基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究

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1、学校代号10532学号S150100191分类号U491密级公开硕士学位论文基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究学位申请人姓名付珊培养单位土木工程学院导师姓名及职称李硕教授学科专业交通运输工程研究方向交通管理与控制论文提交日期2018年5月27日学校代号：10532学号：S150100191密级：公开湖南大学硕士学位论文基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究学位申请人姓名：付珊导师姓名及职称：李硕教授培养单位：土木工程学院专业名称：交通运输工程论文提交日期：2018年5月27日论文答辩日期：2018年5月30

2、日答辩委员会主席：黄立葵教授Signaltimingoptimizationofintersectionwithleft-turnwaitingareabasedongeneticalgorithmbyFUShanB.E.(HubeiUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringScienceinTransportationEngineeringi

3、ntheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIShuoMay,2018基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究摘要对于城市道路交通网络而言，交叉口是其道路交通流的主要瓶颈，采取有效的交通组织方式是缓解道路交叉口交通拥堵的关键。其中，合理组织左转车流，是提升交叉口通行效率的重要手段。近年来，左转待行区的设置广泛应用于城市道路交叉口，随之有关待行区的研究接踵而至，包括设置方法与条件、道路交通流参数特征以及信号配时调整等各方面的研究。本文首先研究了左转待行区的设

4、置条件，包括几何交通渠化条件、道路交通条件以及安全距离条件。给出了道路交叉口空间几何尺寸的要求，以及不同类型左转车道可设置左转待行区的流量阈值条件，在此基础上结合道路交通标志标线设置规范提出了左转待行区交通标线的改进设计方法。其次，通过研究道路交叉口左转车流在设置左转待行区后运行特征的变化，提出了左转信号相位启动损失时间、左转车道通行能力及交通延误的计算模型，进而以此为基础建立以交叉口平均延误最小为优化目标的非线性信号配时优化模型，并以MATLAB为模拟环境，给出了基于遗传算法寻优的实现方法。最后，以长沙市某道路交叉口为例，通

5、过实例交通数据进一步分析了左转车流车头时距的特征，并对前文提出的信号损失时间分析模型进行拟合，相关参数表明拟合效果良好。进而以实例交通数据为基础，应用前述信号配时优化模型，利用遗传算法工具得出优于现状的信号配时参数，证明了算法的有效性。此外，本文提出了左转待行区交通仿真建模的实现方法，并通过仿真模型进一步验证了算法工具所得配时方案的优化效果，通过对比分析表明相关计算模型的合理性。本文针对城市道路交叉口左转待行区的研究可其在实践中的应用提供一定的参考，并且对综合待行区的研究与应用有一定的借鉴意义。关键词：遗传算法；平均延误；通行

6、能力；损失时间；左转待行区II硕士学位论文AbstractFortheurbantrafficnetwork,theintersectionnodeisthemainbottleneckoftheroadtrafficflow,andthekeytoalleviateitscongestionistotakeeffectivetrafficorganizationmethods.Oneoftheimportantmeanstoimprovetheefficiencyofthenodesisorganizingtheleft-t

7、urntrafficrationally.Inrecentyears,thesettingofleft-turnwaitingareahasbeenwidelyusedinurbanintersections,thenvariousstudiesonthewaitingarea,includingresearchesonsettingmethodsandconditions,characteristicsoftrafficflowparameters,andtimingadjustments,arebeingmadefollo

8、wly.Firstly,thispaperstudiesthesettingconditionsofleft-turnwaitingarea,includinggeometricchannelization,trafficandsafetydistanceconditions