基于遗传算法的交通流控制优化模型

在交通流控制理论基础上建立了在交叉口空间渠化及信号相位相序给定的条件下,考虑机动车与非机动车的延误(服务水平)约束条件,机动车通行能力最大的优化模型。利用遗传算法搜索全局最优的特点,运用遗传算法与梯度法相结合的混合算法对模型求解,并通过优化实例计算,验证了该方法和模型,为信号交叉口交通流的协调控制优化研究提供了新思路和新方法。     

行人交通控制信号设置方法研究

系统地分析了设置行人交通控制信号的必要性，并对其设置方法作了详细研究，针对混合交通流建立了确定行人信号相位及其通行时间的定量模型，其成果对于提高中国城市信号控制交叉口的交通控制效果、进一步研究行人交通问题有着重要的理论意义和实用价值。     

信号交叉口左转非机动车影响分析

为了研究信号交叉口各交通流的相互影响,以便对其进行更为合理有效的信号控制,分析了四路平面信号交叉口的交通流冲突,并应用接受间隙理论,通过实际观测数据得到了左转非机动车穿越分布规律,推导了左转非机动车穿越数及滞留数计算公式;通过定量分析,最后得到了左转非机动车对直行机动车的影响模型,为设置非机动车专用信号相位提供了理论依据,同时为信号交叉口的信号设计,特别是非机动车专用信号相位的设置、分析和研究提供了新思路和新方法。     

混合交通信号控制相位切换及其评价

本论文重点讨论的是影响信号灯交叉口通行效率和安全性的信号相位变换问题及其评价。研究中综合考虑了机动车和非机动车以及行人交通通过交叉口的特征，把最佳交通效率和交通安全性作为相位变换的准则，从而给出交通信号相位变换及其参数的确定方法和相应的数学模型，最后推荐两种通行方式用于我国混合交通交叉口。本论文的研究成果对于提高混合交通条件下信号灯交叉口的交通控制效果和确保交通安全性具有重要意义和使用价值。     

混合交通流条件下城市环形交叉口通行能力研究

为了研究混合交通流条件下城市环形交叉口的通行能力,分析城市环形交叉口混合交通流的运行特征。简化行人与非机动车的个体性,突出其群体性,将行人与非机动车作为一个整体,以当量人群描述行人与非机动车组成的交通流;以当量人数为自变量,当量人群群个数为因变量,应用回归分析的方法建立城市环形交叉口当量人数与当量人群群个数的关系模型,选择三次函数表示当量人数与群个数的关系模型;应用假设检验的方法研究城市环形交叉口当量人群的到达时距分布,验证当量人群的到达时距分布服从移位负指数分布;以M3分布描述环道车流的车头时距分布;将城市环形交叉口的当量人群和环道车流作为独立优先交通流,研究城市双车道环形交叉口与三车道环形交叉口入口处的混合交通流冲突特征。结合城市环形交叉口的当量人群、环道车流的到达特征以及城市环形交叉口入口处的混合交通流冲突特征,应用间隙-接受理论分别建立混合交通流条件下城市双车道环形交叉口与三车道环形交叉口的通行能力模型,应用概率论建立混合交通流条件下城市环形交叉口共用车道情况下的通行能力模型。实例分析表明,所建立的通行能力模型能较好地反映混合交通流条件下我国城市环形交叉口的实际情况。     

城市信号交叉口自行车及行人到达与释放规律

在我国城市交通管理中,对城市信号交叉口处机动车、自行车和行人的混合交通流的有效组织是交通通畅运行的关键。在交通调查的基础上,利用数理统计方法分析城市信号交叉口自行车及行人的到达与释放规律,提出城市信号交叉口自行车及行人的到达分布模型,对城市信号交叉口自行车流的释放饱和流率、释放速度和行人步速进行标定,并对信号交叉口自行车流及行人的交通特性形成原因进行分析。研究结果可应用于城市信号交叉口混合交通控制及管理。     

交叉口混合交通流高维多目标信号优化控制

为提高我国城市道路交叉口混合交通流智能信号控制的效率,提出一种基于高维多目标进化算法的交叉口混合交通流信号智能优化控制方法.首先,提出一种新的高维多目标进化算法GRMODE,设计了新的算法模型并改进了Pareto支配排序等多项关键技术;其次,设计了基于GRMODE算法的交叉口混合交通流高维多目标信号优化控制模型,提供5项控制目标最优的信号控制方案.在南京市交叉口信号控制中的仿真实验结果表明,基于GRMODE算法的控制模型能够使交叉口机动车平均延误、停车次数、通行能力、非机动车平均延误及行人等待时间等多项性能指标同时达到最优,提升交叉口智能信号控制效率.     

信号交叉口广义延误模型研究及应用

为了对信号交叉口的配时方法进行优化,兼顾行人和非机动车的交通利益,减少混合交通的总延误时间,分别对机动车、非机动车、行人的信号交叉口延误计算方法和饱和流率进行分析,提出了以混合交通所有交通参与人的总延误最小为优化配时目标的广义延误模型,并采用非线性规划的方法搜索最优周期和各个相位的有效绿灯时长。应用分析表明,按照这一方法进行配时,人均延误比传统配时方法有所降低。     

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.      

机非混行平面交叉口交通设计理论研究

对机动车与非机动车混行条件下平面交叉口的交通设计进行深入、系统地研究。在分析大量实测数据的基础上,对信号控制交叉口自行车交通流的运行特征进行分析,建立自行车交通流的相关模型;在理论分析和实践的基础上,形成机非混行平面交叉口交通设计理论与方法。这些理论与方法的建立将为解决城市混合交通问题奠定基础。     

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。     

干线协调控制中公共周期优化方法研究

现有线控公共周期确定取决于关键交叉口交通状态，其目的是满足交通状态最差的交叉口不会产生过饱和现象，但未考虑对实际线控效果影响且可能增大其他交叉口延误。文章分析了周期调整对延误和通行能力产生的影响，确定了干线协调下公共周期的调整区间。在此区间内以交叉口实际间距与理想间距偏差为优化目标，采用优选出的鲁棒简面体爬山法优化目标函数实现绿波带最宽。实证表明所提出的优化方法得到的绿波带和平均延误好于数解法，且对通行能力影响很小。     

基于移动控制代理技术的交叉口交通信号控制算法

基于移动控制代理技术和“当地简单,远程复杂”的控制思想,提出了一种新型的交叉口交通信号控制算法。采用移动控制代理软件把多种交叉口信号控制算法“打包”成可在计算机网络上分发的移动控制代理(Mobile Control Agent,MCA);由位于远程监控层的网络调度器,根据交叉口实时交通流状况向交叉口信号控制器派遣或召回相应的MCA,从而实现“按需控制”。这种做法可降低交叉口信号控制器所需的内存等计算资源,实现低成本自适应智能交通信号网络化控制。     

信号控制下交叉口延误计算方法研究

为了对交通信号控制参数进行优化,需要对交叉口延误进行定量的分析与计算。根据信号控制交叉口理论,在以往定时信号延误研究的基础上,基于交叉口一个进口方向的车辆延误分析,针对交叉口各进口方向同时处于非饱和与同时处于过饱和交通状况,分析并推导了交叉口延误公式.并用具体的算例说明了公式的用法。公式表明了交叉口延误与信号控制参数、车辆到达率等参数之间的动态关系,为进一步研究交通信号自适应控制方法和建立交通信号控制参数优化的性能指标函数提供了信息。     

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...     

信号相位的“迟启早断”措施在交叉口交通分析中的运用

在信号灯控制交叉口中,同一通行相位中的不均衡车流对交叉口时间资源的浪费是制约交叉口服务水平的突出问题。通过实例分析了交叉口通行信号的"迟启早断"措施在解决这一问题中的有效作用,并给出了"迟启早断"相位信号配时的计算方法。     

交叉口信号控制自组织算法

为提高信号交叉口的控制效率,运用模式识别基本理论,对交叉口交通流运行状态的基本特征进行了提取,构建了信号控制模式类型与模式空间;依据定时控制、感应控制和自适应控制延误模型,运用统计模式识别方法建立了交叉口信号控制的模式分类方法;在此基础上,应用自组织理论,建立了信号控制方式之间的转换算法(自组织算法)与协商机制;最后结合哈尔滨市智能交通系统应用示范工程调查数据进行仿真。研究结果表明:交叉口信号控制自组织算法较单一信号控制方式在提高信号控制效益方面具有明显优势。     

相位相序安排与交叉口设计之间的关系

交叉口信号控制中,相位相序的安排与交叉口设计之间存在着非常密切的关系,两者之间需要相互协调、相互适应,才能充分发挥交通信号的效益。目前,由于交叉口设计与相位相序安排不适应造成的交叉口时空资源损失和事故隐患越来越多。另外,多数交通控制系统中对相位相序的优化考虑较少,更少涉及与交叉口设计相适应的调节方法。随着交叉口设计在中国的普及,它的不适应性也会凸显。因此有必要进一步研究两者之间的关系,以更大限度地提高交叉口通行能力利用率,减少事故隐患,同时为智能交通信号控制系统提供优化根据。     

借用公交专用道左转的主预信号控制方案优化

设置有路中式公交专用道的交叉口进口道存在因公交与其他车辆两股平行车流在路口同时左转、直行和右转而形成的多路交织现象，传统信号控制方案已无法消除这类交叉口相位放行造成的交织冲突问题。为解决该问题，设计了一种借用公交专用道左转的新型交叉口，规定了各流向车辆的运行规则，同时设计了主信号与预信号相位方案及相互协调配时关系。具体来说，根据公交直行车辆和其他左转、直行车辆的到达-驶离图式，分别建立各流向不同情况下车辆的延误与停车次数计算方法，以交叉口车均延误与车均停车次数加权的当量费用最小为目标，建立交叉口信号配时优化模型。为验证该优化控制策略的有效性，结合算例对传统控制方案和优化控制方案进行比较，并分析等待区长度对车辆排队演化过程的影响，确定优化方案适用场景。结果表明：相对于传统方案，优化方案增加了交叉口的通行能力，使得车均当量费用下降比例达到了32.3%；参数灵敏度分析显示，主信号等待区长度宜设置为80 m。所提出的控制策略通过借用公交专用道左转，提高了交叉口的利用效率，最大限度地降低了对公交优先策略实施的影响，能够完全消除设置有路中式公交专用道交叉口相位放行中的交通交织冲突现象，以保证交叉口行车安全。     

两相位协调控制交叉口延误计算

延误是判断信号配时是否最优以及评价城市交叉口拥挤状况的重要指标之一。和多数文献只是研究孤立交叉口的延误计算不同,主要研究两相位协调控制交叉口,该交叉口由主、次干道相交而成,主干道处于协调控制,进口车流分为未饱和与过饱和2种状态;次干道进口车流只考虑未饱和状态,在此基础上分别对交叉口各进口道在一个周期内的延误计算公式进行推导和分析,并用具体的算例说明了公式的应用。不仅为协调控制交叉口拥挤状态的判别提供了依据,同时也对不同类型交叉口的延误计算给予了有益的补充。