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信号灯最佳周期的确定方法及其仿真研究

作　者: 闫瑞雪
导　师: 胡永举
学　校: 东北林业大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: Webster算法信号周期时长 VISSIM 交通仿真 MATLAB GADS工具箱
分类号: U491.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年在我国,随着汽车工业的快速发展,城市交通格局发生了巨大变化。在城市交通系统中,交叉口是道路网络中的关键节点,直接关系到道路的通行能力和运行效率。往往城市交通阻塞大都发生在交叉口,不仅导致了车流中断、事故增加、延误加重,还导致城市环境污染加剧。同时,由于我国地域和经济水平差别较大,导致各地的交通状况也有所差别。在这种背景下,本论文选择城市单点交叉口信号控制的核心内容——最佳信号周期的确定方法及其仿真研究作为主要研究内容,包括绪论、常用定时信号算法分析、定时信号配时方案研究、单点交叉口信号控制设计和仿真研究、优化设计研究和结论六个部分。本论文针对定时信号配时中常常采用的Webster算法进行了深入研究。通过单点交叉口的道路交通设计,利用Webster算法进行配时计算和延误计算。在VISSIM 交通仿真软件中对设计交叉口进行仿真及评价,生成延误评价结果。将设计交叉口的计算和评价结果作为数据支持,进行对比,深入分析Webster方法的一些优缺点及其适用范围情况,总结出较适合Webster方法计算的交通情况。针对于Webster方法计算不太准确的饱和度高的交叉口,提出合适的周期时长计算方法。采用延误和通行能力作为优化双目标,其中性能指标的加权系数随交通需求的不同而变化,建立周期时长的优化设计模型,并利用MATLAB遗传算法和直接搜索工具箱来求解此模型的非线性问题。用哈尔滨和平路与民生路交叉口进行验证,根据交通调查数据,分别用Webster方法和优化方法进行计算,通过对比结果可知,优化方法可以一定程度上降低交叉口的总延误时间并提高通行能力,最后通过VISSIM软件仿真验证。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究状况  9-10
  1.3 论文研究目的和内容  10-12
    1.3.1 论文研究目的  10-11
    1.3.2 论文主要研究内容  11-12
2 常用定时信号配时算法分析  12-24
  2.1 TRRL法  12-16
  2.2 ARRB法  16-17
  2.3 HCM法  17
  2.4 冲突点法  17-21
  2.5 各种方法特点分析  21-23
  2.6 本章小结  23-24
3 定时信号配时方案研究  24-32
  3.1 定时信号配时的基本内容  24-25
  3.2 定时信号配时常用概念  25-29
    3.2.1 信号基本控制参数  25-27
    3.2.2 交叉口评价指标  27-29
  3.3 定时信号配时设计原则  29-30
  3.4 定时信号配时的流程  30-31
  3.5 本章小结  31-32
4 单点交叉口信号控制设计与仿真研究  32-42
  4.1 单点交叉口信号控制方案设计  32-34
    4.1.1 交叉口设计  32-33
    4.1.2 配时设计  33-34
  4.2 VISSIM软件仿真  34-37
    4.2.1 VISSIM仿真系统的基本原理  34-35
    4.2.2 VISSIM仿真模型  35-36
    4.2.3 VISSIM仿真流程  36-37
    4.2.4 VISSIM软件仿真与评价  37
  4.3 Webster法与仿真结果比较分析  37-41
    4.3.1 Webster法延误计算与结果比较  37-39
    4.3.2 Webster法分析  39-41
  4.4 本章小结  41-42
5 优化设计研究  42-50
  5.1 优化模型  42-44
    5.1.1 优化模型建立的依据  42
    5.1.2 优化模型建立  42-44
  5.2 实例与分析  44-49
    5.2.1 交通调查  44-45
    5.2.2 实例计算与验证  45-49
  5.3 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-53
攻读学位期间发表的学术论文  53-54
致谢  54-55

信号灯最佳周期的确定方法及其仿真研究

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