城市道路信号实时控制优化研究

"这篇文档是关于第五届全国研究生数学建模竞赛中的‘城市道路信号实时控制方案’的研究，主要探讨如何优化城市交通流量控制，减少路口等待时间，提高交通效率。研究涉及放行矩阵、绿信比、调度优先权以及黄灯时间模型的应用，并通过MATLAB进行实现和仿真。" 在城市交通管理中，信号实时控制是关键的一环，这篇论文针对这一主题进行了深入研究。首先，文章引入放行矩阵作为描述交叉路口车辆通行状态的工具，以最小化所有车辆的等待时间为优化目标，建立了单个交叉路口和多个交叉路口的交通流量控制实时配时模型。通过MATLAB的编程实现，这些模型能够有效减少等待时间，改善率超过30%。 其次，论文设计了一种基于PASSION分布的交通流序列实时生成方案，用于模拟固定周期和不固定周期的信号配时。在比较中，基于优化Webster绿信比模型的不固定周期实时信号配时方案显示出了显著的优越性，对交通流量的控制更精确，模拟数据误差控制在13%以内。 此外，研究还提出了调度优先权的概念，通过对Webster绿信比模型的优化，使其能适应各种交通流量状态，包括非饱和、饱和乃至超饱和状态。这为拥挤交通状况下的信号控制提供了新的解决方案。 再者，建立了黄灯时间模型，将信号转换时间、车辆启动时间等周期损失时间与黄灯时间整合，既保证了模型的准确性，又降低了计算复杂度，简化了模型。 论文总结了以上模型和算法的优缺点，并给出了对交通管理部门的实用建议。其创新点在于放行矩阵在多交叉路口应用的扩展，Webster绿信比模型的优化，以及黄灯时间模型的构建，为城市交通信号控制提供了理论基础和技术支持。 关键词涉及放行矩阵、绿信比、调度优先权以及黄灯时间，这些是理解论文核心内容的关键概念。整篇研究为解决城市交通拥堵问题提供了有价值的理论依据和实践指导。