉口实际的相位放行方式，推导出了对应于T型交叉口上行与下行红灯中点时间差的变量通式，增加了绿波带宽约束，并进行了实例验证及仿真。结果表明，模型能够取得较好的协调效果，有效的减少了延误和停车次数。（3）基于改进的针对十字交叉口和T型交叉口的多带宽绿波协调控制模型，设计开发了智能交通管理与协调控制系统。核心模块绿波协调控制模块分为

6、面向十字交叉口与面向T型干道两种。文中完成了系统的逻辑功能结构设计与系统总体框架设计，实现了系统的总体功能。关键词：交通信号控制；干道协调控制；绿波带宽；T型交叉口；多带宽IABSTRACTConstrainedbyspace,roadinfrastructurecannotbeexpandedindefinitely,andincreasingtrafficdemandsoverloadtheroadnetwork.Thishasbeenaccompaniedbyincreasedtrafficcongestion,frequent

7、trafficaccidentsandincreasedatmosphericpollution.Thearterialtrafficsignalcoordinationmodeloptimizesthetrafficsignaltimingparametersoftheroadnetworksothatthevehiclecanpassthroughtheintersectionasmuchaspossibletoreducethenumberofvehicleparkingandwaitingtime.Thisisofgreats

8、ignificancetoalleviatingurbantrafficproblemsandimprovingroadnetworktrafficefficiency.Theclassicmodelofarterial