面向可持續(xù)發(fā)展的交通信號(hào)配時(shí)優(yōu)化研究.pdf

1、交通信號(hào)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(chē)輛通行能力等問(wèn)題。近年來(lái)，全球變暖、能源短缺等問(wèn)題嚴(yán)重影響到人類的生存環(huán)境，而交通問(wèn)題是其重要來(lái)源。建立一個(gè)高效同時(shí)兼顧環(huán)境和能源因素的交通信號(hào)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(dāng)前我國(guó)交通規(guī)劃管理部門(mén)迫切需要解決的問(wèn)題，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文在分析國(guó)內(nèi)外交通信號(hào)控制研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將環(huán)境和能源因素納入到交通信號(hào)

2、控制策略中，對(duì)面向可持續(xù)發(fā)展的信號(hào)配時(shí)問(wèn)題開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究。研究?jī)?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(hào)配時(shí)優(yōu)化問(wèn)題。論文首次揭示了交通信號(hào)配時(shí)問(wèn)題背后可能誘發(fā)的不公平現(xiàn)象，提出了一個(gè)明確地考慮公平性問(wèn)題的交通信號(hào)配時(shí)多目標(biāo)雙層規(guī)劃模型。上層問(wèn)題是尋求道路網(wǎng)絡(luò)備用容量最大化，以及道路網(wǎng)絡(luò)中交通排放總量最小化。下層模型為考慮了車(chē)輛在信號(hào)控制交叉口延誤的確定性用戶均衡問(wèn)題。由于兩個(gè)目標(biāo)的單位不一致，不能直接求和運(yùn)

3、算，提出了將不可通約的目標(biāo)函數(shù)化為同一單位的方法，設(shè)計(jì)了一個(gè)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(chǔ)備容量擴(kuò)張和綠信比的變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量分布和網(wǎng)絡(luò)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(hào)配時(shí)優(yōu)化模型。模型綜合考慮了兩類局中人（信號(hào)設(shè)計(jì)者和道路使用者）與交通信號(hào)設(shè)置和能源政策（燃油附加費(fèi)）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(hào)交叉口延誤和彈性出行需求的多類用戶

4、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)均衡問(wèn)題，并表述為一個(gè)等價(jià)的變分不等式問(wèn)題，交通信號(hào)設(shè)計(jì)者通過(guò)優(yōu)化交通信號(hào)配時(shí)和燃油附加費(fèi)，來(lái)提高交通系統(tǒng)的社會(huì)福利。設(shè)計(jì)了一個(gè)基于模擬退火的求解算法來(lái)求解該模型。結(jié)果表明，燃油附加費(fèi)政策的實(shí)施會(huì)引起空間和社會(huì)不公平性問(wèn)題。
　　最后，對(duì)面向環(huán)境和能源可持續(xù)發(fā)展的公交優(yōu)先預(yù)信號(hào)設(shè)置問(wèn)題開(kāi)展了研究。在保證公交優(yōu)先的同時(shí)，分別以降低燃油消耗和車(chē)輛尾氣排放為目標(biāo)進(jìn)行信號(hào)配時(shí)優(yōu)化。分析研究了預(yù)信號(hào)設(shè)置的布局方法、主信號(hào)與預(yù)信號(hào)之間