单点自适应控制策略的时间参数和相位结构研究

时间参数和相位结构是单点自适应控制策略的重要参数。介绍了最佳绿灯时间、最小绿灯时间、最大绿灯时间、单位绿灯延长时间、绿灯间隔时间、黄灯时间等的计算和取值方法。参考NEMA标准的双环相位结构，分析了单点自适应控制策略的备选相位切换方案，提出“三阶段”相位切换过程，能灵活地实现相位组合和相位切换，降低相位切换决策方法的复杂程度。     

信号交叉口行人与右转机动车冲突的处理

在分析行人与右转机动车冲突类型的基础上，运用Vissim仿真手段确定采用信号控制分离两者冲突的临界流量条件。提出在信号交叉口设置机动车右转专用道及右转专用相位条件下，设置合理的信号相位相序或早启行人相位，设置辅助标志的方法解决原本同相位放行的行人与右转机动车的冲突；分别采用设置足够绿灯间隔时间和行人过街安全岛。禁止右转机动车在红灯时通行的方法，解决行人与下一相位右转机动车的冲突，解决行人与红灯期间通行的右转机动车的冲突。     

信号控制交叉口绿灯间隔时间的设计方法

采用停车视距原理,阐述了机动车绿灯间隔时间在信号控制交叉口的作用,提出了机动车绿灯间隔时间的计算方法,并通过1个简单算例进行说明。最后,给出了绿灯间隔时间在黄灯和全红之间的分配方式。     

交叉口信号控制评价指标体系

通过分析现有信号控制交叉口运行效果评价指标单一、客观性不强的缺陷,结合常用仿真软件及交通大数据,融合机动车与行人通过交叉口的需求,建立信号控制交叉口运行效果评价指标体系,提出高峰小时通过车辆数、白天12 h通过车辆数、各流向平均饱和度3类机动车通行正向指标及交叉口平均延误、交叉口平均排队长度、各流向饱和度均衡系数、行人相位最大绿灯间隔时间、行人相位平均绿灯间隔时间、行人过街平均等待时间6类机动车通行、行人通行负向指标。实例证明,该评价体系中评价指标多样且实际可操作性强,可用于实际交叉口优化评价工作。     

基于逻辑规则的单点公交优先控制策略

为了增加公交优先控制策略的多样性,面向无公交专用进口道的单个信号控制交叉口,在改进的双环相位结构下,设计了一种基于逻辑规则的单点公交优先控制策略,该逻辑规则包括优先请求产生规则、绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则,优先请求产生规则可以生成延长归属相位绿灯时间或缩短归属相位红灯时间的优先请求,绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则用以响应优先请求、延长或切断机动车相位的绿灯时间。利用Vissim建立仿真模型,对基于逻辑规则的单点公交优先控制策略和一种单点感应控制策略进行了测试。方差分析结果显示：与后者相比,前者能够显著降低优先公交车辆的平均等待时间;同时,二者产生的交叉口车均延误未见显著差异。     

单点公交被动优先下信号配时方法研究

为尽可能减少公交优先对社会车流干扰,提出一种不依赖公交检测信息,只考虑社会车流流量实现公交优先的信号配时方法。这种信号配时方法采用搭接公交相位,可充分利用社会车流的相位绿灯时间,既满足社会车流通行,还能使公交车获得更多绿灯时间。论文从绿灯时间组成和共用相位角度分析搭接相位的可行性,研究有利于公交优先的相位相序方法,并建立了信号配时参数模型,最终通过模拟验证说明该信号配时方法不仅能减少公交车延误,还可提高绿灯利用率、保障交叉口服务水平。     

有倒计时的信号控制交叉口的绿灯间隔时间

车辆在有倒计时的信号控制交叉口上“抢绿灯”的安全隐患其实在于未正确设置交叉口绿灯间隔时间,并不在于倒计时本身.通过理论推导与分析,建立了有倒计时条件下信号控制交叉口绿灯间隔时间的计算模型.研究认为,驾驶员在有倒计时的信号控制交叉口上的驾驶行为发生变化,有倒计时的信号控制交叉口上不存在“两难区”,原来根据“两难区”确定绿灯间隔时间的方法并不适用于有信号倒计时的情形,有倒计时的信号控制交叉口的绿灯间隔时间应该全部作为全红时间.算例分析表明,有倒计时的信号控制交叉口的全红时间随着计算车速增加而减少,但不少于3 s.     

平面信号交叉口绿灯间隔时间的计算方法研究

在平面信号控制的交叉口中,绿灯间隔时间的大小关系到交叉口的安全性和通行效率,合理设置绿灯间隔,可以保障交通流的运行.文中介绍了绿灯间隔时间的基本概念,对比分析了国内外绿灯间隔时间的不同计算方法;探讨了影响绿灯间隔大小的关键因素,包括进入时间、清空时间、通过时间等.以典型平面信号交叉口绿灯间隔时间计算为例,分析各种计算方法的适应性,并基于冲突时刻差法进行交叉口安全仿真评价.     

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。     

环形交叉口的信号控制方法研究

基于信号2次控制模式的基本原理,对十字环形交叉口左转2次控制方法在交通设施布置和相位协调设计等方面进行改进,使其可用于多叉、中心环岛不规则等复杂环形交叉口的信号控制,并通过实例加以验证。其中,在环道相位之间通过绿灯间隔时间进行协调设计,可以使车辆连续通过相邻环道信号灯,减少车辆在环道上停车待行的次数,从而提高交叉口通行效率。     

基于行人的信号交叉口右转车控制条件

针对保障行人过街道舒适性和安全性的信号控制问题,考虑行人的过街需求,分右转车与两进口行人完全分离、特定时间段右转控制两种条件,建立信号控制延误和行人干扰延误的分析模型,进而提出相应的右转车辆控制条件。以一四相位十字形信号交叉口为研究对象,采用与左转相位相同和进口人行道绿灯相位禁行两种控制方式进行应用仿真,结果表明,在右转车流量一定时,右转车不受控制时延误与行人流量成正比,当行人流量达到1 000人/h、右转车流量达到400 veh/h时,右转车延误超过C级服务水平延误值的上限;实施控制后,右转车延误随流量的增加而递增,与行人流量无关,且第2种控制方式下的延误更小。     

十字环形交叉口绿灯间隔时间计算方法研究

以十字环形交叉口内部各股车流的潜在冲突点和车辆启动形成的启动波为依据,将环形交叉口左转二次控制的绿灯间隔时间转化为环道左转与本相直行之间的绿灯间隔时间、环道左转与下一相位绿灯启亮时差以及两直行相位绿灯间隔时间的组合,提出各个绿灯启亮的时间差以及绿灯间隔时间的计算方法,并将该方法应用于实例计算。论文的研究成果对提高十字环形交叉口左转二次控制效率和提高交叉口运行的安全性具有重要的意义和实用价值。     

一种降低人-地撞击损伤的车辆制动控制方法

为降低车人碰撞事故中人与地面撞击所致损伤,提出一种车辆制动控制策略。该策略在检测到人体头部与车辆首次接触后松开车辆制动,之后依据若干准则再次完全制动车辆直到车辆停止。选择10种车型、两种制动方法(完全制动和控制制动)和一个虚拟仿真系统(包含3种车速×4种行人尺寸×2种行人步态)设计了共480次MADYMO仿真试验。结果发现控制制动能降低人-地撞击所致损伤但不会加重车辆的损伤,且能将83.75%案例中车辆与人体主要部位首次触地点位置之间的距离缩短至1 m内。进一步讨论了车型和车速对制动控制策略防护效果的影响、人车首次接触与再次完全制动车辆的时间间隔取值规律和控制制动中损伤加重案例的原因等问题,为今后开发更实用且高效的制动控制策略提供技术支持。     

轻型防撞站石在武汉长江大桥上的应用

城市桥梁由于人行道站石高度不足,容易使车辆在桥面发生意外时越过站石引起坠江事故。结合武汉长江大桥人行道站石改造工程,介绍一种轻型钢筋混凝土结构防撞站石的结构型式和安装施工。采用这一结构,既不增加桥面人行道结构荷载重量,又不影响桥面行车视线和整体美观,施工简单易行,具有较好的防撞效果。     

设有行人专用相位的交叉口行人闯红灯行为及应对策略研究

针对主次路相交并设置行人专用相位的交叉口行人闯红灯的普遍现象,提出整个交叉口行人专用相位与几个进口行人可用相位相结合的信号配时方案,通过仿真验证得出,该方法不仅有效的降低了行人闯红灯率,减少了行人的等待时间,而且机动车的延误没有明显的增加。这种配时方案为解决我们城市主次路相交等道路宽度差距较大的交叉口中的行人闯红灯现象提供一个较好的思路。     

逆向左转交叉口的全感应公交优先信号控制技术

逆向左转交叉口已在中国70余个城市实现常态化应用，各地却始终没有形成设置和运用配套交通控制设施的统一做法。当公交专用车道穿过逆向左转交叉口时，必须考虑如何实施公交优先信号控制。基于此，针对十字形逆向左转交叉口提出一种全感应公交优先信号控制技术，该技术对信号灯设置、信号相位设置、相位显示顺序选择和交通流数据采集提出具体要求。以消除逆向左转车道的交通安全风险、加快优先车辆的运行速度、减少机动车相位的绿灯浪费为目标，设计5组逻辑规则，构成信号控制算法，向优先车辆提供绿灯延长和绿灯早启服务，自动调整机动车相位的绿灯时长、预左转相位的红灯时长和绿灯时长。选取1个典型的十字形常规交叉口和1个十字形逆向左转交叉口作为试验对象，利用Vissim创建虚拟道路交通环境。在交通仿真试验中，通过D-最优设计生成1 000个高负荷交通需求场景，共进行3 000次仿真运行。研究结果表明：就应用全感应信号控制技术的交叉口而言，设置逆向左转车道会在统计学意义上显著影响交叉口性能，对于降低全体车辆平均延误有明显效果，对于降低优先车辆平均延误有一定效果；就逆向左转交叉口而言，将全感应信号控制技术升级成全感应公交优先信号控...     

绿灯终点型双向绿波协调控制数解算法

根据绿灯终点型绿波带设计需求，在绿灯中心点型双向绿波协调设计数解算法的基础上，建立一种绿灯终点型双向绿波协调控制数解算法。首先，针对上游交叉口协调相位绿灯时间短于、长于下游交叉口协调相位绿灯时间的2种情形，利用车辆行驶轨迹图对比分析绿灯终点型绿波协调控制方法的优势；然后，推导出理想交叉口间距的计算公式，分析中间交叉口的相位差调整方法，并给出中间交叉口偏移绿信比的计算公式，实现干道公共信号周期、交叉口相位相序以及相位差的组合优化，完成面向绿灯终点的双向绿波协调控制设计；最后，通过算例分析对比绿灯起点型、绿灯中心点型和绿灯终点型3种绿波带设计方案，仿真验证不同双向绿波带设计方案的协调控制效益。研究结果表明：在协调方向绿灯尾时仍有车辆通过交叉口的场景下，尽管绿灯起点型、绿灯中心点型和绿灯终点型3种绿波带设计方案的绿波带宽度相等，但在减少整个受协调车队延误时间方面，绿灯终点型双向绿波带设计方案的协调控制效益最为突出，与绿灯起点型和绿灯中心点型方案相比，绿灯终点型方案使协调车队的双向平均延误时间分别减少了44.5%与15.9%；绿灯终点型绿波带设计方法能够保证队尾车辆顺利通过下游交叉口，在提高协调车队整体服务水平方面具有重要作用。     

城乡快速干道车-人冲突时间窗预测模型

为了解决城乡快速干道车-人冲突和事故严重的问题，将车-人冲突点的分析方法扩展到车-人冲突时间窗的分析方法，构建一种行人运动轨迹实时监测和穿越时间预测相结合的车-人冲突时间窗组合预测模型。首先，分析行人违规穿越的实测数据，确定不同类别行人对应的穿越时间置信区间以及松弛时间；其次，根据运动学模型的预测结果判断行人的所属类别并初步确定行人的穿越时间，同时通过卡尔曼滤波算法对行人穿越过程进行实时监测；再次，融合运动学模型预测结果和卡尔曼滤波监测结果，确定最终的车-人冲突时间窗；最后，对所提出的组合预测模型进行标定和验证，并通过VISSIM仿真平台进行安全性能测试。模型验证结果表明：在正常情况下，该模型能够保障行人的安全且能兼顾松弛时间重置次数；在行人初始穿越速度过低或穿越前、中期存在持续低速的情况下，该模型可以通过多次松弛时间重置来解决模型的适用性问题。安全性能测试结果表明，在车辆行驶时间均值增加4.7%的情况下，安全车辆数占比增加了37.3%，车辆的后侵占时间(PET)测试值则增加53.8%。因此，与无松弛时间的预测模型相比，所提出的有松弛时间的车-人冲突时间窗预测模型能够在对交通效率影响较小的前提下，较大程度地提高车-人冲突的安全性。     

An Optimization Model for Guiding Pedestrian–Vehicle Mixed Flows During an Emergency Evacuation

In most metropolitan areas, an emergency evacuation may require a potentially large number of pedestrians to walk some distance to access their passenger cars or resort to transit systems. In this process, the massive number of pedestrians may place a tremendous burden on vehicles in the roadway network, especially at critical intersections. Thus, the effective road enforcement of the vehicle and pedestrian flows and the proper coordination between these two flows at critical intersections during a multimodal evacuation process is a critical issue in evacuation planning. This article presents an integrated linear model for the design of optimized flow plans for massive mixed pedestrian–vehicle flows within an evacuation zone. The optimized flow can also be used to generate signal timing plans at critical intersections. In addition, the linear nature of the model can circumvent the computational burden to apply in large-scale networks. An illustrating example of the evacuation around the M&T Bank Stadium in downtown Baltimore, MD, is presented and used to demonstrate the model's capability to address the complex interactions between vehicle and pedestrian flows within an evacuation zone. Results of simulation experiments verify the applicability of our model to a real-world scenario and further indicate that accounting for such conflicting movements will yield more reliable estimation of an evacuation's required clearance time.