不同交通狀態(tài)下的公交信號優(yōu)先控制方法評估及策略制定的開題報(bào)告

不同交通狀態(tài)下的公交信號優(yōu)先控制方法評估及策略制定的開題報(bào)告一、研究背景交通擁堵是城市化進(jìn)程中難以避免的問題，特別是現(xiàn)代城市中的公共交通系統(tǒng)，不僅需要滿足大量居民的出行需求，同時(shí)還要具備高效、安全、快速等特性。在日益增長的交通壓力下，如何優(yōu)化現(xiàn)代城市中的公交系統(tǒng)，提高公交運(yùn)行效率，成為城市管理者亟待解決的問題。目前，公交信號優(yōu)先控制技術(shù)被廣泛運(yùn)用于城市公交系統(tǒng)中，本質(zhì)上就是通過智能的交通信號控制系統(tǒng)，為公交車輛在道路上的行駛提供幫助，從而提高公交車隊(duì)運(yùn)行效率，緩解交通擁堵，使城市公共交通的出行時(shí)間和舒適度都得以提高。然而，公交信號優(yōu)先控制技術(shù)應(yīng)用仍面臨很多挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)外研究對不同情景下公交信號優(yōu)先控制方法評估及策略制定的研究仍相對匱乏。缺乏可行的策略制定方法和算法模型，以及對公交信號優(yōu)先控制技術(shù)實(shí)施效果的評估和分析。二、研究目標(biāo)為了提高公交信號優(yōu)先控制技術(shù)的效率和準(zhǔn)確度，本研究旨在設(shè)計(jì)一種基于其交通狀態(tài)的公交信號優(yōu)先控制方法評估及策略制定模型。具體研究目標(biāo)包括：1.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一套公交信號優(yōu)先控制模擬評估系統(tǒng)，能夠模擬真實(shí)的交通情景；2.利用交通狀態(tài)paramics仿真系統(tǒng)進(jìn)行交通流場的數(shù)值模擬；3.結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真，并分析得出模型的適宜穿過紅燈時(shí)間和紅綠燈周期時(shí)間；4.利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群算法等優(yōu)化方法，構(gòu)建一個(gè)能夠快速響應(yīng)并輸出最優(yōu)策略的實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)；5.基于以上模型和算法，提出公交信號優(yōu)先控制技術(shù)在不同交通狀態(tài)下的最優(yōu)化策略，以期提高公交車輛運(yùn)行效率和交通路網(wǎng)的整體效率。三、研究內(nèi)容1.參數(shù)選取和交通路網(wǎng)建模為了建立準(zhǔn)確的交通流場模型，需要對交通路網(wǎng)進(jìn)行建模。以城市道路為研究對象，運(yùn)用paramics仿真系統(tǒng)，將交通路網(wǎng)建立為一個(gè)三維坐標(biāo)系的模型，并根據(jù)實(shí)際道路數(shù)據(jù)設(shè)置數(shù)值模擬的參數(shù)及交通流量參數(shù)。通過實(shí)時(shí)迭代仿真模擬，獲取交通狀態(tài)下車輛行駛速度、車輛密度和車輛流量等基礎(chǔ)信息。2.交通狀態(tài)與紅綠燈周期時(shí)間確定通過對不同交通狀態(tài)下公交信號優(yōu)先控制的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行收集及系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)，分析不同交通狀態(tài)下勢必存在的通行瓶頸問題，確定不同交通狀態(tài)下紅綠燈周期時(shí)間。同時(shí)機(jī)器學(xué)習(xí)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和群體智能的粒子群算法等評估方法，可比較客觀的評估交通狀態(tài)下的紅綠燈周期時(shí)間，和最大的穿過紅燈時(shí)間。3.公交信號優(yōu)先控制策略模型構(gòu)建結(jié)合公交車輛的基礎(chǔ)信息和上述紅綠燈周期時(shí)間，運(yùn)用數(shù)值優(yōu)化算法構(gòu)建決策模型。比如輸出待穿過紅燈時(shí)間的最小值或者最大值，同時(shí)輸出方向控制指令，控制信號燈的變化。4.交通狀態(tài)下公交信號優(yōu)先控制最優(yōu)策略實(shí)現(xiàn)同時(shí)，要合理利用交通狀態(tài)對于公交車信號優(yōu)先控制策略的影響，制定實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)化策略。例如，在擁堵時(shí)段里，設(shè)立快速公交專用路段；在非擁堵時(shí)段里，減少信號燈等待時(shí)間，增加公交車等待時(shí)間等。四、研究意義本文將提供一種新的方法和思路，為現(xiàn)代城市公交系統(tǒng)提供基于