面向可持續(xù)發(fā)展的交通信號配時優(yōu)化研究.pdf

1、交通信號控制是城市交通系統(tǒng)中非常重要的組成部分?，F(xiàn)有的相關(guān)研究主要側(cè)重于緩解交通擁堵、減少交通延誤和提高車輛通行能力等問題。近年來，全球變暖、能源短缺等問題嚴重影響到人類的生存環(huán)境，而交通問題是其重要來源。建立一個高效同時兼顧環(huán)境和能源因素的交通信號控制系統(tǒng)是發(fā)展可持續(xù)交通系統(tǒng)的重要內(nèi)容，也是當前我國交通規(guī)劃管理部門迫切需要解決的問題，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文在分析國內(nèi)外交通信號控制研究現(xiàn)狀的基礎上，將環(huán)境和能源因素納入到交通信號

2、控制策略中，對面向可持續(xù)發(fā)展的信號配時問題開展了系統(tǒng)深入的研究。研究內(nèi)容主要包括：
　　首先，研究了考慮環(huán)境和公平性因素的信號配時優(yōu)化問題。論文首次揭示了交通信號配時問題背后可能誘發(fā)的不公平現(xiàn)象，提出了一個明確地考慮公平性問題的交通信號配時多目標雙層規(guī)劃模型。上層問題是尋求道路網(wǎng)絡備用容量最大化，以及道路網(wǎng)絡中交通排放總量最小化。下層模型為考慮了車輛在信號控制交叉口延誤的確定性用戶均衡問題。由于兩個目標的單位不一致，不能直接求和運

3、算，提出了將不可通約的目標函數(shù)化為同一單位的方法，設計了一個在模擬退火算法中嵌入罰函數(shù)法的求解算法。結(jié)果表明儲備容量擴張和綠信比的變化對網(wǎng)絡流量分布和網(wǎng)絡交通排放量具有顯著的影響。
　　其次，建立了面向能源可持續(xù)和考慮異質(zhì)用戶行為的信號配時優(yōu)化模型。模型綜合考慮了兩類局中人（信號設計者和道路使用者）與交通信號設置和能源政策（燃油附加費）之間的相互作用，以及異質(zhì)用戶的路徑選擇行為差異。提出了考慮信號交叉口延誤和彈性出行需求的多類用戶

4、隨機網(wǎng)絡均衡問題，并表述為一個等價的變分不等式問題，交通信號設計者通過優(yōu)化交通信號配時和燃油附加費，來提高交通系統(tǒng)的社會福利。設計了一個基于模擬退火的求解算法來求解該模型。結(jié)果表明，燃油附加費政策的實施會引起空間和社會不公平性問題。
　　最后，對面向環(huán)境和能源可持續(xù)發(fā)展的公交優(yōu)先預信號設置問題開展了研究。在保證公交優(yōu)先的同時，分別以降低燃油消耗和車輛尾氣排放為目標進行信號配時優(yōu)化。分析研究了預信號設置的布局方法、主信號與預信號之間