基于實(shí)時(shí)交通流的信號(hào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，各類機(jī)動(dòng)車保有量急劇攀升，交叉路口承載的負(fù)荷越來(lái)越大。傳統(tǒng)的固定信號(hào)燈配時(shí)方案使車輛在交叉路口的滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而車輛在滯留期間會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，這對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了巨大威脅。因此，一個(gè)合理的智能交通控制方案對(duì)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(shí)意義。本文主要以實(shí)時(shí)交通流信息為前提，對(duì)城市道路中單個(gè)交叉路口處車輛的速度控制和交通信號(hào)燈控制方法進(jìn)行了研究，旨在減少車輛經(jīng)過(guò)交叉路口時(shí)

2、的紅燈等待時(shí)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(duì)幾個(gè)經(jīng)典的道路交通控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)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(cè)技術(shù)。此外，本文還從數(shù)學(xué)的角度上對(duì)交叉路口進(jìn)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(hào)燈控制模塊組成的單點(diǎn)控制系統(tǒng)。在速度控制模塊中，車輛的速度和位

3、置通過(guò)V2V和V2R通信方式發(fā)送給速度控制中心，根據(jù)交通信號(hào)燈當(dāng)前的相位和剩余時(shí)間，駕駛者會(huì)收到一個(gè)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過(guò)交叉路口。在信號(hào)控制模塊中，借助于自適應(yīng)巡航控制器的應(yīng)用，控制對(duì)象由離散的車輛變?yōu)榍昂筌囬g距可測(cè)的車隊(duì)流，當(dāng)車隊(duì)的頭節(jié)點(diǎn)車輛進(jìn)入交叉路口的信息偵測(cè)范圍時(shí)，車隊(duì)中其它車輛的狀態(tài)信息會(huì)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(shí)時(shí)交通流信息，以先進(jìn)先出為基本原則，控制中心會(huì)生成相應(yīng)的信號(hào)燈變化策略以最大程度上避免車輛停車等待紅燈。通過(guò)MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論，相對(duì)于傳統(tǒng)的固定信號(hào)燈配時(shí)方案，本文提出的單點(diǎn)控制系統(tǒng)確實(shí)能夠減少車輛經(jīng)過(guò)交叉路口時(shí)紅燈等待時(shí)間以及二氧化碳排放量。
　　最后，本文結(jié)合實(shí)際的案例，通過(guò)VISSIM軟件仿真分析指出了傳統(tǒng)的固定信號(hào)燈配時(shí)方案存在的不足之處。在此基礎(chǔ)上，將公交優(yōu)先的信號(hào)控制策略與單點(diǎn)控制系統(tǒng)方案相結(jié)合，提出了