现代有轨电车条件下的交叉口信号控制方法

以交叉口交通效益最大化为目标,对现代有轨电车条件下的交叉口信号控制方法展开研究.改进了NSGA-II算法,提出了基于非支配排序的交叉口多目标优化算法,对单点交叉口多目标优化模型求解.在获取基础信号配时方案的基础上,根据车辆的实时参数,构建现代有轨电车主动信号优先控制方案评价指标体系,利用DEA-TOPSIS模型客观地从优先相位延误、非优先相位延误和电车偏移度等多个方面对各信号控制方法进行分析,实现最优信号控制.仿真实验表明:交叉口人均延误时间和平均停车次数为有效的控制目标;基于非支配排序的交叉口多目标优化算法与加权组合遗传算法相比,可综合优化多目标;与NSGA-II算法相比,可降低交叉口人均延误时间1.8 s,降低平均停车次数0.02;基于DEA-TOPSIS模型的有轨电车信号控制评价方法可以客观地综合多角度分析各信号控制方法的有效性和变化趋势,实现最优信号控制.      

快速公交专用道形式对其运行效率的影响研究

选取包含有四段不同专用道形式的济南市BRT-3线路为研究对象,通过实时采集各区段和站间的运行数据,运用数理统计方法和多元分析理论,对该线路中不同区段和站间的BRT车辆运行效率、该线路具有的车辆配置、信号配时以及道路基础条件的特点对BRT运行效率的差异性,不同区段上交叉口停车延误和停靠站延误进行对比分析.提出了实行部分交叉口有条件的BRT信号优先;优化行人街交叉口;实时调度控制车辆运行时间和距离等改进措施.     

基于模糊控制的公交信号优先控制方法研究

面对城市公共交通优先发展中遇到的交叉口公交信号优先控制问题,以降低交叉口人均延误和公交车延误为目标,提出了基于3层模糊控制器的交叉口公交信号优先主动控制模型,通过改进针对车流交通需求强度、相位放行顺序、绿灯时间优化的3层模糊推理控制器,最终输出相位绿灯放行时间延长和相序提前2种控制策略.仿真算例分析表明,与普通固定配时控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低27%,14.2%;与公交信号优先感应控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低13.7%,21.7%,说明了所提方法的有效性.      

BRT信号优先控制系统模式研究

BRT信号优先是解决城市BRT车辆在交叉口延误的有效方式。从BRT公交的运行特点及3种传统的信号控制模式入手,提出一种BRT全线路段定周期优先感应控制模式,并论述其优化思想及控制流程,以更好地适应中国的交通流特征,提高路网的运行水平。     

BRT车站濒临交叉口的信号配时优化算法研究及应用

当BRT车站濒临交叉口时,上游交叉口的信号控制易影响下游车站的进站排队,进而影响车辆在车站的延误;以车辆在交叉口的延误和在车站的延误总和最小为目标,采用动力学、信号控制和交通流等方法建立交叉口的信号配时优化算法,并用Visual Basic实现算法。以广州市中山大道BRT的车陂交叉口与车陂站为案例,用Vissim仿真验证算法。仿真结果表明算法的正确性与实用性,实现了车辆的总延误最小。     

基于车头时距的快速公交车辆交叉口信号优先

快速公共交通(BRT)是一种新型的公共交通。以车头时距为约束条件，提出在信号控制平面交叉口给予BRT车辆有条件信号优先。有条件信号优先是指给予满足特定条件的BRT车辆信号优先。具体做法是利用车辆自动定位技术预测BRT车辆通过交叉口停车线时刻，估算其抵达前方BRT车站所需时间，并据此判断是否应提供信号优先服务。介绍信号优先的两种实现方法：插入特别相位和跳过相位。与无信号优先的定时控制相比，采用有条件信号优先可以维持BRT车辆合理的抵站间隔，提高服务质量。     

平面交叉口相交BRT线路的优先协调控制方法研究

基于公交感应控制的思想,提出了基于公交优先战略的信号配时优化方法。分析了BRT优先信号控制策略,界定了BRT优先控制的研究环境,提出了优先控制原则——引起延误最小优先考虑原则,提出优先控制原理,分析各控制参数,确定了各模块中的关键参数计算过程。实例分析表明,该控制方法对相交BRT车辆在平面交叉口的协调控制具有可行性。     

基于条件判断的现代有轨电车信号优先控制

为提升现代有轨电车沿线交叉口的整体通行效率,建立一种基于条件判断的信号优先控制策略,综合协调有轨电车与社会车辆通行效益;阐述了基于时刻表和载客率的优先条件判断原则、基于有轨电车到达时刻相位条件的优先措施选择方法及考虑交叉口整体效益的非优先相位绿灯时间补偿措施;利用VISSIM软件及其感应控制模块VisVAP,以人均延误为评价指标,对该策略与常规信号控制策略进行对比测试,结果表明该控制策略能有效减少交叉口人均延误时间,其改善效果与有轨电车发车间隔及交叉口饱和度呈负相关性。     

快速公交系统(BRT)专用道设计研究

BRT系统的运营速度与运营能力主要取决于BRT专用道的设置方式,如配合交叉口信号优先系统,BRT系统的服务水平将可以达到轻轨系统的服务水平。BRT专用道的设置可以避免BRT车辆与其他车辆的混合行驶,减少甚至消除了因BRT车辆与其他车辆产生冲突而带来的延误,提高了其运行效率。主要研究BRT专用道的布设形式,并对其交通效益进行分析。     

基于共享相位的现代有轨电车信号优先控制仿真

有轨电车信号优先控制对交叉口车辆通行效率和安全至关重要。文中通过VISSIM仿真系统的VisVAP感应信号控制模块,设计基于共享相位的有轨电车相对信号优先绝对信号优先控制方案,对路中敷设、半独立路权的十字形有轨电车线路交叉口的平均车辆延误、排队长度及停车次数等指标与定时信号进行比较。结果表明,采用共享相位条件下的相对信号优先控制能较好地兼顾有轨电车与社会车辆在交叉口的通行效率。     

网联环境下考虑非优先车辆延误的公交优先信号控制方法

网联环境具有数据采集和交互方面的优势，能更精确地评估交通需求，更科学地实施交通管控措施。根据公交车与非优先车辆权重及延误分布差异，研究了考虑非优先车辆延误的公交优先单点信号控制方法。利用交叉口车辆轨迹数据计算轨迹样本到达率参数，根据车辆到达交叉口的分布特征构建各相位的车辆到达率概率函数，并采用极大似然估计预测到达率，基于交通流冲击波模型分别计算出各相位的排队波、驶离波和消散波波速。公交车数量少权重较高且网联化程度高，利用基于冲击波的时距图推导延误表达式；而非优先车辆数量多单车权重低且网联化程度低，利用基于到达率的定数理论推导延误表达式。按乘员数对公交车延误值和非优先车辆延误值进行加权，以加权延误最小为目标函数建立了混合整数线性规划模型，解得相位时长整数解，并反馈到信号机系统实现公交优先自适应信号控制。以武汉市车城北路与东风大道交叉口为对象，采集不同时段交叉口流量数据，利用SUMO软件开展仿真实验，结果表明:相比优化前，低、中、高流量情况下公交车单车平均延误时间分别减少25.63%、25.25%、18.32%；同等条件下平均每周期非优先车辆延误时间分别减少8.80%、4.68%、1.99%；同等条件下平均每周期加权延误时间分别减少20.98%、9.39%、12.70%。证明所提方法能较好地适配交通需求，且流量较低时效果最好。      

基于纵向平等的干道BRT信号优先方法

在定时式协调信号控制的背景下，以加快BRT车辆运行速度，降低信号优先给社会车辆造成的负面影响为目标，以实现绿灯时间再分配的纵向平等性为基本要求，提出了一种新颖的干道BRT主动信号优先方法。在BRT专用道沿线布设3类检测器，采集BRT车辆的到达时刻。定义了绿灯延长、相位插入、绿灯早启3类优先请求时间窗，有条件地生成和删除不同类型的优先请求，有节制地实施相位插入。给出信号优先贡献和补偿的混合作用方式以及协调方向的社会车辆连续行进的保障措施。遵循纵向平等性的要求，建立信号优先贡献算法和信号优先补偿算法。在高负荷机动车交通需求下进行仿真试验，给出该方法的最佳参数取值建议；BRT车辆的行程时间降幅超过28%，协调方向社会车辆的行程时间增幅不足5%的结果验证该方法的有效性；BRT车辆的行程时间降幅超过19%、社会车辆的车均延误差异不足1%的结果验证该方法相较于传统方法的优越性。     

单交叉口自适应公交优先控制

为了在交叉口自适应控制中实施公交优先措施,结合基于规则与基于优化的自适应控制设计了一种自适应公交优先控制方法,该方法基于规则选择优先车辆及优先策略,基于优化确定信号参数。在规则中增加了效用判断准则以产生公交优先系统效益,引入优先措施选择规则以减少对社会车辆的负面影响;考虑相位相序与信号配时相互影响、相互作用的关系,构建了双层规划模型,用来同时优化相位相序和配时参数;最后对自适应优先控制、加权自适应控制和固定相位方案的优先控制进行了应用分析。结果表明:自适应优先控制产生的人均延误最小。     

基于预测的快速公交信号优先设计及效果仿真

建立了一套基于预测的公交信号优先干线联动控制方法。考虑到公交车辆在停靠站的停留时间受到多重因素的综合影响,首先构建了ARIMA-SVR的组合模型用于预测公交车辆的站点延误,并以此为重要依据,预测了公交到达交叉口的时间。通过比较车辆预计到达时间与理想时间的差值,计算了延伸和压缩信号周期的惩罚因子,根据惩罚因子的大小调整了信号周期和绿灯时间。在进行交叉口间协同控制时,又将交叉口平面设计的物理条件和交叉口群的协同控制条件纳入对信号的调整进行约束。为了验证该方法的实际应用效果,为某城市快速公交工程实例设计了VISSIM信号优先模块。研究结果表明:组合模型预测公交车辆站点延误的相关系数为0.890 4,预测精度较好;在改进的信号优先算法的情况下,公交交叉口延误比现状降低近50%,公交车车头时距一致性平均下降38.8%,且该算法为信号调整提供了较为充足的缓冲空间,在绿灯时间调整时兼顾考虑了对社会车辆的影响,因此,在预测式信号优先中,社会车辆的行驶延误和交叉口排队长度也较其他优先方法有所降低。     

基于换乘地铁的公交信号优先控制方法研究

针对公交车在临近公交站的交叉路口处的延误导致换乘地铁时间较长的问题,提出基于换乘地铁的交叉口处公交信号优先控制研究的方法.首先分析公交优先与地铁的衔接问题,其次根据历史调查数据运用DBSCAN聚类算法划分时段,然后分析在公交站点处公交车中换乘地铁的平均乘客人数以及非换乘地铁的平均乘客人数,建立优化模型并确定公交车在交叉口处的人均延误公交信号优先控制方法.最后建立交叉口的仿真模型,根据仿真的结果验证本文控制方法,将乘客公交换乘地铁的平均时间缩短了20%,提高了乘客公交换乘地铁的效率.     

考虑行人过街的地铁站邻近交叉口公交优先信号控制方法

为了充分考虑行人过街对地铁站等大型公共设施邻近交叉口公交优先信号控制的影响,解决传统公交优先信号控制方法未考虑行人过街延误,造成行人滞留交叉口时间过长影响交通的问题,提出了综合考虑行人过街、公交车辆和社会车辆乘客延误情况的优先控制方法。根据人流和车流情况将交叉口交通状态分为人多车多、人多车少、人少车多和人少车少4种不同状态。针对前3类交通状态分别建立以道路通行能力最大化和公交乘客、社会车辆乘客以及过街行人延误变化最优化为目标的双层规划模型和以交叉口延误变化效益最大化为目标的多目标规划模型,并利用遗传算法进行求解。通过实测数据对比了采用该方法前、后公交乘客延误、社会车辆乘客延误、行人过街延误的变化情况。研究结果表明:该方法能在少量增加公交乘客和社会车辆乘客延误的情况下,大幅减少过街行人延误;相较于传统公交优先信号控制方法,在人多车多时采用该方法行人延误可减少59%,人多车少时行人延误可减少41%,人少车多时行人延误可减少195%;实测结果验证了该方法的有效性,其更具公平性并更符合实际,能够获得最大延误效益。     

无公交专用道下的单点公交优先控制

在无公交专用道交叉口情况下,根据公交车到达检测器时刻、检测器布设位置及交通流量等参数,预测出公交车前方车辆数及车辆消散时间,以公交车延误最小为优化目标建立了公交优先信号配时参数优化模型.利用Vissim仿真软件对文中提出的控制方法进行了模拟仿真,结果表明:该控制方法能够为公交车准确提供优先配时方案,有效减少了无公交专用道交叉口的公交车延误.     

逆向可变车道动态切换及信号控制优化方法

为弥补逆向可变车道切换控制方法判断条件较为单一,且配套的信号控制方法难以适应交通流动态变化的不足,提出逆向可变车道动态启停切换及交通信号优化控制方法.根据交叉口流向饱和度、车道切换效益与车道切换时间间隔等指标获取逆向可变车道动态切换控制决策,实现逆向可变车道的动态开启和关闭;同时,利用检测器获取车辆到达率、车道饱和流率与剩余排队车辆数等实时交通流数据,根据车流到达驶离图示推导交叉口车均延误计算公式.引入左转车道释放流率系数,修正左转车道释放流率,改进了交叉口延误计算公式,构建以延误最小为目标的交叉口信号配时动态优化模型.最后,以武汉市古田四路-长丰大道交叉口为对象开展了仿真实验,结果表明:相比于定时切换控制方式,动态切换控制与信号配时动态优化方式下的逆向可变车道交叉口车均延误减少6.7%~14.9%,含有逆向可变车道进口方向的左转车均延误减少7.6%~15.6%,平均排队长度减少6.4%~21.9%,验证了动态控制方法提升交叉口运行效率的有效性.      

路网中公交信号优先策略的定性分析

提出了公交车辆运行在社会车辆决定的长周期下是其延误的重要原因;非关键交叉口选择关键交叉口的长周期导致绿灯时间空闲,从而使得公交信号优先有了可以调节利用的绿灯时间的观点。通过推理的方式证明了公交信号优先效益不具有简单的叠加性的特征。并对各种公交信号优先策略的特点进行了比较,做出了关键交叉口公交优先可能导致交叉口周期变长,进而整体上破坏公交优先效益和社会车辆效益的推断。     

连续流交叉口通行效率仿真分析

针对现有交叉口左转车流与直行车流交叉冲突,车流不连续,运行效率低的问题,选取国外多个城市已经投入使用并取得良好效果的连续流交叉口为分析研究对象。介绍了连续流交叉口基本概念,在连续流交叉口车流组织和信号控制方案的基础上,利用Vissim仿真软件构建了连续流交叉口运行仿真模型,选取车辆延误为评价指标,对连续流交叉口的通行效率进行了评价分析。研究结果表明:随着连续流交叉口主信号交叉口与预信号交叉口间距的不断增加,左转车辆的平均延误没有明显变化,而直行车辆的车均延误缓慢增加;连续流交叉口左转车辆的车均延误较传统交叉口减少25%;直行车辆的车均延误较传统交叉口减少45%。