非饱和状态下交通信号控制优化方法研究

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1、分类号：U491单位代码：10183研究生学号：2015441005密级：公开吉林大学博士学位论文非饱和状态下交通信号控制优化方法研究ResearchonTrafficSignalControlOptimizationMethodsunderUnsaturatedState作者姓名：田秀娟专业：交通信息工程及控制研究方向：智能交通系统关键理论与技术指导教师：于德新教授培养单位：交通学院2018年6月———————————————————————非饱和状态下交通信号控制优化方法研究———————————————————————ResearchonTraffic

2、SignalControlOptimizationMethodsunderUnsaturatedState——————————————————作者姓名：田秀娟专业名称：交通信息工程及控制指导教师：于德新教授学位类别：工学博士培养单位：交通学院论文答辩日期：2018年6月2日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席郭学东教授、博士生导师吉林大学委员刘兆礼研究员、博士生导师中国科学院东北地理与农业生态研究所赵云升教授、博士生导师东北师范大学杨庆芳教授、博士生导师吉林大学孙宝凤教授、博士生导师吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书

3、面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过作品成果。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，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《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声

4、明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士□√博士学科专业：交通信息工程及控制论文题目：非饱和状态下交通信号控制优化方法研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者联系电话：摘要摘要非饱和状态下交通信号控制优化方法研究飞速发展的城市经济以及日益加

5、快的城市化进程，致使居民消费水平明显提高，直接表现为急剧增加的机动车保有量。因此，城市道路承载的交通负荷和面临的交通压力前所未有，交通需求与交通供给之间的矛盾日益突出，进而引发一系列的交通问题，如交通拥堵、交通安全、环境污染等，严重制约城市的发展，影响人们的出行效率。有效合理的城市交叉口信号控制方案可以减少交通事故和延误时间，增加道路通行能力，保证交通安全有序运行，具有良好的社会效益。ITS的高速发展和逐步实施对城市交通信号控制提出了更高的要求。因此，如何通过智能化技术对道路交通信号控制方案进行更加合理设计和有效优化以提高路网通行效率一直备受国内外研究者的关

6、注。本论文以优化城市交通信号控制方案，改善路网通行效率为目标，以信号控制范围为依据，在分析交通流特征的基础上，采用先进智能算法，结合时间序列分析、聚类分析、社团划分等理论方法，重点针对非饱和交通状态下的城市交通信号控制优化方法进行深入研究。主要研究内容及成果如下：（1）基于短时交通流量预测的信号控制时段划分考虑到组合预测方法的优势，提出了基于CEEMDAN-PE-OSELM的短时交通流预测方法。利用CEEMDAN方法将交叉口交通流量时间序列分解，得到多个本征模态分量（IMF）；利用排列熵（PE）算法序列重组；构建重组子序列OSELM预测模型，将预测结果相加。

7、选取实际交叉口进行模型验证，并与其他同类方法进行对比分析。在短时交通流量预测的基础上，对模糊C均值聚类（FCM）算法进行改进，提出了基于RSAGA-FCM算法的交叉口信号控制时段划分算法，为后续信号配时方案制定提供基础。（2）基于模糊折中规划的单点信号控制优化以单个交叉口为研究对象，考虑交叉口整体运行效益，选取通行能力、周期总延误、周期总停车次数和尾气排放四个评价指标，建立多目标优化模型。针对不同流量状态，引入模糊折中规划思想，赋予各优化目标不同权重系数，将多目标优化模型转化为单目标优化模型，利用遗传算法进行求解，以实现对信号周期和绿灯时长的优化。最后进行V

8、ISSIM方案效果仿真评价。（3）考虑车辆到达与消散