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针对交通网络中交叉口车流具有连续时间特性,动态信号灯的切换具有离散事件特性的情况,以四相位单交叉口为对象,考虑车辆到达的随机性,以微分包含的形式描述车辆达到率,建立了一个四相位交叉口的矩形混杂自动机模型。该模型中以车辆排队长度为连续状态变量描述连续车流动态,以信号灯状态为离散状态变量描述离散信号灯动态。在该模型基础上,分析了交叉口各个方向的输入、输出车流动态,采用矩形混杂自动机可达性分析方法详细分析了车辆排队长度的可达集,使用CheckMate 3.6 工具箱进行仿真。仿真结果表明矩形混杂自动机模型和可达性分析方法的有效性,不仅能够刻画交叉口车流的动态混杂特性,而且能够验证信号灯配时方案对车流疏导是否有效,为信号灯配时设计提供一种检验方法。     

基于神经网络的小时间粒度交通流预测模型

为解决传统车队离散模型基于概率分布假设和现有交通流预测时间粒度过大不能应用于自适应信号配时优化等问题.在车队离散模型的建模思路上,先分析了下游交叉口车辆到达与上游交叉口车辆离去之间的关系,基于此构建了基于神经网络的小时间粒度交通流预测模型.该模型以上游交叉口离去流量分布为输入,下游交叉口到达流量分布为输出,时间粒度为5 s.最后,通过实际调查数据标定模型参数并应用模型预测下游交叉口到达流量.结果表明,与Robertson模型相比,本文模型预测结果能够更好地反映交通流的变化特征,平均预测误差减少了8.3%.成果可用于信号配时优化.     

基于单交叉口的感应控制最大绿灯时间研究

分析了排队车辆与所需绿灯时间的关系,考虑车辆到达交叉口的随机特征,以车辆延误为优化目标,建立了基于双通道的交叉口感应信号控制最大绿灯时间优化模型。假设车辆到达率服从泊松分布,以十字交叉口为例,考虑不同的饱和度条件与交通量分布特征,利用VISSIM与MATLAB仿真,比较了该模型与传统方法的计算结果,验证了本文模型的正确性。     

行程时间服从混合高斯分布的车队离散模型

为充分描述异质交通流条件下的车队离散规律,为信号配时优化、公交优先控制提供理论基础.考虑异质交通流条件下车辆行程时间分布特点,采用混合高斯分布拟合车辆行程时间分布.基于此,从流量角度推导了异质交通流条件下车队流量离散模型.通过实际调查数据,分析了下游交叉口到达流率分布与上游交叉口离去流率分布之间的关系,并将本文模型与Robertson模型、实际数据进行比较分析.结果表明,本文模型能够更好地描述异质交通流条件下的车队离散规律,与Robertson模型相比,平均预测均方误差减少了27%.     

考虑车辆排放的城市信号交叉口优化控制研究

运用了考虑排放和延误综合指标的城市信号交叉口信号配时方案,针对车辆在交叉口处不同运行特征下排放量的不同,提出了将车辆通过交叉口的运行特征与排放因子结合的方法,得出了车辆在交叉口的排放模型.在此基础上建立了考虑车辆排放和延误综合指标的城市交叉口信号优化控制模型,并运用改进的遗传算法求解模型,计算结果显示该模型减少了车辆的排放,有效地缓解了城市信号交叉口处车辆排放不易消散的问题.     

考虑服务水平可靠度的单点交叉口信号配时研究

为实现单点交叉口在满足一定服务水平可靠度需求下的信号控制方案,使交叉口信号配时更合理、更符合实际,使用连续型概率分布模型分析刻画交叉口进口道车辆到达率的随机性;在考虑车辆到达率随机性的基础上,研究考虑服务水平可靠度的信号配时模型。文章把服务水平可靠度作为信号控制交叉口可靠性指标,研究其与车辆到达率随机性的关系,借助信号配时约束条件,建立信号配时模型;利用概率论方法,推导给定服务水平可靠度指标下的周期时长和绿灯时间的计算公式。仿真验证表明,该计算方法能实现交叉口在满足一定服务水平可靠度需求下信号控制方案,达到使交叉口信号配时更加合理、更有效、更符合实际的效果。     

城市道路交叉口车辆微观行驶模型

为了更详细有效地分析城市交叉口的交通运行状况,需要建立细致的车辆微观行驶仿真模型,基于对交叉口范围的划分,首先给出了交叉口进口道区域内,信号控制交叉口的绿灯,红灯和黄灯情形,以及无信号交叉口情形下车辆的到达模型,随后,对有冲突交叉口和无冲突交叉口分别给出了相应的车辆驶离模型和穿越空挡模型,最后,详细地分析了交叉口转弯车辆在出口道前沿区域的车道选择行为。     

基于时空数据的信号交叉口实时排队长度测算

为提高信号交叉口实时排队长度估计精度,判断交叉口实时交通状态,作为交叉口实时信号控制基础。以过饱和交叉口为例,利用磁频检测法,应用车辆到达离散模型及交通波理论研究车辆排队演化过程,实时计算有无专用转向相位两种情况下车辆排队长度,并通过VISSIM和MATLAB仿真软件,验证算法的精度及实用性。结果表明,算法对于工程实用性较强,排队长度实时计算误差在工程应用可接受范围内,左转相位实时排队长度模型相比直行相位排队长度模型而言精度更高。     

车联网环境下的动态Robertson车队离散模型

传统Robertson车队离散模型参数估计是基于历史数据,不能很好地反映交通流的动态变化特征,为解决这一问题,构建了车联网环境下的动态Robertson车队离散模型.考虑到车联网环境下车辆的行程时间数据易于获得,基于此可对Robertson模型的相关参数进行实时动态估计建立动态Robertson车队流量离散模型.通过实际调查数据,分析了上游交叉口车辆离去流率与下游交叉口车辆到达流率的关系,并将文中模型与静态Robertson模型、实际观测数据进行了比较分析.结果表明,文中动态模型更能反映交通流的车队离散规律,与静态Robertson模型相比,平均预测均方误差减少了30.68%.      

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.      

基于vissim的车队离散特性研究

通过对线控系统上的四个交叉口交通量数据和信号配时数据进行调查,利用Vissim仿真软件对该线控系统进行仿真,对其中一个路段上的一个断面车辆到达情况进行分析,首先改变路段的长度,对比路段长度变化前后的车队离散数据,得到车队离散特性与路段长度之间的关系;其次改变路段上车流的分布函数,对比车流分布变化前后的车队离散数据,得到车流分布与车队离散特性之间的关系。通过对车队离散特性进行分析以及研究,为城市道路网交通流优化控制提供依据。     

交叉口车辆跟驰换道模型构建及仿真

为了提高城市交叉口的通行能力、保障交通安全、研究车辆行驶规律,提出了一种新的与跟驰结合的换道概率实时判断模型。首先,从车辆运行状态出发,将交叉口车辆行驶过程分为跟驰-换道-再跟驰3个阶段;然后,在全速差跟驰模型(Full Velocity Difference Model,简称FVD模型)的基础上,将跟驰与换道模型相结合,根据3阶段建立换道概率模型,并利用实测数据进行参数标定;最后,通过模拟仿真交叉口路段,对模型影响因素进行分析。仿真结果显示,在靠近交叉口停车线过程中,车流速度浮动会趋于平稳;当离交叉口停车线距离、车辆分布情况均相同时,相同道路环境下,前方车辆中大型车辆的比例越高,车辆换道概率越大,大型车辆比例上升20%,车辆换道概率上升3%;当前方大车比例、车辆分布情况相同时,离停车线距离增加100m,车辆换道概率增加10%。这符合实际运行中车辆运行规律,可为探究其他影响因素提供参考。     

公交专用道停靠站车辆停靠特征分析

本文首先根据公交专用道停靠站的设置方式对停靠站进行了分类,然后对公交专用道车辆的停靠过程进行了微观分析,通过调查数据对车辆的到达间隔与停靠时间特征进行了分析.分析的结果表明:对于到达间隔的分布规律,公交专用道停靠站设置在交叉口上游或路段中央时,公交车辆的到达间隔服从指数分布,当停靠站设置在交叉口下游时,受到交叉口交通信号的影响,车辆的到达间隔不服从指数分布,认为车辆到站服从一般分布;对于停靠时间的分布规律,可以认为服从正态分布.本文研究的结论可以为进一步研究公交专用道停靠站通行能力提供依据.     

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针对车辆路径问题（VRP）研究的复杂性,提出了一种新的解决方案. 首先对客户货物的配送过程建立离散事件仿真模型,在模型中,配送过程事件、资源等利用面向对象的方法进行描述,VRP问题涉及的各种约束条件在仿真流程中予以处理,所以该模型可以真实模拟复杂的车辆配送过程. 然后利用遗传算法对离散事件的仿真结果进行优化,得到了车辆路径问题的最优解. 这种将离散事件仿真和遗传算法相结合的方法可以有效克服精确算法和智能启发式算法较难解决多约束车辆路径问题的弊端. 实验结果验证了新方法的有效性和可行性,由于仿真结果详细记载了配送的全过程,因此该方法对车辆路径问题的实际应用具有一定的指导意义.     

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针对以稳态理论为基础推导的自适应信号控制延误计算模型不能反映交叉口各进口道车流动态变化的情况,提出以定数理论为基础,考虑交叉口各进口道车流的动态变化过程,仿效延误三角形的推导模式,通过简化交叉口进口道的车流到达形式,并基于Markov特性建立了一段时间内自适应信号控制条件下的平均车辆延误计算模型。借助自适应信号控制软件系统(OPAC)作为仿真平台,以实际调查数据为例,延误模型计算结果与交通仿真结果的比较分析表明：建立的延误计算模型较稳态理论下的延误计算模型更能客观反映交叉口的车流运行状况。     

考虑驾驶风格的闭环反馈车速引导方法研究

信号交叉口的车速控制不当会降低车辆的燃油经济性甚至引起追尾碰撞事故,车路协同环境下的车速引导系统可以有效提高信号交叉口处的通行效率和燃油经济性。现有车速引导研究大多忽略了驾驶员风格的差异性,将导致驾驶员无法准确跟踪引导速度。针对该问题,建立考虑驾驶风格的闭环反馈车速引导模型。首先,分析不同风格驾驶员车辆最大纵向加速度的概率分布;其次,研究闭环反馈车速引导方法,使驾驶员更准确地跟踪引导车速;然后,基于机会约束规划方法优化闭环反馈车速引导模型,使模型更加符合驾驶员的不同风格;最后,在MATLAB/ Simulink环境中设计仿真场景,对激进型、适中型和保守型3种闭环反馈车速引导模型进行仿真分析。仿真结果表明：相较于传统车速引导模型,本文模型可使不同风格的驾驶员更容易跟踪引导车速,其中,激进型和适中型车速引导模型可以使车辆以更短的时间通过交叉路口,保守型车速引导模型可以提高车辆在绿灯相位通过交叉口的概率。本文方法可以有效地提高信号交叉口的通行效率。     

基于微观仿真的交叉口车辆能耗与排放研究

为了更加准确地模拟交叉口机动车能耗、排放情况,结合使用微观仿真模型VISSIM与微观能耗、排放模型PERE,构建能够模拟车辆瞬时运行状况与能耗、尾气排放关系的微观模拟平台。选取上海市西藏北路—海宁路交叉口进行实例仿真,通过设置交叉口锯齿形公交优先进口道及改变信号周期,来定量分析对交叉口车辆能耗和排放的影响。结果表明,设置公交专用进口道可使公交车辆总体排放明显下降,但是社会车辆的能耗和排放有所增加;对车均延误、停车次数、能耗与排放都合适的最佳信号周期范围是80～120s。     

基于机动车排放的交叉口信号控制仿真与分析

结合微观仿真元胞自动机模型和机动车排放MOVES模型,以十字信号控制交叉口为仿真对象,研究交叉口信号配时与机动车排放之间的关系.元胞自动机模型将交叉口和路段划分为3.5 m×3.5 m的元胞,每辆车占2 个元胞,交叉口内转弯车辆减速慢行,直行车辆速度不受限制,提高了交通仿真的真实性和机动车排放测算的准确性.仿真结果表明：最佳信号周期随着车辆到达率的增加而增加,使得交叉口通行效率达到最大化;行程时间随着左转车比例的增加而增加,对于不同的车辆到达率,均存在一个极限值,当左转车比例低于该极限值时,行程时间变化不大,高于该极限值时,行程时间快速增加;从通行能力、行程时间和尾气排放的角度,交叉口具有不同的最佳信号周期,且差异较大.     

双停车线预信号待行区空间优化研究

为进一步提升城市交叉口的交通控制效率,提出在交叉口设置预信号,利用预信号双停车线间的待行区域,对交叉口进口道处的交通流重新组织分配.该方法能提升交叉口进口道的空间资源利用效率,减少车辆延误,基于此,以社会车辆为研究对象,考虑将不同流向的车辆在交叉口处进行分流,将车道分布与待行区长度计算相结合,通过对比不同进口道布设形式下车辆换道产生的无效面积,选择效率最高的预信号停车线布设形式,并根据车辆换道行为,优化待行区长度计算模型.最后,运用Vissim进行仿真验证,通过对比预信号设置前后及预信号停车线优化前后交叉口通过的车辆数、车辆延误、行程时间、停车次数等指标,验证提出的预信号停车线设置方法的有效性.     

混合交通流环境下单交叉口自动驾驶车辆轨迹优化

信号交叉口对城市道路的通行能力以及车辆的燃油消耗具有重要影响。本文提出一种在自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混合交通流环境下的自动驾驶车辆的轨迹优化方法。基于交叉口信号灯的配时方案,构建车辆旅行时间估计模型,并以自动驾驶车辆燃油消耗最小以及通行效率最大为目标,构建自动驾驶车辆轨迹优化模型,对车辆进行动态轨迹规划和控制。车辆轨迹滚动优化模型采用高斯伪谱法进行离散化求解,并基于SUMO仿真平台对模型结果进行验证。仿真结果表明,自动驾驶车辆可以通过优化自身控制变量影响人工驾驶车辆的运行状态,减少交通流的排队以及时走时停现象。本文提出的车辆轨迹优化方法对于降低车队整体燃油消耗、提升车队平均速度、缩短平均行程时间具有重要作用。