徐山峰 蔡延光

（广东工业大学自动化学院）

1 引言

交通拥堵是城市发展过程中所面临的突出问题，交叉口信号配时优化对解决日益严重的交通拥堵问题起着至关重要的作用。本文针对区域交通单交叉口信号配时协同控制问题的特点，提出混沌量子进化算法（Chaos Quantum Evolution Algorithm，CQEA），以求解单交叉口信号配时协同控制的优化方案。大量的仿真计算表明，该算法具有较快的收敛速度和较强地获得最优解的能力。

2 单交叉口信号模型

以单交叉口四相位信号控制为例，信号控制示意如图1所示。交通流分为东、西、南、北4个方向，每个方向存在左转、直行和右转3个车道车流，对于右转车辆不实行控制。4个相位的交通流分别为东西直行、东西左转、南北左转、南北直行。任一时刻，只有一个相位的车流有权通过交叉口。本方案在信号周期固定的前提下，依据各车道车流量信息，以交叉口周期滞留车辆总数最少为目标，对各相位信号进行配时。

图1 交叉口相位图

为方便研究，对右行方向不实行控制。车道k（ k =1,2分别表示左行和直行车道）的车辆放行状态，用矩阵表示，其中i为相位编号；j为方向编号（ j =1,2,3,4分别表示东、南、西、北方向）：

设T为信号周期， xi(i=1,2,3,4)为一个信号周期内第i相位的配时时间；cijk表示第i相位、j方向、k车道的车辆到达率； gijk为绿灯期间内，第i相位、j方向、k车道车辆的离开率；表示第l( l=1,2,...)周期、i相位、j方向、k车道滞留的车辆数，则：

根据以上讨论，可得到单交叉口信号模型1：

3 混沌量子进化算法

3.1 算法介绍

本文提出的混沌量子进化算法采用混沌初始化方法产生初始种群，利用混沌现象随机和不重复遍历的特性，使种群在可行解空间中形成比较理想的分布；……