城市道路交叉口群多目标动态协调控制方法

城市路网交通信号协调控制需要实现安全、通畅、效率、能源、环境等多方面的控制意图，本质上是寻求每个控制目标同时达到"最优或满意"的多目标优化控制问题。交叉口群作为路网协调控制的基本单元，其范围的动态划分结果直接影响到多目标协调控制效益。本项目在探究路网宏观交通状况与交通流调控策略二者关系的基础上，应用自组织控制方法论研究交叉口群动态划分方法；在分析信号控制交叉口群交通流演化规律的基础上，研究机动车油耗、尾气排放等多种控制目标与信号配时参数的关系，以及多种控制目标之间的相关性，以交叉口群为对象应用多目标相容优化控制方法建立交通流多目标协调控制模型和动态相容优化算法，并利用仿真平台进行验证与评价。研究注重现场实验、仿真模拟、数学建模与分析等方法的运用，研究成果为建立我国城市交通信号多目标控制系统提供方法支持，对于提高我国城市路网交通信号协调控制效益、促进城市节能减排有重要意义和应用价值。

城市路网交通信号控制需要考虑多方面的因素，如安全、效率、能耗、污染等。其信号控制参数优化问题本质上是寻求每个控制目标“最优或满意”的多目标优化问题。多目标优化问题已经成为交通信号控制参数优化的重要研究方向之一。本项目针对交通信号控制多目标优化问题展开研究，对交通流运行仿真建模、交通信号控制评价指标建模、信号控制参数多目标优化建模与求解等子问题进行了深入研究，建立了基于Daganzo的元胞传输模型的交通信号控制仿真与优化一体化方法、交通信号控制评价指标的动态估计模型、单个交叉口和交叉口群信号控制参数多目标优化模型与多目标相容优化算法。仿真实验和算例分析表明，相对单目标优化方法而言，交通信号控制参数的多目标优化方法优化了不同的评价指标，避免了部分优化目标“较满意”而部分优化目标“较差”甚至“不满意”的可能性；相对加权组合优化方法而言，交通信号控制参数的多目标优化方法同等程度地优化所有评价指标，避免了权重选择的盲目性。