城市相邻两交叉口信号配时优化-MathorCup全球大学生数学.PDF

MathorCup 全球大学生数学建模挑战赛 暨CAA 世界大学生数学建模竞赛 A 题 城市相邻两交叉口信号配时优化 随着我国城市化速度的加快以及城市规模的不断扩大，交通供需矛盾日益突 出，在城市交通网络中产生的交通拥堵现象日趋严重，严重影响了社会经济的发 展和人民生活水平的提高。 为了提高城市道路交通管理水平，改善城市交通秩序，保障公路交通的畅通 与安全，当今世界各国普遍使用智能交通系统。在该系统中，核心的问题是交通 信号智能控制。平面交叉口是道路交通的主要冲突点，不仅机动车数量多，而且 行人和非机动车也在同一平面通过。目前在我国的大、中型城市交通管理中，普 遍采用的是单点定时交通信号灯控制。定时控制这种传统信号灯控制方法会造成 某些方向绿时浪费，而在有些方向上车辆通行又延误严重。因此，优化交叉口信 号配时是提高交叉口运行效率最有效的方法之一。 现有武汉市某相邻两交叉口A 、B ，交通数据如表1 所示，交叉口A 的第一、 二、三、四相位时间分别为56s、23s 、35 s、26s 。测得两个交叉口的相位差为8 s，交叉口B 的第一、二、三、四相位时间分别为47 s 、21s 、39 s、22s 。每个相 位时间都包括3s 黄灯时间、1s 红灯时间。 请你结合表1 的数据，设计通用模型与算法（从时间复杂度、空间复杂度、 收敛性进行对比分析），对交通信号进行配时优化研究，求解出改善后的交通信 号配时方案并进行仿真检验，以期有效指导提高实际平面交叉口的通行能力和服 务水平，减少城市交通网的交通延误，改善城市交通现状。同时你还需要指出你 的模型的特点与创新性，以便我们认可你的研究成果。 表1 交通数据 交通流量/( PCU h1 ) 车均延误时间/s 交通数据 左转 直行 右转 左转 直行 右转 东进口 366 1394 98 7.55 6.72 5.80 武汉市A 西进口 295 166 72 交叉口 南进口 525 408 300 8.16 4.89 5.63 北进口 100 394 576 东进口 802 1154 576 5.26 11.33 4.96 武汉市B 西进口 450 304 329 交叉口 南进口 169 420 84 5.03 13.61 5.34 北进口 132 535 90