車路協(xié)同環(huán)境下交叉口的協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、智能交通系統(tǒng)被認(rèn)為是解決交通問(wèn)題的有效措施，車路協(xié)同系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，已經(jīng)成為交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在車路協(xié)同環(huán)境下，車車、車路之間可以相互通信，車輛可以根據(jù)實(shí)際的交通狀況調(diào)節(jié)速度，達(dá)到安全快速通過(guò)交叉口的目的。本文以車路協(xié)同技術(shù)為基礎(chǔ)，研究了不同流量下無(wú)信號(hào)交叉口的控制模型并提出了基于車路協(xié)同的交叉口協(xié)調(diào)控制策略，最后利用元胞自動(dòng)機(jī)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)基于車路協(xié)同技術(shù)提出了不同流量下的交

2、叉口控制模型
　　在低流量的情況下，本文提出了以安全和通行時(shí)間最少為目標(biāo)的優(yōu)化模型。本文首先以安全為目標(biāo)，根據(jù)車輛時(shí)空軌跡圖和交叉口沖突交叉的特點(diǎn)將交叉口的安全問(wèn)題轉(zhuǎn)化為以加速度和速度為變量的非線性約束優(yōu)化問(wèn)題，建立了以最小弧長(zhǎng)為目標(biāo)的優(yōu)化模型。然后又以車輛通行總時(shí)間最小為目標(biāo)建立了優(yōu)化模型。最后，將兩個(gè)目標(biāo)加權(quán)建立了總目標(biāo)。
　　因?yàn)榈土髁肯碌哪Ｐ驮诹髁勘容^大時(shí)協(xié)調(diào)效果比較差，所以在流量比較大時(shí)，本文將交叉口處的協(xié)調(diào)問(wèn)題轉(zhuǎn)

3、化成了以平均通行時(shí)間最小為目標(biāo)的整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題。該方法協(xié)調(diào)策略簡(jiǎn)單，通過(guò)優(yōu)化目標(biāo)控制車輛的走停，避免事故的發(fā)生。
　　(2)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證了低流量下交叉口控制模型的求解算法并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了靈敏度分析
　　對(duì)建立的低流量下交叉口控制模型，本文設(shè)計(jì)了基于遺傳算法的求解算法并詳細(xì)說(shuō)明了算法中的每一步設(shè)計(jì)。算例求解結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的遺傳算法能夠使問(wèn)題收斂到最優(yōu)解。最后，對(duì)算法中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了靈敏度分析，這有助于算法參數(shù)初始值的正確設(shè)定

4、，保證優(yōu)化問(wèn)題能夠收斂到最優(yōu)解。
　　(3)利用元胞自動(dòng)機(jī)進(jìn)行了車路協(xié)同環(huán)境下的交叉口仿真實(shí)驗(yàn)
　　本文提出了基于車路協(xié)同的交叉口協(xié)調(diào)控制策略，并將仿真路段分成了四部分，對(duì)每一部分路段的車輛演化規(guī)則進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。然后利用元胞自動(dòng)機(jī)以雙向六車道為例進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，選取了平均停車時(shí)長(zhǎng)、平均通行時(shí)間以及平均排隊(duì)長(zhǎng)度作為交叉口運(yùn)行效益評(píng)價(jià)參數(shù)，并與信號(hào)燈控制和無(wú)控制交叉口進(jìn)行了對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的車路協(xié)同交叉口控制