城市干道的多时段协调控制优化

发布时间：2020-04-02 04:01

【摘要】：为提高城市干道协调控制的稳定性和效益费用比,将其与多时段控制有机结合,形成符合我国国情的高效控制策略,首先基于干道交叉口关联度模型确定了协调控制的边界范围,进而对需要进行协调的各交叉口历史交通流量进行了混合聚类分析,得到了相应的多时段控制方案。在此基础上,以干道带宽最大和沿线交叉口车均延误最小为目标,建立了干道多时段协调控制的优化模型,并采用多目标粒子群算法对其进行求解,确定了干道协调控制下各交叉口多时段控制方案的最佳切换时刻。仿真结果表明:本研究的控制模型与现状控制方案、交叉口混合聚类模型相比,沿线交叉口车均延误分别降低12.63%和2.45%,干道多时段的总方案带宽分别增加0.98%和23.51%,且方案切换对交通流造成的扰动的可能性降到了最小。
【图文】：

扰，即使信号控制方案的切换过渡对交通流造成的影响是短暂的，却可以使得控制系统性能急剧下降［17－18］，并对信号控制效果产生一段时间的负面影响［19］。基于此项考虑，本文通过尽可能扩大协调控制带宽的方式，使干道行驶的车辆通过相邻交叉口遇到相同控制方案，减少干道车流进行信号过渡的次数。以干道车均延误最孝干道带宽最大为目标，建立模型，并用粒子群智能优化算法对其进行求解，得到普遍适用于我国城市交通现状且高效稳定的干道多时段协调控制优化方案。最后通过实际案例进行仿真验证，具体流程如图1所示。图1干道多时段协调控制策略流程图Fig.1Flowchartofarterialroadtime-of-daycoordinatedcontrolstrategy1交叉口关联度计算1.1交叉口关联度模型通过交叉口关联度计算，确定上下游交叉口之115

加的最小信号周期差。1.2基于关联度模型的协调控制边界范围确定若交叉口关联度系数Iij≤20则无需协调;Iij≥80则必须协调［20］，当协调系数取值范围在20至80时，考虑多时段不同控制方案的特点，通过构建隶属度函数，，对是否协调做出决策。首先，设协调程度函数取值τ为连续值，论域为［0，1］。由于交叉口关联度协调模型计算所得协调系数是由许多微小的独立随机因素影响的结果，根据中心极限定理可以将其视为正态分布［21－22］，对传统隶属度函数［23］进行改进，构造的隶属度函数，如式(14)和图2所示。其中，x为1.1节关联度模型计算得到的协调系数，此处作为隶属度函数的自变量输入。τ(x)=0x＜201－e－0.035(x－20)220≤x＜801x≥{80。(14)图2交叉口协调控制策略隶属度函数Fig.2Membershipfunctionofintersectioncoordinatedcontrolstrategy对于协调与否的判断，相关研究表明，交通流量越大，协调控制的意义越大而且越必要［24］。因此，协调程度隶属度函数需设定一阈值τcoo，当隶属度τ(x)≥τcoo时，则可判定为协调［25］，其定义如式(15)所示:τcoo=1－Xmaxi，(15)式中，Xmaxi为多时段控制第i个方案运营期间两交叉116

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 姚佼;徐洁琼;;基于混合聚类的城市道路多时段控制研究[J];计算机应用研究;2016年11期

2 曹交交;韩印;姚佼;;城市交通干线动态双向绿波优化控制模型[J];公路交通科技;2015年09期

3 姚佼;徐洁琼;韩印;;基于聚类分析的城市交通TOD优化控制方法[J];交通运输工程学报;2014年06期

4 唐克双;孔涛;王奋;李克平;;一种改进的多带宽干线协调控制模型[J];同济大学学报(自然科学版);2013年07期

5 肖晓伟;肖迪;林锦国;肖玉峰;;多目标优化问题的研究概述[J];计算机应用研究;2011年03期

6 卢凯;徐建闽;李轶舜;;进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制数解算法[J];中国公路学报;2010年03期

7 蒋勇;李宏;焦永昌;;改进NSGA-Ⅱ终止判断准则[J];计算机仿真;2009年02期

8 杨善林;李永森;胡笑旋;潘若愚;;K-MEANS算法中的K值优化问题研究[J];系统工程理论与实践;2006年02期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 余瑶;文浩;陈提;;中心刚体-柔性梁应变反馈多目标优化控制[J];动力学与控制学报;2017年04期

2 徐洁琼;姚佼;倪枫;;城市干道的多时段协调控制优化[J];公路交通科技;2017年08期

3 尹逊刚;孙殿柱;李延瑞;徐昭;;三维物体的准最小包围盒快速求解方法[J];组合机床与自动化加工技术;2017年07期

4 胡涛;胡军;郭杭;;基于SVM邻域学习的视频目标检测方法[J];现代电子技术;2017年14期

5 陈伟栋;童华刚;郜振华;张洪亮;;一种改进的多目标人工蜂群算法[J];南华大学学报(自然科学版);2017年02期

6 秦忠义;;基于K值分析的路面坑槽面积自动测量[J];山西建筑;2017年18期

7 李强;毛君;张明玉;谢苗;;基于分步多目标优化方法的掘进机铲板参数优化[J];机械强度;2017年03期

8 杨帆;王铁宁;;多目标优化的多品种维修器材分配问题研究[J];兵工学报;2017年06期

9 刘亚萌;蒋劲;李婷;刘承;陈英强;;基于多目标粒子群算法的停泵水锤防护优化[J];中国农村水利水电;2017年06期

10 陈昕;张驰;;基于绿波带中心线交点的双向绿波控制图解法[J];辽宁工业大学学报(自然科学版);2017年02期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 姚佼;徐洁琼;韩印;;基于聚类分析的城市交通TOD优化控制方法[J];交通运输工程学报;2014年06期

2 Zhanhong Zhou;Ming Cai;;Intersection signal control multi-objective optimization based on genetic algorithm[J];Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition);2014年02期

3 Jianqiang Wang;Huimin Niu;;Graded-information feedback strategy in two-route systems under ATIS[J];Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition);2014年02期

4 Xiaobo Qu;Jin Zhang;Shuaian Wang;Zhiyuan Liu;;Modelling follow up time at a single-lane roundabout[J];Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition);2014年02期

5 Feixiong Liao;Theo Arentze;Harry Timmermans;;Multi-state supernetworks:recent progress and prospects[J];Journal of Traffic and Transportation Engineering(English Edition);2014年01期

6 邵娟;程琳;;基于Synchro系统的干线绿波控制优化技术[J];公路交通科技;2013年09期

7 唐克双;孔涛;王奋;李克平;;一种改进的多带宽干线协调控制模型[J];同济大学学报(自然科学版);2013年07期

8 卢凯;徐建闽;郑淑鉴;李林;;交通信号协调控制方案过渡优化算法[J];交通运输工程学报;2012年06期

9 麻育平;王磊;;交通信号控制系统中TOD优化方法浅析[J];道路交通管理;2012年06期

10 刘越伟;张海波;;基于SCOOT交通控制系统的信号灯倒计时研究及应用[J];交通标准化;2012年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李子阳;;国产300MW机组协调控制方案的优化措施研究[J];机电信息;2012年03期

2 杨文武;李文勇;;基于车队离散特性分析的绿波协调控制研究[J];西部交通科技;2011年11期

3 梁景源;;300MW火电机组协调控制优化的研究和应用[J];科技情报开发与经济;2012年16期

4 李遵基;金慰刚;牛玉广;苗兰玖;;数字式协调控制理论与实践[J];华北电力学院学报;1992年03期

5 卢利强;何广进;方学新;;无电缆协调控制在绿波控制中的应用[J];中国公共安全(学术版);2009年04期

6 吴震;;基于仿真的干线协调控制分析指标[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2009年02期

7 马旭辉 ,肖纬华;无线校时解决无电缆协调控制中的时钟精度问题[J];微型机与应用;2003年03期

8 顾九春;;烟台市长江路交通信号线协调控制的设计思路与方法[J];鲁东大学学报(自然科学版);2006年03期

9 何仁;束驰;;混合动力电动汽车动力切换协调控制综述[J];江苏大学学报(自然科学版);2014年04期

10 吴恩;杨晓光;吴震;常云涛;;基于遗传算法的干线协调控制参数共同优化[J];同济大学学报(自然科学版);2008年07期

相关会议论文 前9条

1 祝传卫;陈言军;王云省;孔凡领;;完善协调控制方案,减小热风节流损失[A];全国火电300MWe级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集[C];2010年

2 赵民政;;凝结水节流参与协调控制的探索与分析[A];全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十七届年会论文集[C];2013年

3 项俊平;李书杰;陈宗海;;一种基于强化学习的交通网络绿波协调控制方法[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年

4 陈淑红;蒋光胜;;基于上游路口检测的公交绿波协调控制[A];第八届中国智能交通年会优秀论文集——智能交通与安全[C];2013年

5 楚天广;陈志福;王龙;谢广明;;群体动力学与协调控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

6 赵松烈;吴飞军;赵万荣;;直接指令平衡控制策略在北仑600MW机组的应用和完善[A];全国火电大机组（600MW级）竞赛第十届年会论文集[C];2006年

7 侯典来;;单元机组协调控制新技术[A];2010年全国发电厂热工自动化专业会议论文集[C];2010年

8 付文波;陈景勇;;DCS在伊敏发电厂改造中的应用和经验[A];全国发电厂分散控制系统与厂级监控系统技术研讨会论文集[C];2004年

9 张艺全;;宏观经济控制系统的二级递阶结构与分级协调控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴吉;600MW超临界直流炉协调控制系统应用[D];华北电力大学;2015年

2 郭亚娟;饱和状态下干道协调控制优化方法研究[D];吉林大学;2016年

3 陈星邑;箱式全钒液流电池组协调控制技术及应用研究[D];合肥工业大学;2016年

4 李亚琪;典型工况下ESP与EPS协调控制研究[D];合肥工业大学;2016年

5 贾璐;基于电子车牌区段数据的干道协调控制和关键技术研究[D];上海应用技术大学;2016年

6 李浩;某插电式四驱混合动力汽车能量管理及协调控制研究[D];合肥工业大学;2017年

7 张有s

本文编号：2611421