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"traffic control in automated transportation system，Transportation Research Part B38(2004)：441—458．【26】 吴元祥，林巧飞．单向交通网络系统分析阴．交通工程，1998(1)：42-46．【27】 任福田，刘小明，荣建等．交通工程学[M】．北京：人民交通出版社，2003．[28】 朱桃丽．城市道路单向交通方案设计研究[D】．湖南大学硕士学位论文，2007．【29】 王建军，王吉平，彭志群．城市道路网络合理等级级配探讨【J】．城市交通，2005(01)．【30】 张水潮，任刚，王炜．城市道路网络功能匹配度分析模型【J】．系统工程理论与实践，2010(9)：1716—1721．【31】 邬郁儒．单向交通对城市交通的影响与综合评价[D】．西南交通大学硕士学位论文，2012．【32】Brownfield，D．J．Environmental Areas Interim Report on Before and After AccidentStudy【J】．Traffic Engineering and Control 2 1．1 980：278-282．【33】Panos D．Prevedouros，Cathy A．Koga．Comparison of 1985 and 1994 HCM：SignalizedIntersection Delay Estimates[J]．ITE Joumal，July,1 996【34】Wolfgang S．Homburger,James H．Kell．Fundamentals of Traffic Engineering" |
"(12tllEdition)(峋．【S．1】：[S．N】，1988：33—1\"-'33-11．【35】 城市道路单向交通组织原NO[s]．GA／T486．2004．北京：中国标准出版社，2004，4--5．【36】 李荣波．关于单向交通通行能力的探讨[J】．中国市政工程．7：1．6。【37】 李乐园，张小宁，张红军．基于交通瓶颈的动态交通分配模型【J】．系统工程理论与实践，2006(4)：125～129【38】 成都市道路交通设施设置指南【S】，成都市交通委员会，2007．12西南交通大学硕士研究生学位论文第59页【39】 刘伟，华雯婷．基于均衡原理的单向交通瓶颈路段诊断法川．公路交通科技，201 0，5(27)：1 1 7-120．【40】 杨永勤，刘小明，于泉，褚世新．交通流三参数关系的研究阴．北京工业大学学报．2006．32(1)：43--47．【4l】 李巧茹，魏连雨，马寿峰．基于马尔柯夫过程的城市交叉口车辆到达模型【J】．长安大学学报(自然科学版)，2004(03)：53．57．【42】 张兰芳，方守恩．公路平面交叉口合理间距研究[J】．重庆交通大学学报(自然科学版)，2007(07)：276．279．[43】 李爱增，王炜，李文权．对角匝道设置的交通量条件【J】．交通运输工程学报，2008(05)：81—85．【44】 李明利，秦菁．交叉口排队的移动首尾模型及延误分析阴．长安大学学报，2009．9，29(5)：86·89．【45】 袁以武董力耘．考虑有左转专用信号灯的交叉口车辆延误模型与算法【J】．上海大学学报(自然科学版)，2002(4)：362．366．【46】 孙莹莹柴干．信号控制交叉口慢行交通的优化设计【J】．公路交通科技(应用技术版)，2008(9)：161—164．【47】 周勇方守恩杨晓芳．右转车与慢行交通冲突的调查研究【J】．交通与运输(学术版)，2009(1)：75．77．【48】 刘运通，石建军，熊辉等．交通系统仿真技术【M】．北京：人民交通出版．2002．9：146．158．【49】 邹志云，陈绍宽，郭谨一等．基于Synchro系统的典型信号交叉口配时优化研究【J】．北京交通大学学报，2004．12，28(6)：61．65．【50】 陆克丽霞，杜豫川，孙立军．城市交通影响分析范围的新型确定方法研究【J】．公路工程。2008(01)：154—159．[5l】 王丽，文fJd,明，任福田等．烟羽模型在交通影响分析中的应用阴．公路交通科技，2001(6)：82—85．【52】 彭祖明，陈义华．基于烟羽模型的交通影响范围模型的研究[J】．铁道运输与经济，2007，29(6)：52-57．【53】 徐泽水．AHP中两类标度的关系研究【J】．系统工程理论与实践，1999，19(7)：97～101．【54】Scot D．Johnson．Identification and selection of environmental performance indictors：applicationofthebalancedscoredapproach[J]．CorporateEnvironmentalStrateg，1998，5(4)：34\"-41．【55】 王炜．公路交通流车速流量实用关系模型【J】．东南大学学报，2003．7，33(4)：487·491．西南交通大学硕士研究生学位论文第60页【56】 王斌，常显奇，陈浩光．AHP方法中关于判断矩阵一致性的研究阴．装备指挥技术学院学报，2002(5)：100．103．【57】Porsche H．Velocity Changes Of The Giotto Spacecraft Induced During The F1ybys OfThe Comets P Halleyand P Grigg-Skjellerup叨．AerospaceScience andTechnology,February,1 999，3(2)：1 07—1 1 0西南交通大学硕士研究生学位论文第61页攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果李康，刘澜，禹伟．单向交通复合指标评价模型[J】．交通运输工程与信息学报，2012．9，10(03)：58—61．" |
"Research on the Cooperation of Traffic" |
"Control and Traffic Guidance in UrbanA Dissertation SubmiRed for the Degree of MasterCandidate：Liu QuanfuSupervisor：Prof．Lu BaichuanChongqing Jiaotong University,Chongqing，China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，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己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己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：苏I冬钆I蟊日期：阳c午年6月17r日重庆交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技" |
"术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名：主If本文霭" |
"日期：如l牛年6月’7日指导教师签名：Ft期：2,0c舻年本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊(光盘版)电子杂志社CNKI系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名：幺忙唱" |
"日期：汐l(f年6月7曰1今日僻签引隧Ⅲ摘要随着社会经济的发展，交通需求持续加强，交通拥堵、环境污染、交通事故、能源短缺等各种城市交通问题日益严重。交通控制系统从初期的单点定时控制发展到如今的区域自适应控制，成为治理城市交通问题的重要举措。近年来，随着计算机技术、通信技术、人工智能等现代高科技技术的不断发展，交通诱导系统也应用于城市交通系统中，诱导效果也在不断提高。交通控制系统和交通诱导系统作为智能交通系统的重要组成部分，管理目标都是城市路网的交通流，二者既相互联系、又相互影响。交通控制系统和交通诱导系统独立运行时各自都能取得很好的效果，但是从系统的角度看，并不一定能取得最优的效果。如何将交通控制与交通诱导协同运行，达到系统最优的效果，实现交通管理系统的资源节约与整合，实现交通管理手段的时空互补，对于改善城市交通问题具有重要意义。本文对交通控制系统、交通诱导系统、交通信息处理等基础知识进行了综述，综合国内外的研究成果，分析了交通控制与交通诱导协同的关系，总结了交通控制与交通诱导协同的模式。以均衡路网上的交通流量，消除局部地区的交通拥堵，让整个路网交通系统恢复到平衡的交通状态为核心思想，提出一种基于消除拥堵和区域内总的行程时间最小的双目标协同优化模型。模型从加权平均饱和度和加权平均饱和度的方差作为切入点，判断协同小区内是否存在路段或交叉口的拥堵，如存在则通过调整绿信比，均衡路网交通流量消除拥堵，否则以协同小区的总的行程时间尽可能小为目标进行绿信比的调整和路网流量的分配。针对提出的双目标协同模型，分别设计了以消除拥堵和优化行程时间为目标的求解算法。其中，消除拥堵的求解算法采用小步长的试算优化不断调整信号配时参数，达到消除拥堵的目的，优化行程时间的求解算法采用遗传算法进行求解，得到控制与诱导的控制变量。最后通过实例仿真，验证了模型及算法的有效性。最后对论文进行了总结和展望。总结了本文的主要研究成果，并对未来的研究提出了改进方案。关键词：智能交通、交通控制、交通诱导、协同AB STRACTWith the development of social economy,the traffic demand continues to strengthen" |
"and traffic congestion，environmental pollution，traffic accident，energy shortages and" |
"other urban traffic problems are increasingly serious．Traffic control system from a single" |
"point f．Ⅸed．time control in the early timing development to today’S regional adaptive" |
"con仃01-become the most important method to govem the urban traffic problem．In recent" |
"years，with the continuous development of computer technology,communication" |
"techn0109Y,artificial intelligence and other modem high-tech technology，traffic guidance" |
"svstem is applied in urban traffic system，the induction effect has been improved．Traffic" |
"control system and traffic guidance system as an important part of" |
"intelligent" |
"transportation system，the management goal is urban road network traffic flow,which is" |
"relate to each other,and are independent of each other．Traffic control system and traffic" |
"guidance system independently run time Can obtain good result，but from the system point" |
"of view：does not necessarily call achieve the optimal effect．How to coordinate of traffic" |
"control and traffic guidance，to achieve the system optimal，to realize saving resources" |
"and integration of the traffic managemenL and for space and time complementary of the" |
"tra伍c management means，have a great signJlficance to improve the urban trafficproblems．This Daper summarizes the basic knowledge of traffic control system，traffic" |
"guidance system， and transportation information processing，deeply analysis the" |
"coordinated relationship between traffic control and traffic guidance，summarizes the" |
"coordiIlated mode between traffic control and traffic guidance，referring to researchresults at home and abroad．It aims to eliminate local congestion by equilibrium of traffic on the network·Its" |
"core is to restore a state of orderly with the whole road network transport system，this" |
"paper put forward a double target collaborative optimization model based on eliminating" |
"congest王on and minimum total travel time in the area．Model from the weighted average" |
"of nle saturation and the weighted average of the saturation of variance as the" |
"breakthrough point，judge whether there is a road or intersection congestion inside the" |
"village．If existence，it eliminates congestion by adjusting the green split and equilibrium" |
"road net、vork仃amc flow．Otherwise adjust the green split and assign road network traffic" |
"by synergy of total travel time as small as possible．In view of the dual goals of collaborative model，this paper respectively designs theIIalgorithm to eliminate congestion and optimization of travel time．The algorithm of" |
"eliminating congestion adoptS step long trial to optimize and adjust signal timing" |
"parameters．While the algorithms of optimizing travel time adopts genetic algorithm to" |
"get control variables of control and induction．Finally,using the simulation to prove the" |
"validity of the model and algorithms．The author finally gives the summary and prospect of this paper,summarizes themain research results，and put forward the improvement plan for the future research．KEY WORDS：Intelligent Transportation，Traffic Control，Traffic Guidance，CoordinationIII目录第一章绪论………………………………………………………………………………。1" |
"1．1研究背景………………………………………………………………………11．2国内外研究现状………………………………………………………………31．2．1国外研究综述…………………………………………………………31．2．2国内研究现状…………………………………………………………41．3主要研究内容…………………………………………………………………5" |
"第二章交通控制与交通诱导协同基础………………………………………7" |
"2．1交通控制系统…………………………………………………………………72．1．1交通控制系统的发展和分类…………………………………………72．1．2交通控制的基本参数…………………………………………………92．1．3交通控制信号配时模型……………………………………………．．102．2交通诱导系统………………………………………………………………．132．2．1交通诱导系统的思想和分类………………………………………．．132．2．2交通诱导的基本参数………………………………………………．．152．2．3交通流特性…………………………………………………………一162．3交通信息处理………………………………………………………………．182．3．1基础交通信息………………………………………………………一182．3．2交通信息的采集技术………………………………………………．．182．3．3交通信息的传输和处理……………………………………………．．202．4本章小结………………………………………．……………………………22" |
"第三章交通控制与交通诱导协同分析…………………………………．23" |
"3．1交通控制与交通诱导协同关系……………………………………………．233．1．1交通控制与交通诱导协同的关联性………………………………一233．1．2交通控制与交通诱导协同的差异性………………………………．．243．1．3交通控制与交通诱导协同的特点…………………………………一253．2交通控制与交通诱导协同模式……………………………………………．263．2．1独立式协同…………………………………………………………一263．2．2偏重式协同…………………………………………………………一263．2．3迭代优化式协同……………………………………………………一273．2．4协作式协同…………………………………………………………．．283．2．5全局优化式协同……………………………………………………．．293．3本章小结……………………………………………………………………．30IV第四章交通控制与交通诱导协同模型研究…………………………．3l" |
"4．1建模思想……………………………………………………………………．3 l4．2协同模型的建立……………………………………………………………．324．2．1加权平均饱和度的表达……………………………………………．．324．2．2总出行费用的表达…………………………………………………．．334．2'3交通控制与交通诱导协同模型……………………………………．．364．3协同模型的求解思路………………………………………………………．374．4本章小结……………………………………………………………………．38" |
"第五章协同模型的算法设计与实例分析…………………………………39" |
"5．1遗传算法……………………………………………………………………．395．1．1构成要素……………………………………………………………．．395．1．2计算步骤……………………………………………………………～415．1．3遗传算法设计………………………………………………………．．425．2协同模型的求解算法………………………………………………………．435．2．1以消除拥堵为目标的求解算法……………………………………．．435．2．2以优化行程时间为目标的求解算法………………………………．．445．3实例分析……………………………………………………………………．445．3．1基础数据设置………………………………………………………一445．3．2协同实施过程………………………………………………………一465．4本章小结……………………………………………………………………．51" |
"第六章总结与展望…………………………………………………………………536．1论文总结……………………………………………………………………．536．2论文展望……………………………………………………………………．53" |
"谢…………………………………………………………………………。55" |
"致" |
"参考文献………………………………………………………………………57" |
"攻读学位期间取得的研究成果……………………………………………61V第一章绪论第一章绪论" |
"帚一旱瑁比1．1研究背景随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，交通需求持续加强，汽车作为代步工具已经大规模的进入普通家庭，给人们带来了便利，但同时也带来了诸如交通拥堵、环境污染、交通事故、能源短缺等一系列的城市交通问题【¨。如何面对各种交通问题所带来的机遇和挑战，是当前国内外政府、专家、研究学者亟待解决的重要问题。美国道路交通数据提供商Inrix公司的数据显示，英国每年由于交通拥堵而蒙受的的损失高达43亿英镑12I。在我国，城市道路交通供需不平衡现象越来越明显，城市交通正面临着日益沉重的压力，交通拥堵越来越严重。据统计，在2006年我国因交通拥堵造成的经济损失高达3500亿元，占当年国内生产总值的1．7％f3l。交通拥堵的产生不仅导致人们出行时间的增加，而且还将导致燃料成本的增加、能源的浪费，同时汽车尾气的排放也会导致环境的恶化进一步加剧：另外交通拥堵导致交通事故的发生不断增加，而交通事故又会造成交通拥堵的加剧，形成恶性循环[4-61。采取高科技的现代化方法和手段，提高城市路网的通行能力，保障出行者安" |
"全、便捷、快速的到达目的地，已成为我国城市交通中亟待解决的重要问题n交通问题的本身是由于交通供需不平衡导致的人、车、路之间的矛盾问题，传统的解决方法主要包括修建道路和控制交通需求与管理两方面进行【81。第一，修建道路。在早期解决交通问题时，人们一味的采取扩建道路，加宽路面，增设高架桥等方法来改善交通问题，我国在很长一段时间也采取此种方法。该方法在一定程度上能解决交通拥堵问题，但是这种方法有很大的局限性，并不是长久之策。一方面，在城市中心区域，受到建筑格局等影响，可供修建道路的空问会越来越少，不可能无限制的增加道路以提高通行能力；另一方面，修建道路会给当地政府和社会带来巨大的经济负担，同时建设周期也比较长；再次，交通需求的持续增长远远大于道路的建设速度。第二，控制交通需求与管理。通过政府出台相应的管理办法来控制车辆的出行、车辆的增加；如实行单双号出行、拥堵收费，提高购车的门槛等措施，达到减少交通拥堵的状况。同时，交通管理者根据实际交通需要，通过城市规划引导交通规划，从宏观层面上引导交通的发展，提高交通网络的利用率；加大公共交通的宣传力度，提高公共交通运输企业的补贴力度，改善公共交通乘车环境；合理的渠化交叉口，完善各种交通设施设计，对交叉口采取交通信号控制，对信号交叉口采取优化的信号配时方案。这些措施能在一定时期内起到相应的作用，在一定程度上解决交通拥重庆交通大学硕士毕业论文堵的问题，但是都是通过牺牲部分车辆拥有者的自由出行等为代价的，短时间内，老百姓可以接受，但是长此以往，容易引发社会上的争论，同时限购车辆在长时期内是不现实的。城市交通是一个复杂而庞大的系统，大量实践表明，道路交通问题的解决，仅仅依靠交通基础设施的建设、控制交通需求、加强交通管理是远远不够的，必须深入研究道路交通中人、车、路这三个交通中最重要的因素之间的关系。自从20世纪60年代以来，随着电子技术、计算机技术等现代科学技术的不断发展，人们将" |
"这些现代科学技术引入到交通系统中，发现能够对道路网络和城市交通进行更有效的控制和管理，能最大限度地发挥现有道路系统的交通效率[9,10】。由此智能交通系统(IntelligentTransportationSystems，简称ITS)得到了大力的发展，它为解决" |
"城市交通问题提供了一个新思路。智能交通系统是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输管理系统【101。ITS自从20世纪90年代提出后，得到了世界各国的普遍关注和高度重视，特别是随着能源的不断短缺，环境的日益恶化等多方面制约，越来越多的国家都投入了大量的人力、财力和物力开展ITS相关的研究。交通信号控制从发展到现在经历了一百多年的历史，控制规模从单个交叉口" |
"的单点控制(点控)、干道交叉口的信号协调控制(线控)发展到区域交通的协调控制(面控)，其控制方法也从离线的固定配时控制发展到在线的实时自适应控制，控制方法越来越智能，控制效果也越来越好【10】。而近几十年来，随着计算机技术、通信技术、传感技术、人工智能等现代高科技技术的不断发展，交通诱导系统也运用在城市交通系统中，成为继交通信号系统后的重点发展领域，并且从原来的单一群体诱导发展到现在的单车最佳路径诱导，诱导方式也从可变信息板发展到车载诱导终端、车载广播、FM、手机等多种渠道，诱导效果也越来越好[11】。交通信号控制系统和交通诱导系统是ITS的重要组成部分，成为解决城市交通、缓解交通拥堵最主要的手段。交通控制系统和交通诱导系统的管理目标都是城市路网的交通流，交通信号控制系统是从时间的角度对已经产生即将通过某路口的交通流进行控制，改变不同方向车辆通过该交叉口的时间，交通诱导则是从空问的角度对路网中已经或即将发生的交通流，进行路径的诱导来改变不同路段的车辆数[12】。交通控制系统和交通诱导系统二者互为输入与约束，交通信号控制系统实施优化控制的前提是能够获得交叉口各个进口方向的交通量，而各个进口交通量的到达率很大程度上是由诱导策略下驾驶员的线路选择所决定的，同时当交通流超第一章绪论过一定限度时，道路上会出现交通堵塞，此时需要通过交通诱导，减少驶入拥堵路段的交通流，才能缓解交通拥堵【121。城市路网交通状况的复杂性、时变性等特征，在城市道路网络中引入交通流诱导系统，其提供的实时交通诱导信息，必然会导致驾驶员的出行行为的变化，这种变化的结果会引起交通流量的重新分配，同时更新交通控制参数，相对应的交叉口信号灯控制策略也会随之改变1111。交通信号控制系统和交通诱导系统二者之间即相互联系，又互相独立、功能互补，之间有着很强的依赖性【∞】。目前交通控制系统和交通诱导系统作为智能交通系统的两个子系统都是各自独立运行的，为了更好的实现交通管理目标和交通系统之间资源的整合，有必要将交通控制系统和交通诱导系统进行协同，分别从时间上和空问上合理的分配交通流，让路网交通流得到合理的分配与优化，从而得到更" |
"好的交通管理效果凡因此，将交通控制和交通诱导进行协同研究，对有效缓解我国城市交通拥挤问题具有非常重要的现实意义。1．2国内外研究现状1．2．1国外研究综述国外对这方面的研究较早，开始于二十世纪七十年代，当时的研究目的主要是探讨两者之间的相互联系、相互关联等。主要代表人物是Allsop，Maher，Akcelik和Gartner，刚开始主要是进行探索性的研究，剖析两者之间的关系，后来大量的学者对交通控制与诱导的协同框架、协同模型模型、求解算法等方面展开了大量的研究。Allsop(1974)提出交通分配与交通信号控制不应该分开处理研究，应该考虑" |
"两者之间的相互作用，并指出在制定交通信号控制方案时应考虑方案对出行者路线选择的影响，对此提出了逐步优化分配(IOA)算法，指出阻抗函数与绿灯时间有关[13】。后来Allsop和Charlesworth(1975)在提出的TRANSYT模型中，以停车" |
"次数和延误时间作为模型的性能指标，将路段的总延误时问作为路段流量的一个函数，假设信号控制参数不变，研究在一个固定信号配时控制的路网上如何通过交通流计算运行时间【14．15】。Akcelik和Maher(1975)指出交通流分布会随着区域交通控制策略的改变而变化，当控制策略设计的不恰当时，很可能会造成路网性能的逐步恶化}16I。由此也可说明区域交通控制与交通分配问题的相互影响关系。Gartner(1976)提出在交通信号优化设计过程中考虑路径选择，把交通流量作为交通信号配时问题目标函数的决策变量，并提出路径选择和交通控制组合问题的迭代优化方法【17,181。重庆交通大学硕士毕业论文Cantarella等人(1991)提出一种优化相位设置与平衡网络流量相结合的迭代方法。此迭代方法的创新在于把交通控制问题以二阶段方法解决，第一阶段是在交叉口通行能力最大的情况下求解绿信比和相位顺序，第二阶段基于总延误最小来确定相位差，但是此方法不适用小规模路网119201。YangH和YagarS(1994、1995)提出了把交通控制和交通诱导问题表示为双层规划，上层是最优交通控制模型，下层是静态用户平衡分配模型。将交通流在信号交叉口的延误分解为信号控制延误和排队延误，为了提供信号控制影响，YangH" |
"和Yagar修改了排队网络的交通诱导模型。当路段交通流量大于路段通行能力时，超过通行能力部分进入排队[211。1995年到1997年，Gartner和AI—Malik研究了在Webster控制方案下的确定性路网均衡问题。他们将绿灯时间作为决策变量，绿灯时间约束于Webster等饱和公式。Gartner和Stamatiadis(1 996)提出了一种实时交通信号控制与动态交通流诱导协同的一体化框架口21。该一体化框架将动态交通分配模型预测的路网交通状态与交通信号控制策略进行匹配，以达到交叉口延误最小，是一种以交通诱导为主，交通控制为辅的协同模式[23】。Owen(1998)利用博弈论理论提出交通控制与交通分配协调问题的优化模型[241。该模型利用出行者追求用户最优与交通管理者追求系统最优的矛盾点采用博弈论方法建立求解模型，此方法也是解决交通控制与交通诱导协调优化问题的一类方法，但计算非常复杂，难以在实际网络中使用。Sou．Wenchiou(1999)提出一种类似于Yang H．等的双层规划模型，解决区域" |
"交通控制和交通诱导的最优化问题f251。模型提出一种混合搜索的启发式方法并将该方法用于Allsop和Charlesworth在1977年提出的路网络，试验结果显示混合搜索方法在解决平衡网络流的区域交通控制最优问题方面能取得比较好的结果。1．2．2国内研究现状我国关于交通控制与交通诱导的研究开始于20世纪90年代后期，虽然起步较晚，但发展较为迅速。吉林大学杨兆升[26,27](1999)根据我国城市目前的交通管理系统，提出一种可依托目前道路交通控制中心的交通控制与交通诱导协同机制，该协同机制的基础是将交通信息内容共享，根据实时采集共享的路网交通信息，交叉口信号配时优化和动态路径诱导同步进行，并将诱导信息发布出去，构成一个循环。王亮、马寿峰等【12,28】(2004)借鉴大系统递阶优化的思想，利用动态交通分配模型和交通最优控制模型，提出了一种控制与诱导递阶协同的二级系统结构，建立协同优化模型，并利用迭代的协调算法进行求解，采用仿真路网进行模拟协调验证。4第一章绪论马寿峰博士、徐岩宇博士、王亮硕士等在对国内外交通控制与交通诱导的各种组合模式进行阐述后，剖析了他们各自的不足，并由此提出了一种改进的两系统组合框架结构。吉林大学卢守峰[29】博士(2006)提出了考虑诱导一致性的信号控制与VMS路径诱导的协同模型框架，提出了发布诱导信息的三条原则及诱导信息更新时间间隔的约束，建立了基于解析法的点控、线控与VMS路径诱导的协同模型，基于元胞自动机的面控与VMS路径诱导的协同模型，并以试验路网进行模拟。吉林大学陈昕㈣博士(2006)根据交通管理和城市交通流自组织双重作用下城市交通流的特征，提出准系统最优动态交通分配原则，并基于该原则和递阶优化思想对交通控制和交通诱导协同优化建模，协同模型中交通控制与交通诱导的性能参数的加权系数由序参量方程和有序度函数联合求解获得，并以动态协同方式求解该模型。吉林大学刘新杰[31】硕士(2007)对不同交通状态下应采取的协同模式进行建模，研究了特殊管理目标的协同策略，突发事件下特种车的优先控制、公交车的优先控制两种情况下的协同问题，提出了特种车绝对优先控制方案，建立公交优先与" |
"社会车辆路径诱导的递阶协同模型。吉林大学彭博【32】博士(201 1)从大范围交通控制和交通流诱导协同的特征出发，提出了大范围交通控制和交通流诱导协同的研究框架，构建了分布式大范围交通控制与交通流诱导协同数据库模型、建立了基于移动Agent的大范围交通控制与交通流诱导协同信息平台、建立了基于大系统递阶控制的大范围交通控制与交通流诱导协同模型。清华大学李瑞敏【33l博士提出一种基于多智能体的交通控制与交通诱导集成系" |
"统。河北工业大学魏连雨刚教授、韩志新硕士提出一种基于自组织理论和协同学原理的交通协调策略。1．3主要研究内容本论文各章节主要研究内容如下：第一章，绪论。主要分析了本研究课题的研究背景，对交通控制与交通诱导协同在国内外的研究现状进行了阐述，并对本文的主要研究内容做出了安排。第二章，交通控制与交通诱导协同基础。主要从交通控制系统、交通诱导系统和交通信息处理三方面对交通控制与交通诱导协同的基础知识进行分析。第三章，交通控制与交通诱导协同分析。总结归纳了交通控制与交通诱导的协同关系和协同模式，对交通控制与交通诱导协同的关联性、差异性和特点进行分析，总结归纳五种交通控制与交通诱导协同的模式。重庆交通大学硕士毕业论文第四章，交通控制与交通诱导协同模型研究。本章以均衡路网交通流量，消除局部地区交通拥堵，让整个路网交通系统恢复到平衡的交通状态为核心思想，提出了一种基于消除拥堵和区域内总的行程时间最小的双目标协同优化模型。第五章，协同模型的算法设计与实例分析。本章首先介绍了遗传算法的构成要" |
"素、计算步骤和遗传算法设计等内容；然后针对协同模型为双目标模型，分别设计了以消除拥堵和以优化行程时间为目标的求解算法；最后通过实例仿真，验证本文提出的模型和算法的有效性。第六章，总结与展望。对本文进行总结，包括论文要解决的问题，主要研究内容，进而对论文后期的研究工作进行了展望，详细的提出了需要继续解决的问题。6第二章交通控制与交通诱导协同基础第二章交通控制与交通诱导协同基础交通控制和交通诱导是城市智能交通的重要组成部分，尽管二者在实施的方法和手段上有着各种不同，但是通过研究发现，二者并不是孤立运行的，在基础数据、管理对象、支持系统、输入输出等方面都有着很大的关联性，二者是相互影响、相互作用的。如果将二者通过协同的方式结合起来，在缓解城市交通拥堵、减少尾气排放、提高交通管理系统效果等方面将带来良好的效果。本章主要分析交通控制与交通诱导协同中将用到的基础知识。2．1交通控制系统2．1．1交通控制系统的发展和分类城市交通信号控制的研究起源较早。1868年，英国伦敦街头燃汽信号灯的出现，揭开了城市交通信号控制的序幕。当时，交通信号灯只有红绿两种颜色，而不是现在的红黄绿三种颜色的交通信号灯，安装信号灯的目的仅仅是让各种冲突车流分开使用交叉路口和减少交通事故的发生。1908年，这种控制方式传到美国纽约，并且很快在全国传播开来【351。随着城市电气化的不断发展，1914年，在美国的俄亥俄州克利夫兰市出现了世界上第一台电力驱动的交通信号灯【36】。1918年，美国盐湖城建立的绿波系统，成为世界上第一个具有此功能的交通信号控制系统，该系统是一种无计算机、定周期的各路口信号灯协调最优控制系统【3刀。自20世纪60年代以来，世界上许多国家都在研究一种范围较大的信号联动协调控制系统。该研究将电子计算机作为控制系统的中枢，研究包括硬件、软件技术开发，大规模数据传输和各类终端设备。由于微处理技术的发展和各种新型微处理机的问世，控制系统和各类终端控制设备都广泛采用微处理技术，从而使信号控制系统功能日益完善，控制技术也得到了突破性的发展。经过一百多年的发展，世界各国的工程师们先后研发出各种不同的城市交通信号控制系统。主要有英国的T黜气NSYT系统及SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统、美国的ASCOT系统和UTCS．3GC系统、加拿大的RTOP系统、西班牙的" |
"SANCO系统及日本的京三系统等【38】。其中，TRANSYT系统、SCOOT系统和SCATS系统在实践中取得了良好的应用效果，并广泛应用于各大城市。随着计算机技术、通信技术、采集技术、传感技术、人工智能等的不断发展，越来越多的高科技技术应用到交通控制系统中，交通控制系统的控制规模逐渐由单个交叉口的控制、干道交叉口的信号协调控制发展到区域多个交叉口的协调控7重庆交通大学硕士毕业论文制，控制方式也从离线的固定配时控制发展到在线的实时自适应控制，并且在线实时控制方式的适应交通流变化能力不断增强，控制效果得到不断提高【3引。由此可见，交通信号控制系统的功能从低级到高级，从简单到复杂不断的向前发展，并且随着城市交通问题的日益严峻而不断发展。图2．1交通控制系统的演变历程交通信号控制从空间关系上可划分为单路口控制(点控)、干道控制(线控)、网络控制(面控)；从控制原理上可划分为定时控制、感应控制、自适应控制和模糊控Nt3*l，如图2．2所示。—_．半^^】I啊U。一按空间关系划分≥ —一干道控制；；交" |
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"E{m，二I]11p，{—_模糊控制；J图2．2交通控制系统分类其中，单点控制(点控)、干道控制(线控)与区域控制(面控)的关系如图2．3所示。，第二章交通控制与交通诱导协同基础厂 、" |
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"＼ 7／’一j点控√线j仝图2．3点控、线控与面控关系图2．1．2交通控制的基本参数>周期时长周期时长又称周期，常用C表示，单位是秒(S)，是信号灯各种灯色轮流显示一周所需要的时问，即各种灯色显示时间总和，或是从某一主要相位绿灯开启到下次绿灯再次开启之间的一段时间㈣。信号周期长度的大小由被控交叉口的交通特性和控制方式共同决定。一般信号灯的最短周期时长不能少于25 S，否则不能确保各个方向车辆顺利通过交叉口；但是，最长周期时长不要超过150s，否则会引起驾驶员的抱怨，更或误以为信号灯己停止工作。适当的周期长度对疏散交叉口的交通流、降低车辆的等待时间具有重要意义。>有效绿灯时间和绿信比有效绿灯时间是指绿灯时间内实际用于车辆通行的时间，即绿灯时间减去车辆启动和停止时的损失时间，一般用墨表示；绿信比是在一个信号周期中，有效绿灯时间与周期时长的比值，一般用旯表示矧。兄：墨" |
"C式中：" |
"五——绿信比；＆——有效绿灯时间(S)：" |
"C——周期时长(s)；式(2．1)交叉口一个信号周期内，通过合理的分配各相位的绿灯时长(绿信比)可有效9重庆交通大学硕士毕业论文2．1．3交通控制信号配时模型论理论和数值模拟提出的，模型以延误作为评价指标，其计算公式如下㈣：d：忑C(1-2)2+黑-o．65南们嘹∽sz，q2船2(1一争q2q(1～砻即x=q／ZS；d：g丝+堡兰" |
"2(1一争2q(1一砻D=Zq，·Z令丢(D)=0，得到最佳周期co为" |
"Co=等加∞式(2．3)式(2．4)式(2．5)式中：" |
"三——一个周期内总损失时间，表示为￡=∑(，+J一么)，其中；，为启动损失10第二章交通控制与交通诱导协同基础时间，，为绿灯问隔时问，爿为黄灯时间，i为一个周期的相位数；】，——组成周期的全部信号相位的各个最大流量Y值之和，】，=∑max[y，，yl，．．…】；Webster模型主要适用于饱和度较低的情况，特别是当0≤X≤0．67时，使用该公式比较适用；而当饱和度越大，计算出来的误差也就增大，并且不能计算超饱和状态下的延误。②ARRB模型当饱和度越接近于1时，Webster模型算得的延误越不正确，更无法计算超饱和交通状态下的延误。因此，阿克塞力克考虑了超饱和状态下的情况，在Webster模型的基础上，将延误公式加以修正和拓展，得到了ARRB模型140I。ARRB模型计算公式如下：D：—qC—(1_-2：-．)2+Ⅳ0x”2(1一y、式中：" |
"D——交叉口的总延误(S)；Ⅳ0——平均溢流排队车数(pcu)；" |
"ARRB模型中考虑了停车因素的影响，得到最佳周期C0为C0：坐掣" |
"乙n一一式中：l一，式(2．6)A士,-ka(2．7)、‘·，，k——停车补偿系数，根据优化的目标不同，取值不同。③HCM模型美国公路通行能力手册(HCM)是一部具有深远影响的专著，它一直根据美国交通研究协会(TRB)的最新研究成果修订。HCM2000中交叉口延误的计算方法是根据Fambro等人(1996)提出的模型，车辆在随机到达情况下，具有初始排队的交叉口延误由三部分组成：均匀延误(西)、增量延误(么)、初始排队延误(破)[4111421。均匀延误是在假设车辆处于稳定以及均匀到达时车辆的平均延误；增量延误是由车辆的非均匀到达、随机延误以及持续过饱和情况下的延误；初始排队延误是由计算周期开始时，交叉121排队车辆引起的延误。该模型的计算公式如下：J—o．5C0一石g)2" |
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"1一[min(1，x)。芦式(2．8)式(2．9)重庆交通大学硕士毕业论文PF：!!二旦!厶1一墨" |