基于SPEA2的城市快速路速度引导多目标优化.pdf

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1、第28卷第lO期2011年10月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01，28NOo10Oet．2011doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2011．10．017基于SPEA2的城市快速路速度引导多目标优化陈大山，孙剑，李克平(同济大学交通运输工程学院，上海201804)摘要：基于速度引导控制作用下的城市快速路交通流扩展模型，建立了车辆总耗费时间与速度引导值变化幅度的多目标优化模型。采用强度Paret

2、o进化算法(SPEA2)对比分析3种速度引导值确定方案，同时基于集合理论从Pareto前沿中选择出最优解并确定最佳方案。在此方案下，应用Matlab进行了速度引导控制仿真分析，结果表明，速度引导控制对于缓解交通拥挤具有良好效果，可为主动交通管理在城市快速路中应用提供理论支持。关键词：交通工程；速度引导；多目标优化；SPEA2；城市快速路；主动交通管理中图分类号：U491文献标识码：A文章编号：1002—0268(2011)10-0092一04Multi—objectiveOptimizationofUrban

3、ExpresswaySpeedGuidanceBasedonSPEA2CHENDashan，SUNJian，LIKeping(SchoolofTransportationEngineering，Ton舀iUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Basedontheextendedmodelofdynamictrafficflowonurbanexpresswayunderspeedguidancecontr01．amulti—objectiveoptimization

4、modelwasestablishedbasedonthetotaltraveltimeofvehiclesandthevalueofspeedguidancechanges．ThreescenariosofspeedguidancevaluewerecomparedwithimprovedStrengthParetoEvolutionaryAlgorithm(SPEA2)．ThenthebestsolutionWasselectedfromParetofrontandtheoptimalscenarioWa

5、sdeterminedbasedonsettheory．SimulationanalysisofspeedguidancecontrolWascarriedoutinMatlabsimulationplatformundertheoptimalsolution．Theresultsshowthatspeedguidancecontrolhasagoodeffectforalleviatingtrafficcongestionandimprovingtrafficsafetywhichcanprovideath

6、eoreticalsupportforactivetrafficmanagementofurbanexpressway．Keywords：trafficengineering；speedguidance；multi—objectiveoptimization；SPEA2；urbanexpressway；activetrafficmanagement(ATM)0引言城市快速路是指在城市内修建的，中央分隔、全部控制出入、控制出入口问距及形式，具有单向双车道或以上的多车道，并设有配套的交通安全与管理设施的城市道路。

7、城市快速路作为城市内骨干路网，分担了较大比例的交通。上海中心城(不含外环)8％的快速道路比例承担30％以上的车公里。北京市主要快速路二、三、四环的总长度仅占北京路网长度的8％，却承载了近50％的车流量⋯。面对凸显重要地位和越发拥挤的城市快速路，主动交通管理的介入是很有必要的旧J。作为主动交通管理(ActiveTrafficManagement)重要组成部分，速度引导一方面可以平滑交通流，减少车辆间速度的大幅波动；另一方面可较好抑制交通流的breakdown现象p“1。因此把速度引导作为控制策略之一引入到城市快

8、速路的管理中，可以使交通流运行更加平稳、安全。1宏观动态交通流模型面向控制的宏观动态交通流模型是描述交通流收稿日期：2011—05一04基金项目：国家自然科学基金项目(61004113)．作者简介：陈大山(1983一)，男，江苏宿迁人，博士研究生．(shyhits@126．corn)第lO期陈大山，等：基于SPEA2的城市快速路速度引导多目标优化状态随空间与时间变化及与交通控制变量之间的关系式。19