交叉口优化：车道控制与信号组合模型提升通行能力

"基于车道控制的交叉口流向及信号组合优化模型 (2016年) - 赵靖，周溪召" 交叉口是城市交通网络中的关键节点，其运行效率直接影响整个道路系统的通行能力。在面对日益增长的交通需求时，传统交叉口的信号控制策略往往难以达到最优的交通流效果。这篇2016年的论文提出了一个创新的优化模型，将流向禁止策略与信号控制结合起来，以提升城市道路交叉口的运行效益。 论文中提到的优化模型采用组合优化的方法，将多个关键优化变量集成在一起，包括禁止流向的选择、车道功能设定、路段掉头位置的确定以及信号配时等。这些优化变量的综合考虑使得模型能够根据交叉口的具体几何结构和交通需求进行自适应调整，从而生成最优化的解决方案。 模型的数学表述为混合整数非线性规划，这是一种复杂但强大的优化工具，能够处理离散和连续的决策变量。为了实际求解这个复杂的非线性问题，研究者将其转化为一系列混合整数线性规划问题，利用分支定界法进行求解。分支定界法是一种常用的求解整数优化问题的算法，它通过逐步分解问题空间来寻找全局最优解。 通过实例分析和仿真，论文验证了优化模型的有效性和效益。研究结果显示，禁止某些流向的选择对交叉口的运行效益具有显著影响。模型可以根据交叉口的具体条件动态生成最优的禁止流向和信号配时方案，显著提高通行能力。在某些常规交叉口无法满足交通需求的情况下，这种优化方法可以提升通行能力高达25%，这对于缓解城市交通拥堵问题具有重要意义。 此外，论文还提到了两个资助项目，一个是国家自然科学基金项目（51608324），另一个是上海理工大学国家级项目培育基金（16HJPY-QN14）。这表明该研究得到了国家和学校的资金支持，具有较高的学术价值。 关键词包括组合优化、非线性规划、车道控制、交叉口和信号控制，涵盖了交通工程和优化理论的核心领域。该论文的发表有助于推动交通系统设计和优化控制领域的理论发展，并为实际交通管理提供有价值的参考。 这篇论文提供了一个创新的交叉口优化模型，结合了流向控制和信号控制，旨在解决城市交通拥堵问题。通过理论建模和实际应用，该模型显示出了提高道路通行能力和优化交通流量的巨大潜力。