能交通控制本章小结第三章基于模拟退火机制的精英协同进化算法进化算法协同进化算法协同进化算法基本原理精英协同进化算法模拟退火算法模拟退火算法基本原理改进的快速模拟退火算法结合模拟退火和精英策略的协同进化算法现有协同进化算法的不足结合模拟退火和精英策略的协同进化算法构造算法性能测试及分析本章小结第四章基于的单交叉口协调控制优化单交叉口配时模型单交叉口配时方法配时方案遗传算法单交叉口配时优化其他单交叉口配时方案基于的单交叉口平均延误优化实际优化案例优化平均延误仿真遗传算法优化平均延误仿真实验结果对比分析基于的单交叉口平均停车率优化优化平均停车率仿真遗传算法优化平均停车率仿真实验结果对比分析本章小结第五章基于的多交叉口协调控制优化万方数据多交叉口协调控制多交叉口协调优化模型多交叉口优化配时算法优化多交叉口交通信号遗传算法优化多交叉口交通信号实例分析验证多交叉口实际优化案例和遗传算法优化仿真和遗传算法优化结果对比分析本章小结第六章总结与展望本文工作总结展望参考文献附录攻读硕士学位期间撰写的论文致谢万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第章绪论第章绪论研究背景随着科技和社会的发展，人们生活水平日益提高，私家车拥有量大幅度增长，交通运输行业得到了空前发展，大量相应的交通运输设施发展起来，交通运输水平已经成为衡量国家发展水平的个重要指标。交通行业的发展为人们的生活带来了极大的便利，同时它引起的些附带问题日益严重起来随着城市机动化水平的提高，交通拥挤环境污染安全问题能源开采等系列相关问题被提上日程等待解决交通情况的好坏直接影响着国家发展和人民生活水平。城市交通控制系统是控制交通流减缓拥挤使行车更加安全的个基本且极其重要的设施。由目前全世界各大城市的发展历程来看，交通问题已经成为影响国家经济和社会发展的大非常重要的因素。交通问题是城市发展的个不可逃避的问题，方面交通的发展代表了国家的经济腾飞，给人们生活带来了相当大的便利，是社会进步的个重要表现但是同时随着国家经济的高度发展，汽车制造业也得到了空前的发展随着人民生活水平的极大提升，私家车数量急剧攀升，随着而来的交通拥堵问题也成为热点问题被迅速提上解决日程。交通行业是国家经济发展的基础代表行在早高峰和晚高峰时间段，车流量比较大，应当适当延长信号周期时长而在车流量比较小的低峰和平峰时间段，应适当缩短信号周期时长。绿信比介绍绿信比这参数之前，我们先要明白有效绿灯时间这概念。在整个绿灯时间中，难免有没有利用到的部分时间，除去没有利用到的剩余的绿灯时间久是有效绿灯时间。而万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章交通信号控制有效绿灯时间和信号周期时长的比值就是绿信比。绿信比的配置在交通信号配时中起着极其重要的作用。绿信比的合理设置意味着车辆的顺利通行交通拥堵的减缓和交通事故的减少。绿信比的值越大表示这相位分配的绿灯时间越长，反之则越短。绿信比的计算公式如下其中，为有效绿灯时间，为信号周期时长。般而言，不同的信号周期对应的绿信比和同周期不同相位的绿信比都是不同的。相位差上面的参数主要是针对单交叉口设置的，相位差这个参数的提出主要是针对多交叉路口的。相位差的概念在节中已经介绍过了。设置相位差的目的在于使车辆在同条干道上行驶时，可以错开红灯，不用等待地通过该干道的所有交叉口。在多交叉口联合控制的信号配时中，相位差是必不可少的个参数。相位差的设置就是要将条干道形成绿波带控制，极大地提高车辆的通行率。相位差分为绝对相位差和相对相位差两种。绝对相位差是指在系列的交叉口路口中选取个作为标准交叉口，其他路口和它的相位差值就是绝对相位差。而相对相位差是指以相邻路口的相位为标准计算的相位差值。常用性能指标系列交通信号配时方案的产生与投入使用，都是为了更好地对交叉口进行配时，尽量减少交通拥堵，扩大道路通行能力。怎么样评价配时方案的好坏和成功与否，这就需要制定些标准化的性能评价指标，通过对这些指标的评价来确定和改进各种配时方案。常用的交叉口性能评价指标有通行能力延误排队长度停车率饱和度油耗等。交叉口的交通效益受到多种因素的影响，因此通常套配时方案不可能同时满足所有的评价指标都达到最好，例如为了增加交叉口的通行能力，可以适当延长信号周期时长，但是周期时长的增加同时会带来延误的增大油耗增加等等。因此般情况下，为了合理地评价套配时方案，设计者可以根据需要自由选取若干个评价指标进行评价。下面简要介绍下些主要评价指标通行能力道路通行能力是指在单位时间内能够通过路段或者交叉口的车辆的最大数。所以，道路通行能力的评价又分为路口通行能力和路段通行能力。顾名思义，路口通行能力是指在单位时间内连续通过路口的最大车辆数而路段通行能力则是单位时间内通过路段截面万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章交通信号控制的最大车辆数。通行能力的单位是辆小时。当路段或者路口在时间段的实际交通流量小于最大通行能力的时候，交通情况良好，车辆基本能够以不堵塞的方式通过，车速较高如果实际流量大于最大通行能力的时候，交通拥堵问题相对比较严重，车速很慢，车流密度很大。下面我们给出路口通行能力的计算公式其中，表示交叉口入道口的通行能力表示入道口的饱和流量为信号周期为为相位有效绿灯时间。延误交叉口车辆的延误是指车辆通过交叉口时，由于受到交通拥堵交通管制等系列的交通阻碍因素的影响，比正常无阻碍行驶通过交叉口多出来的那部分时间。同样，延误时间也分为两种评价方式总延误时间和平均延误时间。总延误时间是指在定的评价时间内，所有通过交叉口的车辆的延误时间之和。平均延误时间是指总延误时间的平均值。延误时间是评价交叉口服务水平的大重要标准，因为车辆的延误时间直接反映出该交叉口配时方案的好坏，同时，延误时间过长会引起驾驶员的不满。交叉口车辆平均延误时间公式如下其中，为车辆平均延误时间为绿信比为信号周期时长为饱和度为交通流量。排队长度交叉口车辆的平均排队长度是指单个周期内各车道最大排队长度的均值。其中，各车道最大排队长度是指该车道所在相位绿灯时间开始时的车辆长度。平均排队长度是评价交叉口服务水平的个很重要的指标。平均排队长度计算公式如下其中，为车道数，为第车道最大排队长度。停车率万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章交通信号控制在介绍停车率这概念之前，我们先来了解下停车次数的概念。停车次数是指在单个信号周期内，所有通过交叉口的车辆的停车次数的总和。所谓停车率，是指个周期内通过交叉口的所有车辆的停车次数之和与通过交叉口停车线的车辆总数的比值。停车率计算公式如下，其中，为第相位绿信比为第相位流量比。饱和度交通信号控制中相位的饱和度是指该相位关键进道口的交通量与设计相位时的通行能力的比值。交叉口的饱和度是指各个相位中的最大饱和度。般情况下，交叉口各相位的取值范围在，。饱和度的取值必须小于，这是交通信号配时优化必须注意的点。交叉口饱和度的计算公式如下其中，为进道口的实际车流量为进道口的饱和流量为对应的各相位绿信比。基本交通信号控制方法交通信号的控制方式按不同的划分类型可以划分为很多种不同的方式。按照交叉口区域的几何特性划分，交通信号控制方式可以划分为单交叉口控制干线控制和区域控制。按控制思想划分，可以划分为被动控制和主动控制。按控制原理划分，可以分为定时控制和感应控制，其中感应控制又分为半感应控制和全感应控制。下面将对各种划分方法和各种控制方式做详细介绍。按控制范围划分按控制范围划分，交通信号控制可以分为单交叉口控制干线控制和区域控制三种。单交叉口控制顾名思义，单交叉口控制是指只考虑特定的单交叉口，不考虑和该交叉口相邻的别的交叉口的控制方式。单交叉口控制是所有控制方式的基础，对单交叉口控制进行正确而深入的研究，是做好交通信号控制配时优化的基本步骤。根据各个交叉口的不同交通情况，可以采用不同的控制方法，比如定时控制感应控制和优化控制。目前我国主要采用单交叉口控制方式。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章交通信号控制干线控制交通信号干线控制是基于绿波控制提出的，即把条干线上的些交叉路口联合起来，然后通过设计种对这些交叉口协调控制的配时方案，使得车辆在通过第个交叉口后尽量都以绿灯通过剩余的交叉口。也就是形成条“绿波带”，干线控制也叫绿波控制线控制。最初的干线控制思想是为相邻的交叉口配置相同的信号周期，通过控制相位差使各个交叉口的绿灯时间错开。虽然使车辆以连续绿灯的方式通过各个交叉口较难实现，但是还是可以通过合理设计，使车辆以尽可能多的绿灯通过各个交叉口。根据不同交叉口之间信号灯的不同联结方式，干线控制又可以分为有电缆干线控制和无电缆干线控制。由主控制机通过传输线路分配各个信号灯的运行的方式叫做有电缆线控。而各个信号灯的协调运行主要由电源频率和控制机的计时工具操作，这种方式叫做无电缆线控。区域控制区域控制就是对个区域内的所有交叉口进行协调控制。也就是说，是把个区域内的全部的交通信号都归个调度控制中心协调管理。区域控制是以单交叉口控制和干线控制为基础的，同时是它们的综合。如果区域范围相对较小，可以作为个整体控制如果区域范围较大，可以分区分级控制。区域控制是城市交通信号控制的未来主要研究和实现方向。按控制思想划分按控制思想划分，交通信号控制可以分为主动式控制和被动式控制两种。主动式控制主动式控制又称为交通自动化路径诱导系统。传统的交通信号控制是通过些装置或者人工收集交通流量信息，进步反馈到控制系统去进行配时和管理。而主动式交通信号控制通过司机和控制系统的互动，根据司机的需求路线和司机所处的位置，给出最合理的交通路线。通过对其控制区域内的所有车辆发出忠告和指令，来达到交通信号控制优化的目的。被动式控制与主动式控制不同，被动式控制没有互动行为，控制系统根据观测装置反馈回来的控制区域内的车流量信息，根据不同的优化方法选取合理的控制方案。目前，被动式控制使用较多。但是随着智能交通运输系统的迅速发展，主动式控制在不久的将来将占据主导地位。按控制方式划分按控制方式划分，交通信号控制可以分为定时控制感应控制和智能控制。定时控制定时控制是最早的交