基于机动车排放的交叉口信号控制仿真与分析

结合微观仿真元胞自动机模型和机动车排放MOVES模型，以十字信号控制交叉口为仿真对象，研究交叉口信号配时与机动车排放之间的关系.元胞自动机模型将交叉口和路段划分为3.5 m×3.5 m的元胞，每辆车占2 个元胞，交叉口内转弯车辆减速慢行，直行车辆速度不受限制，提高了交通仿真的真实性和机动车排放测算的准确性.仿真结果表明：最佳信号周期随着车辆到达率的增加而增加，使得交叉口通行效率达到最大化；行程时间随着左转车比例的增加而增加，对于不同的车辆到达率，均存在一个极限值，当左转车比例低于该极限值时，行程时间变化不大，高于该极限值时，行程时间快速增加；从通行能力、行程时间和尾气排放的角度，交叉口具有不同的最佳信号周期，且差异较大.     

无信号T型交叉口左转车辆转向灯对交通流影响研究

为研究无信号T型交叉口左转车辆转向灯对道路交通流的影响,建立无信号T型交叉口处路段元胞自动机模型,在开放边界条件下研究左转车辆转向灯开启位置距交叉口的距离对交叉口处交通流影响.研究表明:左转车辆转向灯开启位置距交叉口的距离与交叉口处路段平均行驶速度、车流密度关系密切.左转车辆在通过无信号T型交叉口之前,提前开启转向灯为后方车辆提供变道信息,有利于提高交叉口处的车流通行效率,但过早开启转向灯会造成道路资源浪费,同时降低相邻车道的车流通行效率,会对相邻车道车辆的正常行驶产生较大影响.     

城市道路两相位交叉口左转车道通行能力研究

以无信号控制交叉口可插车间隙理论为基础,分析了常见城市道路两相位信号控制交叉口左转车的交通流特性,建立了左转车道通行能力计算模型,通过实例对模型中的参数进行了标定。运用Vissim 3.6仿真软件对实际交叉口交通环境进行模拟,得到单位时间允许左转车通过交叉口进口道的最大车辆数,与模型计算所得通行能力值相比较,两者相对误差小于10%,从而证明所建立模型具有较强的适用性。     

连续流交叉口左转非机动车优化设计方法

为了提升连续流交叉口的通行能力,消除其主信号处左转非机动车与直行机动车的冲突,提出了一种左转非机动车优化设计方法.优化模型以机动车通过量最大为优化目标,考虑了信号相位相序、周期时长、绿灯时长等约束条件,建立线性规划优化模型.通过案例和敏感性分析,验证了该设计方法的优化效益.研究结果表明,该方法不仅能在高流量情况下显著提升交叉口通行能力,使得原本处于过饱和状态的交叉口变为不饱和,而且在高流量或低流量情况下,都有助于减少交叉口延误.进一步发现,左转非机动车流量每增加100辆/h或直行机动车流量比例每增加1.5%(直行机动车流量比例大于40%),优化设计对机动车最大通过量的提升比例增加4.5%.     

基于驾驶人行为选择的交叉口混合交通流建模与分析

针对信号交叉口混合交通流机动车和非机动车冲突问题,采用元胞自动机模型建立交叉口处混合交通流模型。该模型将驾驶人行为选择引入演化规则,包括决策点规则和启动点规则。利用Matlab软件进行仿真,结果表明:首先,模型能够描述右转机动车和直行非机动车交通冲突的相互关系;其次,当非机动车到达率增加时,机动车饱和流量和临界到达率分别下降的百分比为80%和12%;最后,改变决策点和启动点驾驶行为概率对改变机动车流量效果明显。     

逆向可变车道交叉口信号配时优化方法

为提升逆向可变车道交叉口通行效率,提出一种基于逆向可变车道交叉口信号配时优化方法.假设车辆到达服从泊松分布,基于逆向可变车道交叉口车流运行特征,构建了逆向可变车道交叉口通行能力和延误计算模型;以周期时长、主预信号控制、逆向可变车道长度及饱和度等为约束,交叉口通行能力最大和平均延误最小为目标,建立了交叉口信号配时双目标优化模型,采用模拟退火算法求解.选取南昌市某交叉口分析了其设置逆向可变车道后,在高、中、低流量及不同左转比例下的运行效果.结果表明,本文所提方法在不同流量下均能提高交叉口的通行能力并减少延误,且更适合高流量交叉口;当高流量交叉口左转比例大于 20%时,交叉口通行效率改善更加显著.     

信号交叉口机动车左转待行区的设置研究

对近年出现的在信号交叉口设置机动车左转待行区的交通组织方式进行分析研究,介绍了左转待行区的渠化设计和信号控制方法.按照"停车线法",结合交通流波动理论,分别讨论在两种配时方法下,左转待行区的设置对交叉口进口道通行能力的影响,并给出算例分析;推导出设置左转待行区引起的左转车平均停车次数的增加值,并选取典型干路交叉口对左转车停车情况进行仿真分析.最后得出不同信号配时方法、车道功能划分、车道数及左转待行区内的等待车辆数与进口道通行能力及左转车停车次数之间的关系.建议正确处理通行能力与停车油耗、环境污染之间的关系,仅在某些特殊条件下考虑设置左转待行区.     

大型车占比例较高的左转车道改进方案分析

以某交叉口为例,研究左转车道位置布局变化对交叉口交通流特性的影响。首先对现有交叉口的交通量、信控周期、驶入车速、线形等进行调查,然后分析左转车道位置改变后交叉口通行能力的影响情况[1]。采用校正流率在Vissim中模拟不同左转弯交通流比例、不同交通负荷及不同大型车比例情况下,交叉口的通行效率改变情况。最后,运用交通冲突法分析改变车道布局后交叉口的安全性。研究显示:改变左转车道的水平位置不会影响交叉口的通行能力和安全性,当改变左转车辆比例时对交叉口通行效率没有影响;当改变交叉口交通负荷或者左转大型车辆比例改变时,改变左转车道水平位置会对交叉口通行效率有所提高。本研究的主要目的是提高左转车道中大型车量相对较多的交叉口服务水平,通过简单的车道位置变换使交叉口可以更好地发挥集散交通流功能。     

基于车辆排放的交叉口信号配时优化控制

从减少城市交叉口车辆排放的角度出发,根据行驶方向与行驶工况变化对车辆尾气排放的 影响,建立了车辆在直行和左转过程中完全停车、不完全停车以及不停车3 种状态下的机动车综 合排放模型,并将其与延误相结合,提出以车辆延误与排放的综合指标为优化目标,基于等饱和 度优化分解算法对信号周期进行求解的优化控制模型。使用VISSIM 微观交通仿真软件分别对原 有配时、Webster 优化配时和文中提出的综合指标优化配时进行了仿真实验和对比分析。结果表 明,采用文中算法优化的配时在交叉口总延误时间、总排放量和综合指标PI 方面都明显减少,优 化效果显著。     

降雨气象条件下城市道路信号交叉口通行能力研究

本文根据交叉口交通流特性,以采集的信号交叉口实测通行能力数据为基础,利用独立样本检验和回归的统计分析方法,研究了降雨条件下影响信号交叉口通行能力的主要因素,分析了周期内交叉口左转和右转车辆数与交叉口通行能力关系,得出了交叉口中左转车辆数与通行能力的线性模型。     

连续流交叉口左转非机动车交通组织创新设计

为解决连续流交叉口左转非机动车和直行机动车冲突问题,提出一种左转非机动车过街创新设计方案,对比常规设计和两步过街方案,将3种方案整合到一个统一的优化模型中。以交叉口机动车通过量最大为优化目标,建立混合整数非线性规划优化模型,将其转换为非线性模型以便于求解,并利用VISSIM仿真验证3种方案的运行效益。结果表明,两步过街和创新设计相对于常规设计能提升交叉口机动车通行能力,且在高流量场景下拥堵改善效果更佳,分别能降低 55.58%、57.18%的机动车延误;常规设计不适用于直行机动车流量较大的场景,两步过街和创新设计不适用于左转机动车流量较大的场景;常规设计和两步过街左转非机动车流量增加,会导致机动车通行能力迅速下降,创新设计受左转非机动车流量的影响较小,在各种流量场景下适用性较好。     

信号交叉口绿色驾驶车速控制方法

信号交叉口是整个城市交通路网中的瓶颈区域.车流经常在路口停车等候造成怠速行驶,严重降低交叉口的通行效率,同时造成严重的汽车尾气排放污染.为了减轻交叉口对交通流的阻断,合理降低信号交叉口的车辆延误、燃油消耗和污染物排放,本文提出了一种基于多级可变速度限制的信号交叉口绿色驾驶控制方法.该方法以可变速度限制值为控制变量,并基于固定式检测器获取的交叉口附近道路交通状况信息对车辆进行速度限制值的实时发布,以实现在不增加旅行时间的基础上平滑车辆驶近交叉口过程中的时空轨迹.通过MATLAB对该方法进行仿真验证,结果表明,其能够有效地降低交叉口的车辆延误,并减少车辆的燃油消耗与污染物排放量.     

平行流交叉口信号控制策略及效益分析

为解决平行流交叉口左转多次停车问题，实现同一相位放行左转、直行和右转车流的同时，所有流向车辆最多停车一次，对平行流交叉口进行设计，提出两种设计方案，对比已有方案，选择左转右置的平行流交叉口作为研究对象，探讨其优劣. 根据车流运行特征，以车辆不存在二次停车，车车不冲突作为约束条件，建立优化模型，并进行效益分析. 结果显示，与传统经典十字交叉口控制相比，平行流交叉口使通行能力提升60%以上，车均延误下降约 70%. 本文提出的控制策略，在不牺牲车辆权益的情况下，能消除左转和直行冲突，提升交叉口通行能力，为平行流交叉口研究提供一个新的视角.     

智能网联车环境下交叉口车流轨迹优化模型

在智能网联环境下,车辆可通过相互穿插和协作通过交叉口,无需信号灯控制。为保证车辆安全高效运行,建立车辆到达时序和速度协同优化的交叉口车流轨迹优化模型。提出车辆到达时序优化模型和车辆速度优化模型,建立车辆到达时刻与速度的函数关系;在此基础上,模型以所有车辆在控制区域的行程时间与油耗加权最小为目标,车辆路径、到达时刻和速度等关键参数为决策变量,设计迭代式算法求解,实现同时优化车辆到达时刻和速度且交叉口运行效益最大的目的。实验结果表明,与车辆时序和轨迹分别优化的两阶段模型相比,本文模型降低车均延误 32.1%,减少车均油耗9.9%,说明该模型具有良好的主动性和适应性,在降低车辆延误的同时也节省了油耗。     

考虑城市干道车队运行特点的交通信号协调控制算法

为建立交通信号协调控制算法并确定其适用条件,考虑车队离散、车辆转出、下游交叉口排队长度3个因素,在分析罗伯逊离散模型的基础上,提出了交叉口协调相位车流到达图式的预测方法,并根据车流到达时刻与协调相位绿灯启亮、结束时刻的关系,建立了协调相位车流延误的计算模型;以交通控制子区内各交叉口协调相位车流总延误最小为优化目标,以相位差为优化变量,设计了信号协调方案优化算法.仿真结果表明:与改进数解法相比,该算法降低了协调相位车流延误7.4%;随着交叉口间距、转出车辆数、下游排队长度的增加,信号协调控制效益逐渐下降.      

基于可变车道的交叉口左转公交优先方法

为减少左转公交在信号交叉口的延误,提高通行效率,本文提出一种新的基于公交预信号的可变公交车道(VBAL)控制方法.提出VBAL的渠化模型及主预信号控制模型,利用车辆累积曲线图示法以现状的单左转(SLTL)方案为基准,将VBAL方案与双左转(DLTL)方案比较;建立左转公交和直行车辆延误变化量的计算模型,并进行灵敏度分析.结果表明,VBAL 方案能够在有效降低左转公交延误的同时,最大程度减少直行车辆延误的增加.最后,实例分析证明了VBAL方法的可行性.     

信号控制交叉口交通冲突特征与影响因素

对信号控制交叉口交通冲突的特征及影响因素进行分析能够快速明确交叉口的安全隐患,并提出合理的改善措施。通过对上海市5个信号控制交叉口进行交通冲突调查,分析信号控制交叉口的冲突类型特征和冲突点空间分布规律,揭示信号控制交叉口交通冲突的致因。结果表明,最突出的机—机冲突类型为直行与对向左转冲突(45%)。另外,超过50%的机—非冲突以及机—人严重冲突与右转机动车相关。利用线性回归模型和负二项模型分析冲突及严重冲突的影响因素,结果显示左转专用相位、右转车比例及大型车比例是显著影响因素。