交通动态流量变化仿真 摘要:交通信号控制系统是城市交通的基本组成。本文针对交通路口信号控制中的时间分配算法进行讨论。根据交通路口抽象模型,综合多种路口流量因素,引入了综合流量指标来对交通流量进行量化描述。并且以该综合指标为中心设计了具备自适应能力的信号控制算法,实现了能够依据交通流量状况进行路口时间调整的交通信号控制系统模型。通过 NetLogo 平台进行仿真实验,证明该系统模型可以很好地适应路口交通流量变化和差异,一定程度上可以作到对交通压力的缓解。 关键词:交通信号控制;仿真平台;自适应控制算法;交通动态流量变化 传统的交通信号控制算法有人工分配和固定时 间分配两种。人工法设置专人值守进行交通信号变换。而固定时间分配方法事先经过观察预测,得到适宜时间长度后进行设置。但是,上述两种方法都存在各种问题。首先,交通流量周期变化大。城市同一路段在不同时段的流量差异比较大。其次,路口实验难度大。所以,讨论开发一种以体现交通流量的综合指标为中心,具备动态调节能力的信号控制算法是有必要的。 一、智能控制算法的设计 1.路口模型和问题假设模型路口的环境设置为类似十字交叉路口环 境,车辆四个方向驶向路口。来自每个方向经过路口有三个走向:直行、右行和左行,为方便表示分为三个车道表示三个目的方向。对于交通信号控制模 型,还需要如下假设前提: 系统车辆同质。模型系统中只考虑机动车行驶因素,忽略自行车和行人参加因素。车辆速度、加速度等指标相同车辆行驶规则一致。 交通信号每种信号时间设定最小开放时间 tmin。任何一种交通信号所分配的时间 t 由最小时间 tmin 和动态延长时间 Δt组成,即 t=tmin+Δt。这样可以保证任何方向的车流都能够分配一定时间份额使车辆通过,维护分配公平原则。系统动态调 整的时间只是 Δt 部分的时间。 交通信号变换周期固定。交通信号变换的周期设置为一个固定值 T,要求交通信号在一个固 定时间内必须完成一个周期变换。系统控制算法只 在固定的周期时间中进行动态调整。 2.四维时间比例向量交通信号问题为固定时间的分配问题,就是将 规定的变换周期时间分配到交通信号的每种变化中 去,为分配适当的时间段。交通信号系统存在对称特性,真正有意义的只有四种信号。例如:东西向直行的绿灯信号长度必定等于南北向直行红灯信号长度。由此,表示交通信号系统时间分配情况可以使用四维时间比例向量表示。T=为时间比例向量的表示,含义如下:t1 表示东西方...
