發(fā)布時間：2020-08-15 18:26

【摘要】：改革開放和人口數(shù)目的增長促進(jìn)了我國城市化進(jìn)程的迅速發(fā)展，但同時也導(dǎo)致一些城市出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象，且近幾年交通擁堵現(xiàn)象出現(xiàn)惡化傾向，因此提高主干路交通流通行能力，減少車輛因擁堵產(chǎn)生的延誤，對于改善交通擁堵現(xiàn)象很有必要。而資金、時間和資源方面由于成本過高、施工周期長和可用土地較少等原因局限了投資擴(kuò)路，所以通過優(yōu)化交通信號雙向綠波帶控制改善交通擁堵現(xiàn)象具有一定的研究意義。由于蟻群算法具有良好的信息正反饋性、分布式計算性、并行性及強(qiáng)魯棒性等優(yōu)點(diǎn)，而遺傳算法模擬了自然界優(yōu)勝劣汰的進(jìn)化思想，所以將兩種算法融合的GAAA算法，應(yīng)用于交通信號綠波帶控制模型求解，引起了該領(lǐng)域?qū)W者的注意和高度關(guān)注。 本文采用改進(jìn)的GAAA算法求解交通信號雙向綠波帶控制模型最優(yōu)解，以便于綠波帶控制的更好發(fā)展。在交通控制理論基礎(chǔ)上，建立雙向綠波帶控制性能指標(biāo)的優(yōu)化模型，如延誤、道路交叉口處排隊等待通過的交通流長度和車輛停車率；根據(jù)蟻群算法基本原理并結(jié)合遺傳算法，改進(jìn)GAAA算法，建立融合智能優(yōu)化算法求解交通信號控制問題；借助MATLAB軟件實現(xiàn)改進(jìn)的GAAA算法求解交通信號雙向綠波帶控制模型。 以具體主干路沿線相鄰兩個道路交叉口為實例對象，統(tǒng)計所需數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理。將處理后的數(shù)據(jù)帶入本文所建立的模型，借助MATLAB軟件通過改進(jìn)的GAAA算法求解，得到優(yōu)化后具體的交通信號雙向綠波控制方案及性能指標(biāo)評價值，驗證算法求解模型的可行性，證明改進(jìn)的GAAA算法應(yīng)用于交通信號配時問題正確可行，且可改善交通擁堵現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U491.54
【圖文】：

工、各司其職的蟻群行為卻引起研究人員的關(guān)注。研究表明：螞蟻?zhàn)陨碓谂佬蟹乓环N特殊的分泌物，稱之為“信息素”[3]，螞蟻之間的群行為是通過該分泌流、協(xié)調(diào)分工，完成段路徑上復(fù)雜的食物搜索任務(wù)。蟻群行為描述及蟻群算法原理) 蟻群行為描述過長時間對螞蟻行為的觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)：螞蟻在各種活動過程中的交流并覺、聽覺，而是在爬行路徑上留下一種用來探路的信息素。蟻群每從一個陌生尋食物點(diǎn)時，都會任意選擇一條路徑行進(jìn)，同時在爬行路徑上留下與之路徑長的信息素。信息素會隨著時間推移和路徑長度的增加有一定程度的揮發(fā)，也就所行進(jìn)的路徑長度越長，遺留的信息素就越少。當(dāng)有其它蟻群再次經(jīng)過該地點(diǎn)選擇有較多信息素遺留的路徑行進(jìn)，這樣蟻群之間的行為就形成一種正反饋息素積累越多，路徑越優(yōu)，最終蟻群就通過信息素查找到最優(yōu)路徑。并且，在路徑的過程中，遇到障礙物蟻群也能迅速重新查找最優(yōu)路徑[3]，如圖 1.1 所示成任務(wù)。信息素使得蟻群行為自身具有高度的自組織性，便于查找最優(yōu)路徑。

蟻?zhàn)陨韮?nèi)在的基因決定其對所處環(huán)境作出反應(yīng)，也就是說螞蟻?zhàn)陨硭诨虻耐庠诒憩F(xiàn)；只螞蟻只根據(jù)自身所處的環(huán)境做出反應(yīng)，而且蟻群中每只螞蟻所作出，但信息素的存在，使得蟻群能夠玩完成具有很高自組織性[3]的群反面的幾點(diǎn)假設(shè)，蟻群算法的尋優(yōu)過程可分為適應(yīng)和協(xié)作兩個最基本的，螞蟻根據(jù)自身所處的環(huán)境作出判斷，并在行為過程中遺留一定量的信程中，該路徑被螞蟻選擇的次數(shù)越多，信息素的遺留速度大于揮發(fā)速也就越大，則最終被蟻群選擇的概率就越大，但信息素的濃度會隨著發(fā)減少；協(xié)作階段，備選路徑上的信息素不斷更新、調(diào)整，最終便可表明，蟻群算法展現(xiàn)了螞蟻?zhàn)陨淼奶攸c(diǎn)，通過濃度不斷變化的信息素，最終得到所求問題的最優(yōu)解[18]。蟻群算法自身具有多主體智能系統(tǒng)地組織機(jī)制使得問題的求解求解過程不需要對問題的任意方面都有很織其本質(zhì)就是蟻群算法系統(tǒng)在沒有外界影響下使系統(tǒng)熵增加的一個從演化[19]過程，其邏輯結(jié)構(gòu)圖[20]如圖 1.2 所示：

圖 2.1 具有綠波的干線 圖 2.2 具有阻塞的綠波主干路交通信號控制同樣可分為離線控制方式和在線控制方式。對離線控制方式而言，系統(tǒng)所依據(jù)的模型主要由周期、時段和相位差決定。主干線道路各交叉口交通信號控制系統(tǒng)之間具有聯(lián)動關(guān)系，一般各聯(lián)動交叉口最大距離為 800 米，由于兩個相鄰交叉口之間存在一些干擾因素，如行人、學(xué)校、商店等，超過 800 米聯(lián)動效果會過于嚴(yán)重。在線控制方式，首先將各道路交叉口檢測到的實時交通流信息發(fā)送給中心計算機(jī)，然后對其進(jìn)行優(yōu)化處理，最后反饋給各交叉口的交通信號控制系統(tǒng)實現(xiàn)綠波控制。但是當(dāng)某道路交叉口出現(xiàn)密度較大的車流時，綠波也會導(dǎo)致交通擁堵甚至堵塞，見圖 2.2 所示。這說明交通信號控制系統(tǒng)需面向網(wǎng)絡(luò)化、區(qū)域化。(3) 網(wǎng)絡(luò)交通信號控制方式網(wǎng)絡(luò)交通信號控制方式又稱區(qū)域交通信號控制方式，針對城市交通流量相對較大的主干線，從全局思想出發(fā)，協(xié)調(diào)控制主干線上相臨近的多個交叉口的交通信號控制系統(tǒng)，使得區(qū)域內(nèi)各車輛在通過某些交叉口時所產(chǎn)生的損失[21]（包括時間延誤、停車次數(shù)、耗油）最小。該方式使統(tǒng)一調(diào)度、管理所處區(qū)域道路交叉路網(wǎng)更加容易實現(xiàn)，更好提高道路網(wǎng)運(yùn)行效率。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 樊曉珂;;城市交通擁堵問題研究[J];中國公共安全(學(xué)術(shù)版);2007年01期

本文編號：2794477