一种灵活的在线交通信号相位切换结构

先进的交通信号控制系统的核心是控制策略及参数模型,建立相位切换结构的目的是为控制策略实现提供基础。传统的感应及自适应控制注重切换规则及优化模型设计,通过比较各种控制策略,从美国NEMATS2标准中提出的双环相位结构入手,重新定义相位,并建立统一的搭接嵌套规则,最后形成两种模式下的在线相位切换结构。该结构的特点是能够灵活地适应交通流变化,并具有标准的描述形式。     

基于Petri网的单点信号优化感应控制

基于连续Petri网,建立交通流混合控制模型,通过分析离散化的交通信号控制混合Petri网模型,研究单交叉口交通信号感应控制问题.基于混合Petri网模型参数的分析,建立了各相位车辆总停留时间的计算方法;从库所标识与变迁使能程度间的复杂关系出发,研究了库所标识的变化规律;以车辆总停留时间最短为目标优化感应控制模型,仿真计算各相位绿灯时间.结果表明:基于混合Petri网的优化感应控制方法,4个相位的车辆平均延误显著缩短,可以较好地实现单点信号控制.     

基于间距临界值的短连线交叉口信号优化方法

应用美国NEMA标准和Paramics 仿真,首次引入间距临界值的概念,研究短连线交叉口的信号控制优化方法.首先,基于交通特性分析,按照信号控制方式将短连线交叉口分为信号合并和信号协调两类.进而构建短连线交叉口的信号控制方式选择模型,通过两个交叉口间的间隔距离与临界值的比对来判断信号控制方式的类型.基于美国NEMATS-2 标准中提出的双环相位结构,分别建立两种控制方式对应的信号相位相序设置策略和信号配时方法.最后,利用Paramics 交通仿真软件对实际调研的两处典型短连线交叉口的现状交通方案和优化改进后的方案进行仿真分析.得到的仿真评价指标结果表明,改进方案达到了优化效果,同时也说明提出的短连线交叉口信号控制方法有效且可行.     

中美交通信号控制器的标准化差异性研究

为更好地推进我国交通信号控制器的标准化,比较了我国GB25280-2010与美国NEMA TS2中美交通信号控制器在功能、分类、技术要求、参数设置、控制逻辑等方面的差异性,研究了interval、overlap、ring的定义和应用,分析了基于环的控制逻辑方法、优势,对典型交叉口的交通信号相位、灯组及接口端子进行了标准化配置,并对我国基于色步理念的配时体系提出了标准化改进的建议。研究发现采用基于双环8相位的交通信号控制方法,既避免相位冲突,又易形成搭接相位,操作起来标准且简单。     

基于间距临界值的短连线交叉口信号优化方法

应用美国NEMA标准和Paramics 仿真，首次引入间距临界值的概念，研究短连线交叉口的信号控制优化方法.首先，基于交通特性分析，按照信号控制方式将短连线交叉口分为信号合并和信号协调两类.进而构建短连线交叉口的信号控制方式选择模型，通过两个交叉口间的间隔距离与临界值的比对来判断信号控制方式的类型.基于美国NEMATS-2 标准中提出的双环相位结构，分别建立两种控制方式对应的信号相位相序设置策略和信号配时方法.最后，利用Paramics 交通仿真软件对实际调研的两处典型短连线交叉口的现状交通方案和优化改进后的方案进行仿真分析.得到的仿真评价指标结果表明，改进方案达到了优化效果，同时也说明提出的短连线交叉口信号控制方法有效且可行.     

公交优先控制策略的多约束弹性框架探讨

为了协调不同交通主体的通行权益和实现约束条件层面的公交优先,首先,介绍双环相位结构的相位组合方案和相位切换方案;其次,深入研究了三个边界时间参数计算和取值方法,基于各参数在信号控制中的作用制定了约束等级;再次,解析了边界时间参数在双环相位结构下由于不同交通主体通行需求以及相位组合切换产生的两种矛盾,随之依据约束等级构建约束框架协调了上述矛盾;最后,设置弹性的边界时间参数构建弹性约束框架。结果表明基于多约束弹性框架的公交优先控制策略可以稳定地控制和降低公交车辆车均延误。     

双环相位结构约束下的强化学习交通信号控制方法

随着信息技术的快速发展,近年来深度强化学习方法在交通运输领域得到广泛应用,特别是在交通信号控制领域,已成为当前交通信号控制发展的重要方向。本文针对强化学习在交通信号控制领域应用中存在的随机相位选择导致无法实际应用的问题,提出了一种考虑NEMA双环相位结构的单点交通信号控制强化学习方法。以典型十字交叉口的NEMA双环相位结构为约束,设计优化了在相位切换决策过程中智能体的控制结构,通过增加1个智能体决定前置和后置相位顺序以提升相位切换的灵活性、部署2个智能体决定前置相位是否切换、设置1个智能体同时切断后置相位绿灯,通过经验共享机制,有效降低了状态-动作空间维度,提高了智能体训练效率。在此基础上,采用定制化PPO算法,基于SUMO仿真平台分析了不同交通需求、不同信号参数等场景下的单点深度强化学习信号控制方法的效果。结果表明,在高中低不同交通需求下,本文的方法都优于传统的固定相位相序方法。     

路段按钮式人行横道信号控制方案设计

针对机动车和行人流量波动较大的路段,定时控制会导致相位浪费,对现有人行横道感应信号控制方案进行优化,提出新的按钮式感应控制方案。该方案首先检测路段车流,根据车流情况选择采用行人优先方案还是机动车优先方案进行行人相位配时,两种方案都保证机动车最小相位,同时也考虑行人的可忍耐时间。     

基于CTM的信号优化设计及求解

为合理控制交叉口交通流,优化相位方案和信号配时,基于元胞传播模型和双层规划方法进行信号优化设计。以交叉口入口引道交通流为研究对象,改进元胞划分及其状态描述方法,建立了交叉口元胞传播模型;以相位优化问题为上层规划,以配时优化问题为下层规划,同时优化信号相位和配时。应用精确罚函数法转化下层规划后,集成遗传算法和混沌优化方法,设计了信号优化求解算法。实例计算结果表明:该算法克服了混沌优化在大范围内失效的缺点,提高了遗传算法的局部搜索能力和搜索精度,与相位固定的感应控制相比,车流总延误为270.2pcu.h,总延误减少了5.6%。     

信号交叉口控制相位的流线动态优化组合方法

在现有城市交叉口单点定时及感应信号控制方式中,相位交通流线不能动态组合,在交叉口各流向车辆到达波动较大的情况下,部分流向将产生绿灯损失.为了减少车流到达波动较大交叉口的通行时间损失,提出一种新的相位流线动态组合控制策略.通过引入交通流线相容性概念,将交通流线向量化并进行向量计算寻找相容交通流线.采用流线的逻辑运算确定可行相位组合,以相位绿灯损失最小为原则,得到周期最优控制相位流线组合.该方法能适应交叉口进口流线车辆到达随机波动较大的状态下,实时生成控制相位的流线组合,减少交叉口延误,提高通行效率.     

交叉口单点感应信号控制优化设计

介绍交叉口感应信号控制的优越性和局限性、基本工作原理以及控制参数。借助于VISSIM软件,对单个交叉口进行感应信号控制设计,以车辆和行人平均行程时间作为评价指标,对该交叉口进行定时信号控制和感应信号控制仿真比较分析,得到较为理想的结果。     

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为了减少车辆通过路口的延误,采用云模型建立控制策略,运用Q-学习改进控制模型的参数。路口信号控制智能体通过感知系统获得车辆到达信息,根据信号控制规则集和车辆到达信息采取符合控制策略的控制行为改变当前信号状态。信号控制的关键规则采用二维正态半云描述,利用二维前件云发生器生成针对不同交通状态的控制策略。云模型中的主要参数通过Q学习算法进行优化,以总停车延迟作为目标函数经过迭代产生针对不同交通量的云模型最优控制方案。最后,使用仿真软件对传统控制方式和基于云模型的控制方式进行比较,仿真结果表明,基于云模型信号控制方法的控制效果优于定时控制和感应控制。     

基于行车安全场模型的交叉口车辆控制算法

为了提高网联环境无信号交叉口自动驾驶车辆的行车安全与通行效率问题,首先,建立无信号交叉口的行车安全场模型,构建包括车辆动力性能、制动性能以及通行交叉口所有车辆行车风险的目标函数,并设定相应的约束条件;然后,采用模型预测控制方法优化驶向交叉口车辆的行车策略;最后,基于VISSIM、MATLAB和NS3构建联合仿真试验平台,分别以车辆碰撞冲突类型、行车风险改善和道路拥堵程度验证并分析算法性能. 试验结果表明:在车流量和流量容积比大于1.0时,相比于传统的感应控制系统,本文提出的算法在延误时间、行程时间、冲突数目和通行能力的收益率分别大于90%、10%、10%和5%;在通信延迟低于100 ms,数据丢包在35%内,仍能够保证交叉口内车辆的通行效率.      

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.      

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模糊控制器的应用于1977年首次在文献中提出,其中指出对于有简单绿灯延时控制的单车道交叉口,模糊控制器比车辆感应式控制器更具优势。此后,模糊控制器有了进一步发展,关于交通信号控制的模糊逻辑方法的研究也进一步深入,该方法被陆续应用于无转向车流的双车道交叉口、无限制的单车道交叉口、多交叉口、相位顺序和相位时长控制、拥挤交叉口和路网等等,尤其在高负荷和不均衡交通流条件下表现出优于传统交通信号控制方法的特性。模糊逻辑方法可以改善自适应交通信号控制,改变自适应控制器和TMS的整个决策过程,很大程度上改善未来的交通需求管理方法,然而这类交通信号控制和交通需求管理方法的实际应用并不多见。在诸如沙特阿拉伯这样的发展中国家,学者应根据本国的特有情况研究基于模糊逻辑的交通信号控制与TMS的发展潜力,从而减少拥挤导致的各种损失。     

区域高峰时段多向绿波控制策略

从感应控制思想着手,采用面控的策略,寻找缓解城市一个区域道路交叉口高峰时期拥堵的有效方法。提出基于交通流相容性原理的协调式感应控制方案,针对城市交通高峰时期,在单条路径实现绿波控制的基础上,根据检测器检测信息实施区域多向绿波带,以提高区域交通信号的控制效率,使整个区域的通行能力达到更大和延误更小。最后用一简单路网说明该控制策略的思想。     

An approach to optimize the settings of actuated signals

Traffic-actuated signal employs relatively complex control logic to regulate traffic flow.Introduction of control variables into the traffic-actuated system contributes to system operational flexibility and complexity,and also complicates the system with uncertainties.The paper proposes two tentative methods to optimize the actuated signal parameters:basic requirements of controller parameters and analytical model,and macroscopic computer simulation.It is concluded that when the actuated signal operates wit...     

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城市交通道路中很多都采用了干道协调加单点感应模式,实施公交信号优先（TSP）,公交专用道通行相位一般为协调相位,这要求优先策略满足周期稳定的要求.考虑协调控制的约束,以实际关键交叉口为对象,通过VISSIM-VAP模块实现了满足特定约束的TSP策略控制逻辑.仿真分析不同流量条件下TSP策略对最佳周期的影响以及单位绿灯延长时间、初始绿灯时间等关键控制参数的优化方法.结果表明：在特定流量组合下,与传统TRRL公式法相比,增加周期存在一定效益;单位绿灯延长时间、优先相位初始绿灯时间的取值均需考虑特定的流量条件;且对比发现,红灯早断策略的效果略优于绿灯延长策略.     

Matlab Based Human & Hardware-in-Loop Simulation for the Study on Vehicle Stability Control

Notation a—distance from the centre of gravity(c.g.) to thefront axle (m) ay—vehicle lateral acceleration, positivetowards left (m/s2) b—distance from the c.g. to the rear axle (m) Fyf—front tyre lateral force (N) Fyr—rear tyre lateral force (N) Iz—vehicle moment of inertia about yaw axis(kg·m2) K1—rear tyre cornering tyre stiffness (N/rad) K2—front tyre cornering tyre stiffness (N/rad) m—mass of the vehicle (kg) R—wheel radius (m) tf—track width between the front wheels (m) tr…