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车路协同框架下信号灯配时优化方法设计

硕士研究生：章佳杰

指导教师：胡坚明 副教授

所属院系：自动化系

论文摘要

        随着城市化进程的加快推进，大城市的交通问题日益引起人们的重视。急剧增加的交通需求与有限的交通资源之间存在难以调和的矛盾，如何更充分地挖掘现有交通设施的潜力来缓解交通问题，是当今世界范围的研究热点。其中，基于车路协同理念的智能交通系统在此背景下应运而生。

        本文以车路协同框架为基础，提出了一种实时信号灯配时方案优化体系，在现有的信号灯设施基础上进一步提高道路通行能力。

        首先，在简单的针孔相机模型基础上，论文提出了一种方便的相机标定方法，并利用实际场景中几何元素对相机进一步进行精细标定。随后利用3D线框模型对视频中的车辆进行高效实时地匹配，从而得到车辆的姿态和位置信息。在此基础上采用扩展的卡尔曼滤波器对车辆的运行轨迹进行跟踪与重构。这部分工作从多摄像机的视频资料中提取了车辆的运行轨迹信息，模拟车路协同系统实施条件下可获取到的高精度交通信息，在现有条件下提供了高精度的车路协同系统的模拟数据。

        随后，论文针对主次型交叉口与一般类型交叉口，分别提出了两类基于车队概念的信号灯配时优化策略。对主次型交叉口，论文提出了延长绿时、提前换相和周期倍分等三种控制策略；对一般型交叉口，论文设计了新的损益函数，据此优化即时的配时策略。仿真实验结果表明，相对于现有的固定配时或感应配时，论文提出的两种配时策略在整体延误方面具有较大提高。这部分工作是本论文的主体部分，同时也为后文多交叉口信号配时方案设计提供了基础。

        最后，在前两部分工作的基础上，论文进一步将单交叉口信号配时优化的思想扩展到包含多交叉口的路网上。多交叉口路网并不是单交叉口的简单叠加，具有信号灯打断效应、车队弥散效应和流量筛选效应等效应。论文对主干道固定带宽相位差、主干道变带宽相位差、路网变带宽相位差等情况进行建模，将信号配时的相位差问题建模为混合整数规划问题，提出了一种多交叉口的信号灯配时优化方案。仿真实验表明，相比于已有信号配时方案，本文提出的配时优化方案表现出明显的性能优势。

下一节:自动化系章佳杰-个人答辩

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2014年清华大学研究生学位论文答辩（二）课程列表：

第1周 经管学院

-王鑫《国际化对中国工资差距的影响研究》

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第2周 化学系、金融学院、马院

-吴宇恩《Pt-Ni双金属催化剂的可控合成及催化性质研究》

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-段昊泓《单原子层铑片及铑基二元纳米晶的合成及其催化性能研究》

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-刘凯《新颖拓扑结构的超两亲分子的构筑与功能》

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-谢臣哲《金融危机后央行调整存贷款基准利率对汇率影响的实证研究》

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-张祎嵩《政治经济学视角下的欧债危机和欧洲经济政策》

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第3周 工物系、自动化系、建筑学院

-吴文斌《基于并行技术的2D/1D耦合三维全堆输运方法研究》

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-李月标《交通流缺失数据补偿算法的研究》

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-房宇巍《从采育镇会所设计九号地看传统住宅的当代建构》

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第4周 建筑学院、航院、自动化系、计算机系、信研院

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-任兆欣《超音速两相混合层中颗粒弥散与响应机制的研究》

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-章佳杰《车路协同框架下信号灯配时优化方法设计》

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-杨凯棣《孤立过饱和交叉口信号配时问题研究》

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-秦利静《推荐系统模型与学习算法研究》

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-吴成钢《Property Testing and Related Problems》

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第5周 环境学院、人文学院、物理系

- 哈米德《Methane Combustion over Lanthanum-based Perovskite Mixed Oxides》

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--伊朗留学生答辩

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-刘军伟《拓扑晶体绝缘体和拓扑绝缘体的材料预测和性质研究》

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