1绪论
1.1研究背景
2000年后，全球经济迅速发展，我国经济也呈上升趋势，经济快速发展，城乡化进程加快，机动车数量逐年上升见表1-1，道路增长的速度远远跟不上机动车增长的速度表2-2，城市变的拥挤不堪。交通中会出现这样一种现象，由于长安街经常处于过饱和状态，车辆只要能缓慢行驶，我们就感到满意了；近郊区交通长期处于欠饱和状态，交通稍微拥堵我们就不满意了；远郊区由于车辆少，只要我们停车次数增多，我们就会不满意，见图1-1。交通需求和交通量迅猛增力口，但是道路资源有限，判断交通畅通程度或拥挤程度不仅和交通流参数有关还和人们的心理承受能力有很大关系，不同城市的人对同一个时间段、同样等级的道路交通流状态感受是不同的；同一个城市的人在不同的时间段对同一等级的道路交通流状态的感受也是不相同的；也就是说，人们对交通现状满意与否具有时空特性。
在智能控制领域，长期以来，人们往往注重对各种控制策略的研究，追求控制目标的最优性能，研发更高级更优良性能的控制系统，对正在运行使用的系统性能评价比较少。然而，控制系统的前期人力、财力的大量投入，是为了满足更人性化的控制服务。事实上很多控制系统，由于种种原因，在实际运行中达不到预期的控制效果。比如本文是研究主干路交通控制效果，决策者在设计交通信号控制方案时充分考虑了道路的实际情况、车流量等，短期内满足人们的交通需求。但是由于交通是一个时变的系统，尤其是改革开放后，城市化进程加快，机动车数量年增长率逐年上升，使得原本畅通的道路出现了拥堵。传统的评价方法采用客观评价评价指标，没有加入人的主观感受，存在一定的局限性。
1.2国内外研究现状
其在很大程度上改善了某些区域的交通状况，为我们今后研究交通问题提供了参考依据，他们对我国的交通领域做出了巨大的贡献。但是在交通控制效果方面的评价涉及的很少。长沙理工大学的黄亚飞等提出了遗传网路与BP算法相结合的公路收费系统综合评价[1]，他构建了比较完善的高速公路收费评价指标体系，并提出了遗传算法与BP网络相结合的混合算法来进行综合评价的模型，避免了专家评价的主观偏好，从而保证模型评价符合客观实际，把偏差做到最小化；黄文杰结合国内外交通安全评价指标体系，针对我国城市道路交通实际情况，就安全存在问题，提出了采用交通安全政策、交通安全管理、道路交通状况和防控道路交通事故等多个方面的指标组成了城市交通安全可持续发展的综合评价指标体系，并构建了基于BP神经网络的评价模型，经验证该方法切实有效，为今后的研究提供了依据，对评价道路安全性能有很高的参考价值；同济大学邵敏华等对城市中的快速路交通评价进行了研究：提出了路面与快速路具有同等通行能力的概念，分别分析了城市道路、快速路、高速公路评价不同之处，建立了一套使用与快速路交通的评价指标体系，通过实地调查，釆集评价指标数据，建立了快速路交通评价模型。最后，对快速路的功能及交通运行状态指标进行评价，并对评价结果进行了分析；吉林大学杨庆芳[4]等对城市交通控制与诱导系统协同效果评价方法进行了研究：提出了评价指标的量化方法并采用单纯矩阵法获得指标权重，文中对评价指标进行了量化，建立了评价指标的权重矩阵，计算评价指标的综合值，并给出了综合评价模型，最后利用仿真软件进行了仿真数据验证。季对公共交通可达性影响因子进行分析建立了北京城区公共交通满意度模型。王红梅，贾玲玉[31]根据乘客对公交服务的核心需求，建立了公共交通满意度评价指标体系。吴洪洋，沈立军t32]基于社会和试验心理学的顾客满意度理论，构建了城市交通满意度测评模型。
当代计算机技术，电子信息技术飞速发展，智能交通领域也有了较大突进。交通信号控制方式也经历了单点控制、线性控制、区域控制，控制策略不断改进，控制性能也有了较大提高。然而交通信号控制的发展始终落后于社会发展带来机动车增加对交通的需求，交通拥挤现象还是出现了并且有了恶化的趋势。专家学者试图利用模糊逻辑、神经网络、智能控制等理论和技术解决交通出现的众多问题，这些措施对于改善城市拥挤起到了一定成效。目前主要运用模糊神经网络、遗传神经网络、元胞模型等对交通控制效果评价，但是他们都是基于客观指标进行评价，存在一定的局限性。
交通控制效果能达到某种状态才能满足人们的要求，这就关系到一个评价的问题。评价技术在各行各业尤其是现代管理中有着重要的地位和积极的作用。把评价技术引用到交通管理中，其作用亦不可忽视。城市道路交通量越来越大，然而道路资源有限，优化交通信号控制方案，使之更加的科学合理是我们亟待解决的问题。对交通控制效果进行评价，为交通控制系统提供更优的方案就尤为重要。本课题意在运用满意度原理，考虑综合效益（目前常用的交通控制的评价指标、环境保护、经济效益之间的综合考虑），寻求多个控制目标间的动态平衡点，建立主干路交通控制效果评价模型，最后在实验室平台上仿真。满意度原理的思想为解决交通控制问题缓解交通供需矛盾提供了方法：传统的优化理论和优化技术在求解许多问题上比较困难，如多目标优化、组合优化、复杂决策问题等；评价效果能在宏观角度上对道路的控制起引导作用：控制参数作用于信号机对交通进行控制时，控制的效果反馈是很有必要的，应该对控制效果进行评价，然后反馈到系统中，从而在宏观角度对交通控制进行引导。运用满意度原理，考虑交通条件、交通参与者最迫切的目标，退而求其次达到一种理论上的满意控制效果，成为解决交通控制问题的一种新趋势。
2综合评价方法
简单说评价即是决策者对被评价的对象按照一定的参照标准为尺度，采用一些数学的方法进行度量，将度量的结果与期望结果进行比较，最终获知被评价对象是否满足要求。对一个系统或单个对象进行评价，必须建立一套科学合理的评价指标体系，采用科学的方法，遵守客观规律。
2.1模糊综合评价方法
生活中存在许多模糊现象，由此也产生了模糊概念，模糊数学应运而生，模糊数学就是用数学的方法研究模糊现象。模糊数学是由查德教授早在1965年提出来的，他在《模糊集合论》一文中首次运用数学方法描述了模糊概念，其核心思想是用属于程度代替一刀切的属于或不属于。模糊集合论为人类提供了能充分利用语言信息的描述的便捷工具。模糊概念的成功提出拓宽了应用数学的应用范围，扩展了数学应用的功能。目前模糊数学在很多领域都取得了巨大成功，比如在预测天气、公交路线、医疗诊断、风险评估等具有模糊性的问题提供了新方法。常用的模糊数学方法包括模糊识别、模糊评价、模糊控制等，MATLAB提供了模糊工具箱，能方便进行模糊运算。
2.1.1模糊综合评价的概念
模糊综合评价它是以模糊数学作为理论基础，应用模糊关系合成原理组成一组映射关系形成映射集，将一些从属于该概念到不属于该概念边界不宜界定的因素量化，最后根据映射关系看每种因素对被评对象的隶属情况进行综合评价的一种方法。模糊综合评价要综合考虑被评价对象的各项指标，兼顾各指标特性及其重要程度，根据客户对指标的偏好，利用层次分析法确定评价指标在总评价中的地位，计算出权重值，最后给出综合评价值。
隶属度函数能方便的表达模糊评价的结果，是模糊综合评价的基础。由于模糊理论的研究对象边界模糊不清，都具有模糊性，如何确定隶属度函数需要依靠经验和试验。想一步到位找到一种统一的方法确定隶属度函数是不可能的，通常是先粗略确定隶属度函数，然后系统在通过学习和实践来最终完善，隶属度函数选择方法常见的有：
2.2满意综合评价方法
2.2.1满意度原理的提出及其基本概念
人们在解决相对比较复杂的问题时，往往使用智能控制期待得到最优的解决办法。但是往往很多问题没有最优解只有最适合的解，世上没有全能的人，人们的思维不可能达到完全理性的，完全预知的境界，个体都是在自己熟悉的小范围展幵实践活动。事实上人们在解决问题时也是遵照令自己满意为准则的。“令人满意准则”是由诺贝尔经济学奖获得者Simon在1947提出的，这一准则的提出对优化控制具有指导意义。他在《管理行为》中提出了满意决策来代替最优决策的思想，这一思想的提出将人们从纯理性思维的研究方式带到了有限理性的状态，简化了解决问题的难度，为人们解决问题提供了新方法、新途径。经济学家Simon提出令人满意准则后，引发了各界专家的广泛研究，至今满意度研究大致经历了萌芽阶段、理论研究阶段、应用阶段。
近年来，满意度原理应用到各个领域中，其方法相对于传统的优化、控制、决策等方式更具有一般意义，能够满足绝大客户的需求。满意度原理认为能够满足问题要求的方案就可以满意了，从比较满意的角度出发考虑问题，把问题的难度降低到比较容易实施的水平，使问题变的相对简单。Simon提出的"令人满意的准则”避免了传统理性选择的偏激，缩短了决策者与用户的思想距离，简便了决策者和用户的沟通。应用满意度原理解决问题首先要理解满意度的概念，最初日本学者，早在1980年对满意决策进行了初步的理论研究，满意控制理论有了雏形黄洪钟[”等人系统地阐述了满意度原理的理论体系并给出了展望，这为我们下一步的研究提供了理论支撑。
定义2.1:满意准则
目前，许多专家学者把“满意”作为一种准则，即用“满意”准则来代替传统研究中的最优化准则，这一思想的转变，极大地方便了后续研究，并且能满足用户要求。用“满意”准则来代替传统研究中的最优化准则，这一准则的改变涉及到满意标准的概念。满意标准是用来衡量研究者对研究对象的满意程度的一个参照体系，参照体系很大程度上和决策者的经验有关。满意标准是根据具体的研究对象确定的，它可以是清晰的也可以是模糊的。通常情况下，满意标准一般用C表示，研究者设定一定的条件关系，符合该关系，问题的解映射到满意集合S中。由于满意标准是由决策者主观确定的，因此满意标准具有两个性质[28]:
3面向特大城市的交通控制效果满意分析....................22
3.1引入耐受因子....................................22
3.2交通运行状态参数....................................23
3.3控制效果评价指标体系研究..................25
4基于满意度原理主干路交通控制效果评价研究..................36
4,1构造评价指标满意度函数..................36
4.2评价指标的权重分析..................37
4.3评价指标体系的建立..................37
5基于评价反馈的控制算法优化分析..................51
5.1反馈信息分析....................................51
5.2提高短距离连续交叉口通行能力..................54
5.3优化管理提高行驶速度..................55
5.4实例验证....................................55
5基于评价反馈的控制算法优化分析
5.1反馈信息分析
根据4.5.1节中选取的主干路控制效果的评价指标，进行综合分析。最差的控制效果无非就是评价指标都不能令人满意。即，排队长度过长、停车次数过多、延误大、通行能力低，平均速度低。排队长度受交叉口的信号配时和交通需求的影响，反应了交叉口的供求矛盾。停车次数：受信号灯的影响，反应了协调控制中相位差的适当与否。出现上述最差的控制效果，首先，应查明是否出现了突发事件，如某一节点出现交通事故或者节点附近有没有大型活动，这种情况导致的控制效果差通常会在相对较短的时间内消失，不需要对控制方案特别调整，只需要有安排交警现场指挥疏散即可。其次，查明主干线的交叉口信号联动控制是否变成了单点控制，致使车辆走走停停、增加了停车次数。最后，道路渠化优化，设计控制方案，如进行相位设计，调整各相位的绿信比。
一个信号周期内总会遇到红灯，所以交叉口是干路甚至整个区域路网的交通瓶颈，尤其是遇到交叉口道路空间有限，交通拥堵多是由交叉口的通行能力不足造成的。城市路网中由于道路条件和附近的小区或其他建筑环境不可避免的会出现短距离交叉口的情况。短距离连续交叉口是指一条道路上相邻两个交叉口间的距离比较小，这种交叉口会加剧道路的拥堵程度[33]。主干路上相邻交叉口往往会出现距离相隔比较近的情况，考虑把这部分近距离的连续交叉口看成一个整体[36]即看成一个交叉口来控制。
综上分析，我们针对上述可能影响通行能力的因素，依次判别，逐条优化。对物理条件进行优化：对多车道的公路平面交叉口，必须做车道的渠化设计[35]，根据车道的宽度、车流的分布合理对车道功能划分。众所周知，左转车辆易产生冲突，其影响直行车辆通过率，所以最好设置左转车道；对交通条件可以采取以下方式进行优化：合理设计人行横道，避免交叉口转角处行人滞阻，阻碍机动车不能及时启动通过交叉口；对管理条件进行优化[34]:主干路交叉口通常距离相隔比较近，在一个控制周期内不足以完全释放一小队车流。如果各交叉口采用单点控制，导致车辆遇红灯的频次增加，车辆就会出现时开时停的现象，因此也会造成汽油燃烧不充分，污染环境。所以，为了减少单个交叉口及主干路上的车辆停车次数及停车时间，交通领域的专家研究出了干线交叉口联动控制，也称为绿波控制。
6结论与展望
6.1结论
本文首先了解了国内外研究的现状，其次了解了北京的交通现状，最后建立了主干路交通控制效果评价体系，把满意度原理引入评价指标体系，建立了基于满意度原理的主干路交通控制效果评价模型，并对反馈信息进行分析。论文主要工作有：
a)充分了解国内外研究现状及了解北京实际交通状况后，把经济领域中的满意评价引用到交通控制效果评价中。为解决交通问题提供了新思路。
b)介绍了模糊综合评价方法的一般步骤，着重介绍了满意综合评价方法，并建立了主干路满意综合评价模型。
c)分析了交通的时空特性，对城市路网分层调査。分析市区主干路及郊区主干路在不同的交通时段，人们对交通控制效果的期望差异。
d)实例评价了望京路的交通控制效果，并根据评价反馈信息给出宏观优化。
应用满意度原理评价主干路交通控制效果的实例可以看出，在交通数据可靠的前提下，该评价模型具有很高的科学性和可靠性，能为交通管理者提供参考。满意度原理作为一种新方法评价交通控制效果有着很大的幵发潜力和应用前景。
6.2展望
应用满意度原理对主干路的交通控制效果进行评价并给出了宏观优化对交通控制系统有着重要的作用。本文在此做了一定的研究，力求方法简便，行之有效。但是由于时间紧张加之个人水平有限，还存在一些不足，希望在今后能进一步研究：
a)考虑人的满意度随着心理变化，用心理曲线型满意函数计算满意度值,评价结果可能更接近真实情况。
b)充分调研特大城市的交通特性，建立相对完善的满意模糊控制规则，希望在今后进一步研究。
参考文献（略）
参考文献（略）