基于XML的交通信号控制标记语言

针对我国城市交通信号控制系统建设中由于通信协议标准而导致的互换性和交换性问题,在分析可扩展标记语言特点的基础上,提出了交通信号控制标记语言,并探讨了交通信号控制标记语言的数据层次框架、模式和实施技术方案。     

SignalML结构模型和应用

交通信号控制硬件和软件技术的发展,产生了多种交通信号控制器之间的不兼容问题。为了实现交通信号控制器之间以及交通信号控制系统之间的信息交换,本文结合XML的发展,在NTCIP应用层上提出了SignalML信号控制标记语言,用来统一描述、包装、存储以及传递信号控制数据的格式,便于交通信号控制系统内部以及控制系统与其他外部交通系统之间可以基于这一标准方便地进行信号控制信息的交换和共享。本文尝试建立了SignalML的结构模型,最后运用该模型在北京市交通信号灯试验平台中进行了应用。     

基于Agent的城市道路交通信号控制方法

将Agent技术与Q学习算法相结合,应用到交通信号控制系统中,提出基于Agent技术的城市道路交通信号控制方法,建立了基于Agent的单交叉口信号控制结构模型,并阐述了Q学习机制的实现方法.系统根据交叉口基本的路况信息,以及实时采集到的交通量,通过加强学习的奖惩机制来动态调整不同相位的通行权及信号配时时长.当奖惩值为加强时,保持该相位通行权,并适当延长绿灯时间;当为惩罚时,则相应缩短绿灯时间或将通行权切换到下一相位,实现自适应控制,减少路口排队车辆的平均延误.通过对一个四相位交叉口进行仿真研究,与定时控制相比,控制效果得到明显提高.     

基于PC端的交通信号控制实验平台的研制

概述了基于PC端的道路交叉口交通信号控制实验平台的设计,利用Visual Basic语言设计出交通信号控制实验平台,将复杂的交通信号配时设计过程模块化、可视化;并利用该实验平台对某交叉口进行了信号控制方案设计。     

一种基于模糊逻辑-遗传算法的城市单交叉口交通信号控制方法

针对传统的单交叉口交通信号控制方法考察不全面和运算量大等缺陷，引出了“大相位”的概念。提出了一种基于模糊逻辑-遗传算法的城市单交叉口交通信号控制方法，通过分析和仿真，对该信号控制方法的有效性进行了验证。仿真结果表明，该方法有效地提高了控制效果和计算效率，特别是在路口交通量相差较大和变化较快的情况下。     

城市交通干线双向绿波带控制技术研究

针对目前大部分中小城市交通干线拥堵现象和道路现有的交通信号设施设备,提出1种定时双向绿波协调控制策略.通过对城市干线交通控制策略及其控制方法的研究,在MaxBand核心模型的基础上,以双向绿波带宽和最大为目标,引入启动清空时间,利用LinGo软件计算模型获得更精确和符合实际的相位差,保证了绿波带宽的有效性,降低了车辆停车率和平均延误时间.实际应用表明该方法能有效改善主干线的交通运行现状.      

车联网环境下连续信号交叉口协同控制模型

智能交通信号控制技术是缓解交通拥堵的重要手段。为解决传统强化学习算法应用到连续多交叉口的局限性问题，提出了1种基于上下层神经网络的连续交叉口交通信号控制模型。控制模型由下层神经网络选择当前状态下可能的最优控制策略，再由上层神经网络根据各路口车均延误进行二次调整，将最终控制策略应用到多交叉口的相位配时中。以典型连续3个交叉口为例，通过SUMO仿真平台对模型进行仿真验证，在低与高饱和度下，该控制模型分别对车均延误降低了23.6%和26%，排队长度降低了8.4%和9.4%。实验数据表明，该模型可有效提高连续交叉口道路通行能力，为缓解城市交通拥堵提供了1种有效技术手段。      

MDP下基于特征表示强化学习的自适应交通信号控制

将传统强化学习算法应用到交叉口自适应交通信号控制中,存在着维数灾难的问题,即状态和动作空间大小随着交叉口的增加而呈指数增长。因此,将交叉口自适应交通信号控制问题看成马尔科夫决策过程(MDP)问题,通过有效地利用基于特征的状态表示和线性平均函数估计思想,减少了计算复杂度,保证了收敛性。在设置的多交叉口交通环境下,仿真试验表明:在不同的交通需求水平和车流到达分布下,此算法均优于定时控制和传统的强化学习算法,并且其参数θ和学习步数是收敛的。     

基于多智能体系统的城市交通控制与诱导集成化研究

首先分析城市交通信号控制与动态诱导系统集成的特点及多智能体系统的原理,在此基础上提出基于多智能体系统的城市交通信号控制与交通诱导集成系统的体系结构以及两类相互作用的智能体模型结构：交通信号控制智能体模型及动态交通诱导智能体模型,以交通信号控制智能体模型为主,分析其内在结构和作用机制,最后分析总结了未来研究展望。     

SCOOT和ACTRA信号控制系统分析

介绍了SCOOT和ACTRA交通信号控制系统的系统概况、系统结构及特点,并在此基础上对2种系统各自的优势进行了对比分析,最后介绍了2种交通信号控制系统目前在北京市的应用情况。     

城市交通控制系统信号控制单元集成化研究

在分析当前城市交通信号控制系统发展趋势的基础上,针对我国城市交通实际应用中存在的各类信号控制单元自成体系难以统一的问题,提出了一个实用的信号控制单元集成的解决方案,首先介绍集成化城市交通控制系统,然后介绍信号控制单元集成化方案的功能框架和技术实施方法,从而实现了一个控制系统软件可以兼容多种不同型号信号机的目标,并且在实际系统开发中获得了应用。     

交通控制测试体系的公交优先系统应用研究

随着传感器、信息技术等的发展,交通控制的概念已经由传统的、单一的交通信号控制向集交通信号、交通诱导、交通信息采集与处理以及基于车载的交通诱导等为一体的、集成化、协同化的智能化交通控制系统转变。目前,国内对于智能化交通控制系统缺乏一套有效的测试体系,从而造成了交通控制系统上下端设备的性能、功能差异非常大,交通控制系统产品市场监察手段缺失,交通管理的效率和成本得不到有效控制。公交优先系统在国内发展尚处起步阶段,公交优先相关技术和系统的应用是否成熟,功能、性能是否能够满足当前需求,系统的可靠性、容错性等是否满足工程建设及应用的要求,是使用者关心的核心部分。本项目首先简要介绍智能化交通控制系统的测试体系,并应用该测试体系,研究分析公交优先系统的测试需求,并提出了针对北京市公交优先信号系统的测试方案。     

信号周期时长优化方法研究

分析传统交通信号控制系统中周期时长优化存在的问题,为适应混合交通自适应控制系统进行区域或干线战略控制和战术控制的需要,构建了基于双层规划的信号周期时长优化模型,借助分层迭代的思想,通过改进粒子群优化算法求解双层规划模型。利用Vissim仿真长春某一实验路网的不同交通状态,对模型和算法的有效性进行对比验证。     

多相位交叉口半幅路权控制系统及其变形的设计方法

对一种多相位交叉口的半幅路权交通控制系统,进行了实现条件分析,给出了该类系统对应的整幅路权系统的相位和相位顺序的拓扑结构特征,从而有利于从已有的整幅路权系统的设计经验入手设计半幅路权控制系统及各种变形。文中给出了半幅路权交通控制系统各种可行的设计方法。此半幅路权交通控制系统可以使放行机动车的路面利用能力提高1倍,提高行人的过路能力达4倍,并成倍提高整个城市路网的放行能力。     

Design of Reinforcement Learning Parameters for Seamless Application of Adaptive Traffic Signal Control

Adaptive traffic signal control (ATSC) is a promising technique to alleviate traffic congestion. This article focuses on the development of an adaptive traffic signal control system using Reinforcement Learning (RL) as one of the efficient approaches to solve such stochastic closed loop optimal control problem. A generic RL control engine is developed and applied to a multi-phase traffic signal at an isolated intersection in Downtown Toronto in a simulation environment. Paramics, a microscopic simulation platform, is used to train and evaluate the adaptive traffic control system. This article investigates the following dimensions of the control problem: 1) RL learning methods, 2) traffic state representations, 3) action selection methods, 4) traffic signal phasing schemes, 5) reward definitions, and 6) variability of flow arrivals to the intersection. The system was tested on three networks (i.e., small, medium, large-scale) to ensure seamless transferability of the system design and results. The RL controller is benchmarked against optimized pretimed control and actuated control. The RL-based controller saves 48% average vehicle delay when compared to optimized pretimed controller and fully-actuated controller. In addition, the effect of the best design of RL-based ATSC system is tested on a large-scale application of 59 intersections in downtown Toronto and the results are compared versus the base case scenario of signal control systems in the field which are mix of pretimed and actuated controllers. The RL-based ATSC results in the following savings: average delay (27%), queue length (28%), and l CO₂ emission factors (28%).     

基于交通流颗粒化结构的交通控制模型

城市交通系统是一个复杂的、非线性、非结构化、强相关的随机系统,在选择适当时空尺度的交通流颗粒结构且消除或减弱了颗粒间关联的基础上,多尺度分析是交通系统一个简单而又有足够精度的问题求解方法。基于交通流颗粒化结构建立了多智能体交通控制模型,采用基于案例推理的动态参数匹配和协调冲突检验,以寻求交叉口信号控制的优化方案。最后,以广州中心区交叉口为例说明颗粒化结构分布式求解方案的可行性。     

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。      

基于Q-learning和BP神经元网络的交叉口信号灯控制

解决单交叉口信号灯最优控制问题。提出了基于强化学习的信号灯控制系统结构,应用强化学习中Q学习,将信号灯最优控制问题转变成是否切换运行相位的决策问题,提出了采用BP神经元网络实现Q学习的信号灯控制系统。应用微观交通仿真软件PARAMICS进行仿真分析,结果表明该系统能够感知交通流变化,并能够自适应地调整信号灯切换策略,以达到最优的控制效果,该方法是可行的,与定时控制相比具有明显的优势。     

新一代公路（道路）隧道机电设备综合管控系统设计

为解决当前隧道机电设备种类繁多，软件系统独立，应急处置时需人工操作多系统实现设备联动控制，以及设备缺乏预防性养护的问题，依托物联网、云计算等先进技术，建设隧道机电设备综合管控系统。系统主要功能如下： 1）将隧道外场机电设备分为PLC控制设备和非PLC控制设备，针对不同类型的设备采取不同的数据采集手段，实现对隧道机电设备状态的监测与故障报警; 2）根据相关规范要求，结合交通事件发生位置与区域影响，制定机电设备联动控制应急预案，实现隧道交通综合管控与交通诱导; 3）采集机电设备历史养护数据，依托云平台提供的大数据技术，对海量历史检测数据进行数据清洗与分析，重点关注检测数据存在异常变动的机电设备，实现机电设备“预防性养护”与差异化清洁维护。通过建立该系统，实现隧道运维阶段的智能化和信息化, 提高运营经济效益，提升隧道安全运营管理水平。     

公交信号优先技术助力北京公共交通发展

针对基于路面公交系统的道路交叉口的公交信号优先需求,通过较详细地需求分析,概述性的介绍了由优先请求生成系统、通信系统和交通信号控制系统构成的公交信号优先系统的具体实现,重点研究了公交信号优先控制技术与检测技术的实际应用,由RFID车辆检测设备、优先申请接入设备和交通信号控制器组成了公交信号优先系统的硬件扩展,由优先监视、设备管理、数据管理和统计分析4个模块组成了公交优先信号平台的软件实现。通过实例对比分析总结了公交信号优先技术应用前后公交车辆旅行时间的变化,验证了公交信号优先技术对于北京公共交通发展有实效性的推进作用。提出了道路与路口的渠化优先、专用道的使用权保障以及交通信息发布诱导等路面保障系统是公交信号优先系统产生效益的基本保障。