基于OMNeT++与粒子群算法的交叉口信号控制优化方法.pdf

摘要

随着机动车辆数目的日益增长，交叉口路段的行车安全和通行效率已经成为普遍关

注的问题。但是固定配时信号灯系统可能会造成路段拥堵，不能适应实时交通流。因此，

以提升城市道路的通行效率为目的，本文提出了两种方法：一种是根据实时交通流对城

市干线交叉口信号灯进行优化控制的策略；一种是将改进粒子群算法应用到多交叉口信

号配时优化中，对交叉口车辆通行平均延误、平均停车次数、平均排队长度和吞吐量比

值等参数进行优化。具体研究内容如下：

1.针对干线交叉口路段的拥堵问题，提出一种根据实时交通流对交叉口信号优化控

PetriTCPNTCPN

制的策略。利用网建立了城市干线交通信号协调控制的模型。使用模型

对交通信号优化控制策略在理论层面进行了验证。

2.基于城市干线交通信号协调控制TCPN模型，提出一种根据实时交通流对交叉口

信号优化控制的算法。通过OMNeT++与SUMO联合仿真，模拟车流在路网中对交叉口

信号优化控制算法的有效性进行验证。

3.将改进粒子群算法应用到多交叉口配时优化的场景中，使用PSO、WPSO和

MELPSO对交叉口车辆通行的平均延误、平均停车次数、平均排队长度和吞吐量比值分

别进行单一优化，并对三种粒子群算法在优化性能上进行了比较分析，在实验中使用两

种不同密度的车流证明MELPSO在三者中的优化效果较好。根据实验分析得到低车流密

MELPSOPSO

度下，适于优化平均排队长度和路网吞吐量，其中相较于而言，平均排队

长度降低了14%，吞吐量比值降低了8.1%。高车流密度下，MELPSO适于优化平均延

PSO20.2%

误时间和平均停车次数，相较于而言，平均延误降低了，平均停车次数降低

了21.2%。

PetriOMNeT++

关键词：交通信号控制，信号配时优化，网，，改进粒子群算法

i

Abstract

Withtheincreasingnumberofmotorvehicles,trafficsafetyandtrafficefficiencyat

intersectionshavebecomeissuesofgeneralconcern.However,thefixedtimingsignallight

systemmaycauseroadcongestionandcannotadapttoreal-timetrafficflow.Therefore,in

ordertoimprovethetrafficefficiencyofurbanroads,thispaperproposestwomethods:oneis

tooptimizethecontrolstrategyofsignallightsaturbanarterialintersectionsaccordingto

real-timetrafficflow;theotheristoapplytheimprovedparticleswarmalgorithmtomultiple

intersectionsInthetimingoptimizationoftheintersectionsignal,theparameterssuchas