过饱和条件下信号交叉口协调控制可靠性优化

以避免交叉口出现死锁和减少绿灯时间浪费为目标,利用交通流波动理论,建立了一种过饱和条件下的信号交叉口协调控制的可靠性优化模型,并提供了可靠性区间的计算方法.该模型基于信号控制交叉口处不同的排队溢出形式和交通流波动状态的分类研究,以控制排队溢出形式和上下游交叉口通行能力匹配作为约束条件,以增大排队溢出缓冲时间作为优化目标.通过仿真试验表明,该策略可以减少延误24.6％,同时交叉口的死锁概率降低30％,能有效地承受过饱和交通流的冲击,提高路网的可靠性.     

综合待行区对交叉口通行能力及延误影响的研究

综合待行区的设置对于交叉口空间资源的有效利用、通行能力的提高和延误的减少具有重要作用。在讨论综合待行区设置条件的基础上,分析综合待行区的设置对信号灯交叉口通行能力及延误的影响。以某双向8车道信号交叉口为例展开研究,并应用VISSIM软件对改善效果进行仿真验证。仿真结果表明:设置待行区域后,交叉口通行能力有显著提升,且平均延误也有所降低。     

平面交叉口待行区设置方法研究

在借鉴和参考国家相关标准的基础上,针对较大型平面交叉口提出了一种交通组织方式.研究了较大型平面交叉口施划机动车左转弯待转区、直行待行区,非机动车左转弯待转区、直行待行区,人行待行区标线和设置左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯的交通组织优化方法,并设计制作了以单片机逻辑运算为主导的左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯.在不进行大规模工程改造的情况下,能最大限度地挖掘交叉口固有的时空资源,进一步提高通行效率,对缓解交叉口拥堵具有一定的现实意义.     

基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究

以左转待行区交叉口为研究对象,通过研究左转车流运行特征的变化,提出左转相位启动损失时间的计算方法,并进一步调整通行能力和延误模型。进而以信号周期、绿灯时长作为约束条件,以交叉口平均延误最小为优化目标,建立信号配时优化的非线性模型。以长沙市某交叉口为例,基于遗传算法利用Matlab程序寻找模型最优解,结果显示优化后高峰时期交叉口延误由64 s/veh减少至43 s/veh。同时以优化前后配时方案为基础,通过Vissim建立交叉口仿真模型,仿真结果显示交叉口延误由53 s/veh减少至32 s/veh,在一定误差范围内,可表明模型的合理性和寻优算法的实用性。     

基于VISSIM的城市交叉口改善优化研究

首先系统地阐述了城市交叉口改善优化的现有研究成果,然后介绍了微观交通仿真软件VISSIM的模型及理论基础以及用于评价交叉口性能的行程时间、平均延误、排队长度、停车次数、通行能力、饱和度和服务水平等评价指标;以广州市花地大道与浣花路交叉口为例,通过信号交叉口调查数据的统计分析,从时空交通设计优化方面提出交叉口优化方案,并利用VISSIM交通仿真软件对交叉口的现状和优化方案进行仿真研究。结果表明,对交叉口进行时空改善优化后,交叉口的饱和度由1.24减小到0.91,平均每车延误由71.6 s减少到47.1 s,服务水平由E提高到D。实践表明,该方法具有良好的操作性和实用性。     

基于机动车延误的Hook-turn交叉口信号控制方案优化方法

为了给Hook-turn交叉口信号配时方案设置提供理论依据,建立了交叉口直行专用车道的机动车延误计算方法;之后考虑交叉口内部待行区左转机动车发生排队上溯、未发生排队上溯2种情况,建立了直行/左转/右转共用车道的机动车期望延误模型;研究了待行区左转机动车对同相位交通流运行的影响,提出了有效利用绿灯时间的校正方法。以交叉口机动车平均延误最小为目标,以周期时长、相位绿灯时间为自变量,建立信号配时方案优化方法。采用实际交叉口数据对所建立方法进行检验,并根据Hook-turn方法设计了2种改进渠化方案;在VISSIM中采集2种改进方案、现状方案的机动车延误指标,并进行对比分析。结果表明:在优化信号配时方案下,Hook-turn方法可以减少直行机动车以及交叉口整体机动车平均延误;当左转车流量较小时,Hook-turn方法的效益显著。     

基于VISSIM仿真的十字信号交叉口待行区适用性分析

设置交叉口待行区可以充分利用交叉口内部空间,但是不合理的设置同样会降低运行效率。为了确定十字信号交叉口左转、直行以及全待行区设置方式的适用条件,选取了流量水平大小、转向车比例以及主次路流量比作为主要影响因素,以储备通行能力最大为目标,构建待行区信号交叉口信号优化模型,采用分支定界法对模型进行求解。基于VISSIM微观仿真的输出延误,提出了不同待行区设置形式适用性的判别依据。案例分析结果表明:在交叉口接近饱和并且主次流量比小于0.6时设置待行区的优化效果最明显,其中左转比例小于0.4时左转待行区表现最好,全待行区在交通波动比较明显的情况下具有更高的鲁棒性,适用性最好。     

基于模糊控制的小区域交叉口群过饱和状态信号协调优化

城市区域交通具有非线性、动态时变性、不确定性的特点,难以建立精确的数学模型.据此,针对小区域交叉口群过饱和状态,研究了基于模糊控制的信号协调优化方案.将现状交通控制下的交叉口群进口道最大排队长度和平均延误作为模糊控制的输入变量,将交叉口绿灯时间调整量作为输出变量,利用模糊C均值聚类获得输入变量的模糊集合和隶属度函数,通过一级模糊控制器和二级模糊控制器分别对区域交叉口群信号进行协调控制,达到减少区域最大排队长度和平均行车延误的目的.通过对武汉徐东商圈过饱和交通状态下的交叉口群进行多次协调控制,并对现状信号方案和协调信号方案进行Vissim微观仿真,交叉口群最大排队长度平均值由201 m减少为63 .6 m ,平均行车延误由110 .62 s减少为22 .68 s .      

城市信号交叉口左转待行区设置及效益评价研究

目前,左转待行区已经在很多城市得到推广。介绍左转待行区设置的一般步骤,结合交叉口几何条件、左转车流、直行车流分析左转待行区设置的量化条件,根据最短绿灯间隔计算左转待行区长度的临界值,选取通行能力、停车延误、停车次数等参数来评价左转待行区设置对交通效益的影响,并结合南京市新建交叉口实测数据进行分析。结果表明：南京市汉中路-虎踞南路交叉口满足左转待行区设置条件,在不改变其他条件的前提下,较之左转待行区使用前通行能力大幅增加,车均延误略有降低,停车次数有所增加。因此,在满足设置条件的前提下,设置左转待行区能够有效提高交叉口行车效率,改善运行环境。     

无信号交叉口车流通行状况的混杂Petri网模型

为了准确表征无信号交叉口的车流通行状况,提出了基于混杂Petri网的车流通行模型。该模型将交叉口车流分成不同的优先级别,分别计算每个级别通过交叉口的车流量和排队车辆数,以此表征它们在交叉口的通行状况,其中车流通行优先级别用离散Petri网表示,车流在交叉口的连续通行状况用时延Petri网表示。仿真结果表明:该模型能够比较有效地描述无信号交叉口车流通行的基本特性,满足城市路网建模的需要。     

环形信号交叉口进口道车辆延误及排队长度计算方法

由于环形交叉口的内在局限性,大部分的环形交叉口被改造为常规的十字交叉口或环形信号交叉口。为了分析环形交叉口内车流特性,针对环形信号控制交叉口,分析影响进口车道车辆延误与排队长度的因素;提出了2种常见的环形交叉口相位方案;根据每种相位方案,考虑进口道内侧车道、外侧车道的交通流运行特性,分别建立了进口道内侧车道、外侧车道的车均延误和平均排队长度计算模型,将内外侧车道区别考虑有利于分析环形交叉口内车流特性。以哈尔滨市博物馆环形交叉口为例,通过Vissim仿真软件得到仿真结果,将模型计算结果与仿真输出结果进行比较,结果基本相近。论证了模型的准确性。     

交叉口交通流仿真研究

针对交通网络中的交叉口车流具有连续时间特性,动态信号灯的切换具有离散事件特性的情况,以4相位单交叉口为对象,建立了1个4相位交叉口的混杂自动机模型,该模型中以车辆排队长度为连续状态变量描述连续车流动态,以信号灯状态为离散状态变量描述离散信号灯动态。在该模型的基础上分析了交叉口各个方向的输入、输出车流动态,采用CheckMate3．6工具箱进行仿真。仿真结果表明该模型不仅能够刻画交叉口车流的动态混杂特性,而且能够验证信号灯配时方案对车流疏导是否有效,从而为信号灯配时设计提供1种检验方法。     

平均排队长度差最小的单交叉口在线Q学习模型

为改善交叉口排队长度管理,避免交叉口某个方向排队长度过长,采用强化学习理论建立了以平均排队长度差最小为优化目标的在线Q学习模型.针对控制性能指标相对于邻近的配时方案不敏感的特点,提出了以平均排队长度差作为基本单位重新构造奖励函数,目的是拉大各行为对应的Q值差距,提高模型的收敛速度和鲁棒性.集成Excel VBA,Vissim,Matlab建立了在线仿真平台,作为计算环境对算例进行了计算.算例中利用GPS数据对Vissim软件中车辆加减速度曲线进行了标定.计算结果表明以平均排队长度差作为优化目标能够提高各个方向排队长度的平衡性,优化整个交叉口的时空资源;建立的在线Q模型具有学习能力和较快的计算速度,模型能否收敛受到周期取值和可选行为数量的影响.     

基于排队紧张系数的瓶颈交叉口信号配时研究

针对传统单点交叉口信号配时方法对于过饱和状态下瓶颈交叉口不适用的情况,定义了排队紧张系数并提出了基于排队紧张系数的瓶颈交叉口信号配时方案,讨论了过饱和状态下最佳周期时长的计算；用实测交叉口数据进行VISSIM仿真,对比分析了传统信号配时方案和基于排队紧张系数的配时方案的效果,结果表明基于排队紧张系数的配时方案对瓶颈路段排队强度的改善有非常明显的作用.     

连续流交叉口信号配时优化模型

连续流交叉口是一种非常重要的非传统交叉口设计,通过将主交叉口左转车流转移至次级交叉口的方式,实现主交叉口二相位控制,从而大大提高主交叉口的通行效率。为进一步发挥连续流交叉口的通行性能,对主次交叉口的信号协调控制展开理论研究,提出了一种具有普遍适应性的信号配时优化模型。该配时优化模型能够有效协调主次交叉口的信号配时,最大限度地降低车辆延误、改善交叉口通行能力,生成理想的协调配时方案,在实际应用中,能够确保主次交叉口的可靠运行。在分析连续流交叉口延误的组成和性质的基础上,深入研究了交通流延误和排队随主次信号相位差的变化情况,做相应的场景分析,再通过主次交叉口相位差优化分析,给出了最优相位差的求解方法,大大简化了模型的求解流程。最后,以南昌市某干道交叉口为例,对其进行了连续流交叉口渠化设计,利用所建立的优化模型求解协调配时方案,再通过微观仿真平台进行了交通效益评价。结果表明:所生成的配时方案能够有效降低延误和车辆排队,改善交叉口通行能力;模型计算结果与仿真输出结果相符,进一步说明该信号配时优化模型准确、可靠。     

城市交通信号控制的新思路——基于综合待行区的交通控制方法研究

在分析传统交叉口交通信号控制模式的基础上,对目前热议的基于综合待行区的交通信号控制方法进行了研究。重点对该方法的工作原理、控制参数、停车线位置选取进行了研究,以最大通行流量为目标函数,分析了相位顺序及配时的设计原则,通过对比仿真案例交叉口运行前后的实测数据,结果表明基于综合待行区的交通信号控制较传统控制方法具有较大的优势。     

过饱和状态干线协调控制策略适用性研究

续进式绿波协调和同步式绿波协调,均为经典干线协调控制策略。我国传统使用的续进式绿波协调策略,已无法满足高饱和度交通流的需求,甚至会对复杂多变的交通状况产生负面影响。续进式绿波控制在过饱和状态的失效机理,是由于续进式协调控制中上游交叉口先放行,当下游交叉口排队未完全消散时,导致上游绿灯初期放行车辆的二次停车,造成延误增大甚至排队溢出。过饱和状态时,同步式绿波协调更有利于车辆连续不间断地通过交叉口群,车速越高则绿波带越宽,控制效果越显著。以此为基础,基于 Vissim 仿真的建模分析,对比分析了不同交通饱和度,尤其是过饱和状态下,2种干线协调控制策略效果,并对结论进行了实例验证。      

信号控制交叉口过饱和状态识别研究综述

信号控制交叉口过饱和交通状态的准确识别是进行控制策略调整及优化的前提和基础,文中对其研究进行综述分析。在文献研究的基础上,给出了信号控制交叉口过饱和状态研究的总体脉络,将研究分为过饱和状态界定和过饱和状态辨识2个主要部分。在过饱和状态界定方面,从孤立交叉口过饱和状态与交叉口群过饱和状态两个方面人手综述了过饱和状态界定的条件和方法。在过饱和状态识别方面,基于本交叉口交通流检测数据的过饱和状态识别基础模型和考虑关联交叉口状态数据及信号控制数据的修正模型2方面综述了信号控制交叉口过饱和状态的识别方法。结合最新研究成果对未来发展方向进行了分析。     

关于非机动车待行区的研究与应用

为有效管理交叉口过路非机动车、保障骑行安全和道路通过效率,对在路口设置非机动车待行区展开研究。文中研究了在路口设置非机动车待行区的方法并对待行区的优化效果进行测算。结果表明,一定条件下交叉口设置非机动车待行区可以有效提升路口通行效率,并保障路口交通安全。     

基于设置直行待行区的平面信号交叉口交通改善研究

针对道路平面交叉口的拥堵现状,结合交叉口常用的渠化设计方法,采用直行待行区的方法来组织交叉口的机动车辆,解决交叉口拥堵问题。以实际的直行待行区为例,分析其设计过程,并结合Vissim分析对比交叉口设置直行待行区前后交通运行参数指标。结果表明:合理设置机动车直行待行区可以缩短周期时长,减小平均延误,提高进口车道的资源利用率。