多策略改进哈里斯鹰算法的交通信号配时优化

来源：计算机技术与发展杂志2023年第01期北京时间：

作者：宿梦梦;赵晓蕾;赵洪銮;邹炜;李晓君

单位：1. 山东建筑大学 计算机科学与技术学院,山东 济南 250101;2. 山东建筑大学 建筑城规学院,山东 济南 250101

摘要：传统的交叉口信号配时大多只考虑车辆的通行效率,忽略了尾气排放造成的环境污染等问题。 从车辆的通行效益和环保的角度出发,建立以车辆延误、停车率、通行能力和尾气排放为优化指标的多目标非线性模型,提出一种基于改进哈里斯鹰算法( HHOG) 的求解方法。 针对传统哈里斯鹰算法( HHO) 存在收敛精度低、易陷入局部最优的问题,首先,引入混沌映射,提高种群多样性;其次,用柯西函数控制莱维飞行步长,实现平滑过渡;最后,加入随机噪声干扰,提高算法的变异能力和收敛速度。 利用 9 个标准测试函数进行实验,表明改进的哈里斯鹰算法能够提高寻优精度和收敛速度。 以典型交叉口为例,采用改进的哈里斯鹰算法求解交叉口信号配时优化问题,结果表明,在高峰时段使用该配时方案可以使车辆平均延误降低 48% ,尾气排放降低 43. 7% ,通行能力提高 34. 5% ;在低峰时段可以使车辆平均延误降低 24. 5% ,尾气排放降低 8. 9% ,通行能力提高 33. 1% ,通过对比实验验证了算法的有效性。

关键词：信号配时;改进哈里斯鹰算法;混沌映射;柯西函数;随机噪声干扰