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。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)實際的交通狀況調(diào)節(jié)速度，達到安全快速通過交叉口的目的。本文以車路協(xié)同技術(shù)為基礎(chǔ)，研究了不同流量下無信號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，最后利用元胞自動機進行了仿真實驗。具體研究內(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)車輛時空軌跡圖和交叉口沖突交叉的特點將交叉口的安全問題轉(zhuǎn)化為以加速度和速度為變量的非線性約束優(yōu)化問題，建立了以最小弧長為目標(biāo)的優(yōu)化模型。然后又以車輛通行總時間最小為目標(biāo)建立了優(yōu)化模型。最后，將兩個目標(biāo)加權(quán)建立了總目標(biāo)。
　　因為低流量下的模型在流量比較大時協(xié)調(diào)效果比較差，所以在流量比較大時，本文將交叉口處的協(xié)調(diào)問題轉(zhuǎn)

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

4、，保證優(yōu)化問題能夠收斂到最優(yōu)解。
　　(3)利用元胞自動機進行了車路協(xié)同環(huán)境下的交叉口仿真實驗
　　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，對每一部分路段的車輛演化規(guī)則進行了詳細(xì)的介紹。然后利用元胞自動機以雙向六車道為例進行了仿真實驗，選取了平均停車時長、平均通行時間以及平均排隊長度作為交叉口運行效益評價參數(shù)，并與信號燈控制和無控制交叉口進行了對比分析。實驗結(jié)果表明，本文設(shè)計的車路協(xié)同交叉口控制