一等奖A题_山东理工大学_刘继国_宋向宇_苏利娟1

城市交通管理中的一个重要课题是优化相邻交叉口的信号配时，以缓解交通拥堵、提高通行效率。本研究主要关注的是如何通过多目标动态优化方法来解决这一问题。论文首先从单个平面交叉口的信号配时出发，建立了一个基于多目标优化的交通灯动态配时模型。该模型考虑了通行能力、延误和停车次数三个关键性能指标，通过加权的方式进行多目标联合优化。同时，引入了排队长度作为模糊控制指标，并增加有效绿灯时间，从而构建了信号配时的联合优化函数。通过这种方式，可以确定单点交叉口的最佳信号周期和各相位的有效绿灯时间。 接下来，研究扩展到相邻两个交叉口的信号配时优化。以简单绿波系统为例，建立了一个非线性函数模型，目标是最小化两个交叉口的总车辆延误，同时考虑主干道的绿波效应和路段车辆排队长度不超过最大值的约束。针对不同饱和率的交叉口，进行信号配时优化，通过协调控制路段和干线机动车流，减少相交道路对主线车流的干扰，实现相邻交叉口信号灯的实时控制，确保行车需求并最大化主线车流的通行权。 为了进一步提升相邻交叉口的协调配合，研究建立了车辆延误模型，采用数值解法优化相位差，以最大化绿波带并最小化系统中各实际信号与理想信号的最大挪移量。通过仿真验证，这种方法在保证交通流量的前提下改善了车均延误时间。模型被推广到多个相关交叉口，并通过实例证明了其普遍适用性。 论文还对模型的时间复杂度、空间复杂度和收敛性进行了对比分析，显示了应用此模型后的交通信号配时方案的改善效果，并进行了仿真检验。这些结果可以作为提高实际平面交叉口通行能力和服务水平，减少交通延误，改善城市交通状况的理论依据。 总结来说，这项工作在信号配时领域做出了创新，提出了一种结合多目标优化、数值解法和模糊控制的解决方案，同时也指出了模型的局限性和潜在改进方向。关键词包括信号配时、平面交叉口、多目标优化、数值解法和模糊控制。