面向低污染排放的交通信号控制模型与优化方法研究

《面向低污染排放的交通信号控制模型与优化方法研究》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、硕士学位论文面向低污染排放的交通信号控制模型与优化方法研究作者姓名李嘉智学科专业交通信息工程及控制指导教师卢凯教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2018年4月15日ResearchonTrafficSignalControlModelandOptimizationMethodforLowPollutionVehicleEmissionsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiJiazhiSupervisor：Prof.LuKaiSouthChinaUniversityofTechnologyG

2、uangzhou,China分类号：U491学校代号：10561学号：201520106573华南理工大学硕士学位论文面向低污染排放的交通信号控制模型与优化方法研究作者姓名：李嘉智指导教师姓名、职称：卢凯、教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：交通信息工程及控制研究方向：智能道路交通控制与管理论文提交日期：2018年4月15日论文答辩日期：2018年6月2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：徐建闽委员：翁小雄、许伦辉、刘伟铭、卢凯摘要随着我国经济的快速发展以及城市化进程不断提高，机动车拥有量急剧增加，交通拥挤日益严重，机动车尾气

3、排放所造成的环境污染问题日益加剧。车辆在路段上匀速行驶时，尾气污染物的排放量变化不大，但当其到达交叉口时，由于受到信号控制的作用，往往需要经历加减速甚至停车等待，污染物的排放量将明显增多，因此改善交叉口的运行状况对减少污染物排放具有重要意义。交通信号控制，特别是交通信号协调控制，作为平面交叉口交通管理中的一项主要手段，能有效地减少交通拥挤与堵塞、降低交通污染与能耗、避免发生交通事故。因此本文从环境保护角度出发将机动车尾气排放量作为优化目标引入交通信号控制，对低污染排放的交通信号控制模型及其优化方法进行了研究，主要研究内容包括以下几个方面：（1）对机动车尾气排放模型

4、进行了概述，分析了不同排放模型的优劣，选取了MOVES排放模型来评估信号交叉口的机动车尾气排放量。将VISSIM仿真软件和MOVES排放模拟软件相结合，搭建了机动车尾气排放实验平台，为交通信号优化研究提供实验基础。（2）详细描述了基于比功率排放模型的计算过程，分析了车辆在不同行驶工况下的尾气排放特性；然后在该模型的基础上提出了一种适用于信号交叉口的机动车尾气排放测算方法，并研究了排放总量估算方法的适用范围，该方法建立了尾气排放量与延误时间、停车次数之间的关系模型，有效量化了交通信号控制参数与排放量之间的关系。（3）针对单点交叉口，使用所提出的排放估算方法，建立了以

5、尾气排放总量最小为目标的单点交叉口信号优化模型，并采用遗传算法实现了各相位绿灯时间的优化。最后运用该模型对某个单点定时信号控制交叉口进行优化，且使用机动车尾气排放实验平台进行仿真分析，仿真结果验证了估算模型的可行性以及优化模型的有效性。（4）针对干道交叉口，建立了以机动车尾气排放总量最小为目标的干道优化控制模型，并利用MATLAB编程软件实现了信号周期与相位差的优化。最后通过实例分析，验证了该干道优化模型的有效性。研究结果表明：尾气排放总量与其总的延误时间和停车次数既具有一定的相关性，也具有一定的差异性，尾气排放总量最小是延误时间最短和停车次数最少的综合表现。关键

6、词：交通信号控制；排放模型；比功率；相位差模型；信号优化IAbstractWiththerapiddevelopmentofChina’seconomyandthecontinuousimprovementofurbanization,thenumberofvehiclesincreasesdramatically,thetrafficcongestionbecomeincreasinglyserious,andtheenvironmentalpollutionproblembecauseofvehicleexhaustemissionsbecomemoreand

7、moreworse.Whenavehiclerunsataconstantspeedontheroad,theexhaustpollutantemissionshavechangedlittle.However,whenitreachestheintersection,duetotheeffectofsignalcontrol,itoftenneedtoexperienceaccelerationanddecelerationorevenwaitingforparkingsothatthepollutantsemissionwillincreasesignific

8、antly