短连线信号交叉口的元胞自动机模型

提出了短连线交叉口元胞自动机交通流模型.采用开放性边界条件,模拟了短连线交叉口的交通流.研究了交通信号灯控制下短连线交叉口的交通流特性.分析了相位差、连线长度、信号周期、产生概率、消失概率对交通流的影响.结果表明:相对于长连线交叉口来说,短连线交叉口交通流量不仅决定于上游交叉口的通行能力,而且与连线长度、信号周期和相位差相关;连线长度确定时,存在使主干道和支线交通流量达到最大的最佳相位差;随着连线长度的增大,相位差对主干道和支线交通流的影响逐渐减弱;在最佳相位差时,信号周期长度对交通流量无明显影响.     

短车道对信号交叉口通行能力影响研究

针对交叉口进口道拓宽后形成的短车道,由于其长度的限制,存在因车辆排队溢出而造成阻塞的问题,结合交通流理论和概率论的相关成果,从定性分析和定量计算两方面研究了短车道排队阻塞对信号交叉口通行能力的影响。针对3种不同的信号相位方案,建立了考虑短车道潜在排队阻塞情况下的车道组通行能力计算模型,并通过仿真对模型进行了检验。在此基础上,进行了短车道条件下相关因素对信号交叉口通行能力影响的敏感性分析。研究发现在交叉口进口道存有短车道条件下,短车道长度、信号相位方案对通行能力起主要影响;同时对通行能力而言,存在最佳信号周期。     

等权无信号控制交叉口通行能力研究

本文通过对北京市各类型无信号交叉口的大量实地调查发现，北京市无信号交叉口具有通行权相等的特征。本文研究了影响此类等权交叉口通行能力的主要因素，并根据交叉口实际运行情况，提出了新的无信号交叉口通行能力定义。在此基础上本文建立了”非冲突最大流”通行能力计算模型，本模型认为无信号交叉口具有车辆交替通过的特征。通过一些实例计算，应用本模型计算出通行能力的理论值与实际最大通行流量的平均误差为7．8％。     

平面交叉口人行横道和停车线的设计研究

通过对徐州市一些平面交叉口的实地观测和分析,提出系统研究和正确设计交叉口人行横道和停车线位置的必要性。基于通行安全、车辆顺畅和通行能力约束,将交叉口人行横道和停车线的设计理论系统化、更优化,建立了平面十字形交叉口人行横道和停车线设计的基本模型,并通过对信号交叉口通行能力的计算分析,提供了进一步优化停车线位置的途径,实例验证了模型的正确性、有效性。最后,结合VISSIM软件仿真给出了不同等级道路相交时的一些设计值。     

环形交叉口多车型混合车流的通行能力模型

已有的环形交叉口通行能力模型是假设车流为单一车型车流,而实际运行的车流多为混合车流,因而建立多车型混合车流的通行能力模型是十分必要的。本文运用间隙接受理论,通过概率分析方法,考虑环形交叉口多种混合车型条件下的通行能力,从而建立了环形交叉口的通行能力模型,并且通过迭代得出环形交叉口混合车流条件下总的通行能力,发展了混合车流通行能力理论。通过与已有模型的通行能力和观测通行能力的对比分析可知,该模型的理论通行能力与观测通行能力更加吻合,并为环形交叉口通行能力计算提供了理论依据。     

四路停车控制交叉口通行能力计算

基于实际调查和观测分析,采用冲突技术法建立了机非混合交通流条件下四路停车控制交叉口机动车流的通行能力计算模型,进一步提出了422型和444型四路停车控制交叉口共用车道和拓宽路口通行能力的计算方法。通过对比冲突技术法推荐模型计算通行能力与典型交叉口观测通行能力和车队分析法计算通行能力,验证了通行能力计算模型的有效性。此外,探讨了行人流和非机动车流对机动车流通行能力的影响。最后,计算分析给出了422型和444型四路停车控制交叉口行人和自行车流量与交叉口机动车流通行能力的回归关系式,为四路停车控制交叉口通行能力的确定提供参考。     

城市道路平面交叉口设计过程质量控制研究

针对目前国内城市道路平面交叉口设计的理论及应用问题,基于质量控制理论、"交叉口时空一体化设计"和"以人为本"的设计方法提出了交叉口设计过程的质量控制模型;分析了交叉口4个不同设计阶段的校验指标;建立了交叉口设计过程的6个强约束校验指标及其计算模型,包括:多股车流冲突通行能力校验、左右转车道校验、行人等待时间校验、短车道校验、考虑行人、非机动车通行时间及机动车消散时间的机动车通行空间校验以及最小绿灯时间校验.杭州市某典型交叉口改善设计表明该模型可显著提高平面交叉口设计的效率和效果.     

短连线交叉口信号配时优化

针对短连线交叉口传统信号配时方案造成的车队排队超过路段距离,车流上溯诱发上游交叉口拥堵的难题,建立信号周期模型。以通行能力与车均延误时间之比最小为目标函数,以进口道车辆最大排队长度为约束条件,利用线性规划理论求解,同时探讨模型成立条件。最后选取实例,进行验证,仿真后提出相应评价参数与传统信号配时方案进行对比。     

基于短连线的过饱和信号交叉口最大延误模型

为了解决过饱和状态下短连线的信号交叉口路段长度对延误影响的问题,推导出了基于短连线的过饱和信号交叉口最大延误模型。首先分析经典延误模型的盲区:在连接短连线信号交叉口车辆排队长度达到路段长度后,排队车辆就不能再增加;然后利用排队长度与延误关系推导出适用于该状态下的延误模型,并且提出当短连线相连2个交叉口信号相位差为0时所计算出来的延误是最大延误;最后通过算例对比了提出的延误模型与定数理论延误模型。结果表明:路段长度限制对于过饱和状态下连接短连线的信号交叉口延误的计算有很大影响,所提出的方法能够有效解决这一问题。     

短连线交叉口控制方案优化研究

基于短连线交叉口拓扑结构,应用Store-and-Forward理论和排队论理论描述路段上车辆的到发平衡状况.重点研究交叉口处控制参数的优化.其中参数的优化包括相位差的优化和绿信比的优化.在保证各需求个体具有公平的道路使用机会的前提下,以避免短支路上排队上溯和干道上需求的快速疏散为目的,综合考虑排队大小及排队急迫程度2个指标,建立1个特殊的非线性规划模型.模型从安全、高效、公平3方面限定相位绿灯时间的阈值,而模型的求解工作则通过Frank-Wolfe算法完成.仿真结果表明:该优化模型能够有效阻止短连线进口道上排队上溯,同时还能提高整个交叉口的通行能力.      

单向交通条件下信号交叉口通行能力计算方法

为科学合理地指导单向交通的规划和设置,对单向交通条件下信号交叉口通行能力的计算问题进行探讨。在进行单向交通对交叉口交通影响分析的基础上,对不同信号相位、不同单向交通设置形式进行分类讨论并给出计算公式。最后通过具体实例的计算比较,证实给出的计算公式具有较高精度,可为行业标准及规范的制定提供参考。     

城市道路绿波控制系统延误评价

针对城市道路交叉口绿波协调控制下车流驶出交叉口模式进行了分析,并对原问题提出一定的假设,利用车流离散原理获取车辆到达系统内部交叉口进口的流量分布形式,以此为基础形成了比较明确的绿波系统延误评价方法。     

临界饱和状态交通干线协调控制模型

为提升临界饱和状态下干线车流通行效率，提出了一种基于冲击波理论的干线双向信号协调控制方法。首先，建立了考虑车速变化、转向比例、车道变化等因素的干线交通流模型，分析了临界饱和交通干线交通流运行状态与各参数间的关系。第二，构建了以干线双向通过量最大化为优化目标的混合整数线性规划模型，通过优化干线公共周期和各交叉口绿信比以提高干线通行能力。第三，构建了以延误最小化为优化目标的二次规划模型，并提出了相应的求解算法，通过优化相位差和相位方案实现了干线交叉口的信号协调。临界饱和交通干线协调控制模型由通过量最大化模型和延误最小化模型构成，考虑各交叉口间的制约影响关系，有效避免了排队滞留、溢出、交叉口“死锁”等现象。采用两阶段优化方法，通过通过量最大化模型优化周期及绿信比，继而应用延误最小化模型优化交叉口相位方案及相位差，获得干线系统双向信号协调最优控制方案。最后，应用临界饱和交通状态干线协调控制模型对南京市中山东路10个交叉口进行了信号协调优化，并对优化结果进行了仿真分析。结果表明：临界饱和交通状态干线协调控制模型能对双向临界饱和干线的信号控制方案进行优化，与对照方案相比，优化方案的双向总交通量提升了21.9%，车均延误降低了63.1%，通行能力与服务水平提升显著。     

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。      

典型信号控制交叉口行人专用相位设置阈值研究

针对目前城市道路交叉口中人车混行现象,综合考虑效率与安全两方面因素,选取延误成本和冲突成本分别作为效率与安全的评价指标,构建有(无)行人专用相位信号控制模式的交叉口运行成本模型.模型的延误成本中,行人和非机动车延误考虑了信号延误、冲突延误以及绕行延误;冲突成本则基于交通冲突理论,以车头时距判断机动车与行人和非机动车是否发生冲突为指标,并根据机动车及行人和非机动车达到分布确定冲突概率.最后,通过北京市四道口交叉口验证了该模型的适用性,并基于遗传算法求得典型信号控制交叉口中行人专用相位设置的阈值在750~900人/h浮动,随着车流量的增长,行人专用相位的设置对行人流量的要求呈现先降后升的趋势.为城市道路交叉口信号配时设计提供了理论支撑,保障行人及非机动车安全、舒适、方便、尊严的出行.      

普通国省干线公路无信号控制交叉口安全评价

干线公路无信号控制交叉口交通事故多发,严重影响干线公路网的安全性。从导致交叉口不安全的影响因素出发,提出交叉口设施规范偏离度的概念,并分别计算交叉口几何特征、交通标志、交通标线和照明设置的规范偏离度。在此基础上,考虑交通流处于理想运行状态和实际运行状态,分别建立交叉口的理想评价模型和修正模型,进而建立综合模型,对交叉口做出安全评价。另外,利用专家调查法和层次分析法确定各影响因素的权重,根据综合模型计算交叉口的潜在危险度,并据此将交叉口安全等级划分为A—D级。     

Shockwave-based queue estimation approach for undersaturated and oversaturated signalized intersections using multi-source detection data

With the progress of information and sensing technologies, estimating vehicular queue length at signalized intersections becomes feasible and has attracted considerable attention. The existing studies provided a solid theoretical foundation for the estimation; however, the studies have some restrictions or limitations more or less. This paper presents a new methodology for estimating vehicular queue length at signalized intersections using multi-source detection data under both undersaturated and oversaturated conditions. The methodology applies the shockwave theory to model queue dynamics. Using data from probe vehicles and point detectors, analytical formulations for calculating the maximum and minimum (residual) queue lengths of each cycle are developed. Ground truth data were collected from numerical experiments conducted at two intersections in Shanghai, China, to verify the proposed methodology. It is found that the methodology has mean absolute percentage errors of 17.09% and 12.28%, respectively, for maximum queue length estimation in two tests, which are reasonably effective. However, the methodology is unsatisfactory in estimating the residual queue length. Other limitations of the proposed models and algorithms are also discussed in the paper.     

环型交叉口公交优先通行措施及其影响研究

结合环型交叉口的特点,探讨环型交叉口施行公交优先措施的先决条件及其具体设置参数。在此基础上,运用间隙接受理论提出实施公交优先措施后交叉口通行能力的计算方法。最后结合实例对公交优先措施实际效果以及它对通行能力的影响进行研究。     

交叉口通行能力的综合计算法

交叉口通行能力的大小直接影响到整个路网效率，提高交叉口的通行能力是目前道路网的重要目标之一。然而，交叉口处固有的通行能力大小，是交叉口本身的特性所决定的，同时这也与车辆等诸多因素密不可分。本文引入交叉口极限通行能力的有序度的概念，为交叉口通行能力的计算给出一种简便而又通用的算法。