基于進(jìn)化多目標(biāo)優(yōu)化和蟻群算法的交通控制與誘導(dǎo)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著交通流的日益增大及復(fù)雜化，城市路網(wǎng)擁堵問題越來越嚴(yán)重，現(xiàn)有的智能交通控制難以提高城域交通系統(tǒng)的整體效率。將主動(dòng)引導(dǎo)交通流、均衡交通資源的誘導(dǎo)系統(tǒng)和被動(dòng)疏導(dǎo)交通流的控制系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合是解決城市交通問題的有效途徑。如何構(gòu)建這樣的智能交通系統(tǒng)優(yōu)化模型及其優(yōu)化算法成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有交通控制系統(tǒng)存在的問題，本文采用了將基于進(jìn)化多目標(biāo)優(yōu)化的控制與基于蟻群算法優(yōu)化的誘導(dǎo)有機(jī)結(jié)合的交通調(diào)控模型及其優(yōu)化方法，構(gòu)建了單路口多目標(biāo)優(yōu)化控

2、制模型、路口間的協(xié)調(diào)機(jī)制及車輛誘導(dǎo)模型，能有效均衡交通負(fù)載，提高城域路網(wǎng)的交通效率。主要研究工作如下:
　?。?）針對(duì)現(xiàn)有交通控制系統(tǒng)難以有效兼顧各種指標(biāo)及根據(jù)實(shí)時(shí)交通狀態(tài)高效調(diào)節(jié)控制信號(hào)配時(shí)方案，構(gòu)建了單路口多目標(biāo)優(yōu)化控制模型，采用改進(jìn)的進(jìn)化多目標(biāo)優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)優(yōu)化。路口控制優(yōu)化模型以單位時(shí)間內(nèi)通過的車輛數(shù)盡可能的多、一個(gè)周期內(nèi)的平均時(shí)耗盡可能的少為優(yōu)化目標(biāo)。該模型可以根據(jù)實(shí)時(shí)的道路車流量信息，高效地調(diào)節(jié)自身配時(shí)方案，并能

3、給交通決策者提供多種偏好的配時(shí)方案。為了適應(yīng)交通控制系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化的需求，提出了一種多子種群并行進(jìn)化的非支配排序多目標(biāo)優(yōu)化算法，仿真測試實(shí)驗(yàn)表明，該算法具有較高的時(shí)效性，較強(qiáng)的對(duì)pareto前沿面的探索能力和保持種群多樣性的能力。
　?。?）針對(duì)現(xiàn)有區(qū)域多路口協(xié)調(diào)方式中，各路口控制耦合度高，協(xié)調(diào)控制復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差，并且對(duì)路口擁堵預(yù)判能力差等問題，構(gòu)建了多路口協(xié)調(diào)控制機(jī)制，該機(jī)制通過調(diào)節(jié)路口間的車流量與道路飽合車流量的比值，來協(xié)調(diào)多

4、個(gè)路口的運(yùn)行。根據(jù)該協(xié)調(diào)機(jī)制的特點(diǎn)，采用了模糊控制技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，該協(xié)調(diào)機(jī)制能減少交通擁堵的響應(yīng)時(shí)間，快速協(xié)調(diào)各個(gè)路口的信號(hào)控制，提高區(qū)域交通效率。
　?。?）針對(duì)現(xiàn)有誘導(dǎo)系統(tǒng)較少考慮道路上的動(dòng)態(tài)代價(jià)和出行者的起始地與目的地等問題，構(gòu)建了基于多種指標(biāo)的車輛誘導(dǎo)模型，并采用改進(jìn)的蟻群算法實(shí)現(xiàn)對(duì)出行路徑的規(guī)劃。車輛誘導(dǎo)模型優(yōu)化指標(biāo)由三部分組成：起始地與目的地間的靜態(tài)路徑長度、該路徑上通過路口總的延時(shí)轉(zhuǎn)換得到的等效代價(jià)、