基于實時交通流的信號控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、近年來，隨著我國城市化進程的加快，各類機動車保有量急劇攀升，交叉路口承載的負荷越來越大。傳統(tǒng)的固定信號燈配時方案使車輛在交叉路口的滯留時間過長，而車輛在滯留期間會產(chǎn)生大量的二氧化碳氣體，這對整個生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了巨大威脅。因此，一個合理的智能交通控制方案對于改善城市道路交通狀況和提高城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有現(xiàn)實意義。本文主要以實時交通流信息為前提，對城市道路中單個交叉路口處車輛的速度控制和交通信號燈控制方法進行了研究，旨在減少車輛經(jīng)過交叉路口時

2、的紅燈等待時間以及車輛二氧化碳排放量。
　　首先，本文概述了交通控制的發(fā)展歷程，并對幾個經(jīng)典的道路交通控制系統(tǒng)優(yōu)缺點進行了簡要分析。由于車流的信息獲取是交通系統(tǒng)控制的基礎(chǔ)和前提，本文介紹了幾種比較成熟的車輛信息檢測技術(shù)。此外，本文還從數(shù)學(xué)的角度上對交叉路口進行了描述，分析并探討了交通控制的基本概念以及交通控制優(yōu)化決策方法。
　　其次，本文提出了由速度控制模塊和信號燈控制模塊組成的單點控制系統(tǒng)。在速度控制模塊中，車輛的速度和位

3、置通過V2V和V2R通信方式發(fā)送給速度控制中心，根據(jù)交通信號燈當(dāng)前的相位和剩余時間，駕駛者會收到一個相關(guān)的反饋速度，這樣可以保證VANETs環(huán)境中的車輛即使在視距不夠充足的情況下也能以最平滑的運動狀態(tài)通過交叉路口。在信號控制模塊中，借助于自適應(yīng)巡航控制器的應(yīng)用，控制對象由離散的車輛變?yōu)榍昂筌囬g距可測的車隊流，當(dāng)車隊的頭節(jié)點車輛進入交叉路口的信息偵測范圍時，車隊中其它車輛的狀態(tài)信息會以多跳的方式沿著車輛行駛的方向從后往前傳輸。根據(jù)接收到的

4、實時交通流信息，以先進先出為基本原則，控制中心會生成相應(yīng)的信號燈變化策略以最大程度上避免車輛停車等待紅燈。通過MATLAB仿真實驗可以得出結(jié)論，相對于傳統(tǒng)的固定信號燈配時方案，本文提出的單點控制系統(tǒng)確實能夠減少車輛經(jīng)過交叉路口時紅燈等待時間以及二氧化碳排放量。
　　最后，本文結(jié)合實際的案例，通過VISSIM軟件仿真分析指出了傳統(tǒng)的固定信號燈配時方案存在的不足之處。在此基礎(chǔ)上，將公交優(yōu)先的信號控制策略與單點控制系統(tǒng)方案相結(jié)合，提出了