● 摘要
具有公交优先功能的区域性信号协调控制可以合理利用交通资源，实现公共交通与其它社会交通的综合最优控制，对发展公共交通、改善交通环境、节能降耗、发展节约型社会具有十分重要的意义。本论文受国家863计划“网络化公交优先信号协调优化控制技术及装置研究”支持，主要研究工作如下： 微观模型设计，在路段、路口微观模型设计基础上建立起可以有效描述复杂路网静态、动态信息的通用模型，建立起可有效反映随机性的车辆多种运动模型，依据NEMA Standards完成可有效描述实际信号控制器的数学模型，为区域性、网络化信号优化设计提供仿真支持。 微观-宏观相结合模型设计，提出一种公交车辆微观仿真与社会车辆宏观仿真相结合的方法，可有效描述是否具有公交专用道不同情况下的交通流，在车辆微观跟驰运动分析基础上提出一种新的排队长度宏观计算方法，实践证明可以在保证仿真效果的基础上大幅度提高仿真效率，为区域信号协调控制优化提供有力支撑。 区域信号协调控制优化算法设计，针对具有公交优先功能的区域性、网络化信号协调问题，提出一种可以有效评估区域交通整体性能与公交优先效果的评价方法，通过合理的编码设计建立起具有良好通用性的经典与量子遗传算法优化模型，分别以北京市实际路网与仿真路网为对象，利用专业交通仿真分析软件Paramics对优化方案进行检验，与现行真实控制方案相比，公交与社会车辆通行效率都得到大幅度提高，证明了算法的综合优化能力。 在以上研究的基础上，设计完成了区域信号协调优化软件系统，可以满足常规交通与考虑公交优先下信号协调优化的不同需求，采用高效的微观-宏观相结合方法开发的仿真平台，能够将优化时间降低为应用现有Paramics、VISSIM等微观仿真软件的1/100。