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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。     

流体力学模型在城市道路交叉口的 应用研究

为最大限度地发挥原有平面交叉口的通行能力、减少延误,解决城市道路平面信号交叉口交通瓶颈问题,基于交通流流体动力学模型模拟车队在交叉口的集结和消散过程,建立车流连续性方程,依据城市道路交叉口某一车道上的车速、流量、密度以及信号灯配时方案中的红灯时间,对拥挤度消散相关参数进行推算,利用MATLAB软件对计算结果进行仿真分析。结果表明,通过该方法计算拥挤度消散相关参数合理可行,根据拥挤车队持续时间进行信号灯配时方案优化,可减少二次排队的发生,为交叉口信号配时方案调整及优化提供理论依据及数据支持。     

基于移动导航数据的信号配时反推

在交通管理和评价时,信号配时对监测评价路口运行状态,评价路口配时方案至关重要.但是,大范围的实时信号配时方案的获取尚缺乏简明有效的途径.本文提出两种基于移动导航数据计算固定配时路口信号配时的方法.第一种方法是在不考虑驾驶员驾驶行为差异性时,得到路口红灯和车均延误的关系模型,从而计算某相位的红灯时长.另外一种方法是基于车辆通过停止线的时间,结合本文提出的上升梯度法,得到某阶段红灯时长.本文通过实际的路口案例计算,将预测结果和已知路口的信号配时比较,表明此方法计算得到的红绿灯时长准确度较高,为后续进行路口运行状态和通行能力研究提供了数据支持.     

限制绿灯跟进的十字路口交通流模拟

为提高对现有交通资源的利用和提供更加有效的交通管理方法,阐述了一种城市交叉口基于信号灯和元胞自动机的智能控制系统的框架结构.建立了由两个单车道构成的单个十字路口交通流模型,一条东向行驶车道和一条北向行驶车道.在周期边界条件下,系统中行驶的车辆按照绿灯跟进的新规则在信号灯管制下并行更新.模拟的结果表明:在车流密度较小时,绿灯跟进对十字路口流量以及车流的平均速度影响不大;而在车流密度较大的高峰期,禁止绿灯跟进规则可以避免十字路口全局拥堵的状况.     

“车让人、人让车、车让车”

车让人，人让车，车让车，是让行交通规则的通俗解释。其具体含义是：在元信号控制人行横道上，或在有信号控制且行人信号灯为绿灯时，机动车必须让行人优先通过；而在无人行横道的地点、或有人行横道，但是行人信号灯为红灯时，行人必须让机动车优先通行；在无信号控制时，低等级道路上车辆让高等级道路上乍辆优先通行。     

前车遮挡造成的后车误闯红灯机理及信号灯设置研究

针对绿灯末期小车跟驰大型车辆的闯红灯现象,位研究信号灯位置不合理是否会引起被迫性的误闯红灯情况,笔者以南京市某交叉口车流数据为依据,通过单因素方差分析得出视线遮挡对后车车速及车头时距分布有显著性影响。并以小车能及时发现信号灯且安全制动为前提,通过车辆与信号灯之间的视线几何关系分析,探讨了基于合理跟驰距离的信号灯设置高度设置范围,构建了2种不误闯红灯的车辆跟驰条件模型。研究结果表明:将信号灯移动到进口道停车线时,可以消除大车对后方跟驰小车视线遮挡的不良影响。     

上海交通信号你该优一下啦

目前,上海市的信号灯配时主要通过SCATS系统完成。经了解,上海市目前共有3 000多个路口,其中人流、车流较大的路口的交通信号周期通过SCATS系统(自适应控制系统)进行控制,目前已达到1 300多个。2006年底,SCATS的“控制”范围已扩展到中环。SCATS的路口信号控制机使用了一系列计时器来了解车辆的到达情况,按实际交通的通行状况控制绿灯信号的时间,以实现科学合理的时间配置;或者根据设计要求,对主干道交通给予适度优先,以符合实际需求。这些主要通过调整算法中的参数,形成最佳信号配时。     

城市干道信控交叉口最小间距计算

为提高城市干道信控交叉口交通安全水平,提出信控交叉口的感知反应区域、 减速行驶区域、排队区域等上游功能区空间要素长度公式,在此基础上,通过红灯、黄灯 损失、黄灯起始、绿灯等信号时段车流运行规律分析,建立上游功能区长度模型.然后提出 考虑反应视距的下游功能区长度模型,从而确定基于功能区长度的信控交叉口最小间距 公式.最后应用逼近理想解排序法,以某干道相邻信控交叉口为例进行计算及评价.评价 结果表明,与现状相比,满足最小间距的相邻信控交叉口区域交通安全水平较高;当间距 大于最小间距数值时,该区域交通安全水平趋于稳定.通过基于信号配时的功能区长度建 模,提出的最小间距计算方法可优化信控交叉口间距方案,提高交叉口布局的合理性.     

从大公交的战略和战术提出的时间交叉桥之我见

清晨,我们从家中走来,就急匆匆、身不由己地汇入川流不息的车流中.当我们要通过某一道口时,都是拼命地往前挤,每个人都努力站在离停止线最近的地方.而停止线靠近道口设置,信号基本上是红灯停、绿灯行,黄灯工作时间短暂,作用不明显.在这样拥挤的状况下,车辆零速起动,运行迟缓,经常出现东西方向车辆未走完,南北方向绿灯已亮.现在问题出来了:     

行人过街的上下游信号交叉口协调控制方法研究

本文以长春市亚泰大街部分路段为例,提出了行人过街的上下游信号交叉口协调控制的设计方案.利用控制优化理论,对上下游交叉口进行信号配时参数优化,通过调节交叉口间的相位差来控制车流到达人行横道的时间,从而达到在人行横道前方安装“信号灯“的作用.通过这个“虚拟信号灯“减少人车的冲突,从而达到减少车辆延误,提高行人安全的作用.最后论文利用设计方案与现有状况对比,结果显示了该设计思想的可行性和实用性.     

多前车影响的智能网联车辆纵向控制模型

为了更好地模拟智能网联车辆(CAV)的跟驰特性, 在纵向控制模型(LCM)的基础上考虑V2V环境下多辆前车速度和加速度的影响, 构建了智能网联环境下的纵向控制模型(C-LCM); 对LCM和C-LCM进行稳定性分析, 比较了2个模型的交通流稳定域, 确定了不同通信距离时C-LCM对交通流稳定域的影响; 设计数值仿真试验对加速和减速的常见交通场景进行模拟, 分析了在V2V通信条件下CAV的跟驰行为特征; 仿真分析了CAV不同通信距离以及不同渗透率影响下的交通流安全水平; 构建了包含不同CAV渗透率的混合交通流基本图模型。研究结果表明: 交通流稳定域随着考虑前车数量的增多而增大, 当只考虑1辆前车时, 前车与本车的间隔越远, 车辆速度系数对C-LCM稳定域的影响越大; C-LCM可以提前对多前车的行为做出反应, 更好地模拟CAV的动力学特征, 在减速情景中速度超调量从0.15减少为0.08, 最大速度延迟时间由7.5 s缩短为4.9 s, 在加速情景中速度超调量从0.07减少为0.04, 最小速度延迟时间由3.5 s缩短为2.6 s; 随着CAV渗透率的提升, 交通流的安全水平不断提升, 当通信范围内有4辆CAV时, 交通流的安全性能达到最高, 其TIT和TET指标的最大减少量分别为57.22%和59.08%;随着CAV渗透率的提升, 道路通行能力从1 281 veh·h-1提升为3 204 veh·h-1。可见, 提出的C-LCM可以刻画不同车辆的跟驰特点, 实现混合交通流建模, 并降低混合交通流的复杂性, 为智能网联车辆对交通流的影响分析提供参考。      

新型混合交通交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法

新型混合交通环境下的交叉口交通控制可通过信号灯控制与自动驾驶车辆的轨迹控制协同实现,能够极大地优化道路通行资源利用效率。已有研究中,信号配时与车辆轨迹集中优化的控制策略难以应用于车辆自组织控制的现实场景,且往往计算复杂度较高。本文提出一种无中心框架下基于逻辑的交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法。基于协同理论中的快慢变量主动伺服控制原理,设计一种交叉口信号配时慢变量与车辆轨迹策略快变量协同框架,并分别提出基于逻辑的信号配时优化和网联自动驾驶车辆轨迹协同控制方法。协同控制方法可以在车辆自主控制的条件下,一方面,实现交叉口信号配时动态适应交通需求;另一方面,实现网联自动驾驶车辆主动优化驾驶速度,高效通过交叉口。而且网联自动驾驶车辆在进口道可引导混合车队高效通过交叉口,降低绿灯启动损失,提高交叉口通行效率。仿真实验表明,本文的协同控制方法相较于传统控制方法可显著降低交叉口车辆平均延误,同时,基于逻辑的决策模型可实现快速求解。通过对网联自动驾驶车辆控制策略关键参数的敏感性分析,进一步讨论新型混合交通流交叉口通行公平性,并比较在不同网联自动驾驶车辆渗透率下的控制效果。     

机动车闯红灯行为影响因素分析

信号控制交叉口由闯红灯引起的交通事故具有较高的伤亡率。为深入了解闯红灯行为的影响因素,利用人工记录与视频观测结合的方法对上海市4个信号控制交叉口进行调查。基于流行病学影响因素研究方法选择未闯红灯行为作为对照组与闯红灯行为对比,以排除无关因素。对调查数据进行行为编码,考虑到各个交叉口的异质性,基于随机效应逻辑斯特模型在交叉口层面分析驾驶环境、驾驶人特点、车辆特征对闯红灯行为的影响。结果表明,本地驾驶人、男性驾驶人、客车更容易闯红灯,流量大会增加闯红灯的可能性;此外,是否为本地车辆、车内是否有乘客对闯红灯行为也有显著影响。     

基于视频检测的车辆闯红灯违章研究

目前交通拥挤日益严重,交通事故不断加剧。而多数交通事故的发生主要是由驾驶员违章行车造成,其中驾驶员闯红灯即是交通安全隐患的潜在因素之一。利用基于视频检测技术的车辆闯红灯自动抓拍系统,采集来自哈尔滨市东直路黑龙江工程学院侧门路段处的违章数据,从违章时间、违章速度、违章车型以及违章时红灯启亮时间等方面对数据进行分析,并给出相应的交通管理对策。     

路段平面行人过街交通流运行特性分析

在实际调查的基础上,详细分析了不同用地性质条件下的过街需求到达特性和不同交通管制下不同过街实体的交通特性,对机动车在路段中的车速特征、离散性以及路段信号控制人行横道对机动车流的影响进行了分析。     

交通信号控制参数的仿真优化方法研究

为优化区域交通网络中各信号控制器的配时方案,利用递推最小二乘算法(RLS)和同时扰动随机近似(SPSA)算法,由检测器流量估计DynaCHINA动态网络交通仿真与分析系统的动态OD矩阵,输入并标定各路段的速度-密度模型参数和饱和流量,获得网络状态的准确估计,包括各路段的速度、密度、流量、队列长度等;在此基础上,利用SPSA算法优化各信号控制器配时参数,包括各信号控制器的周期、相位差和绿信比,使得网络中车辆的平均旅行延误、队列长度、或交叉口通过量等指标最优. 针对实际路网的测试表明,本文的参数标定方法可以获得准确的检测器流量估计,结果明显优于Ashok K的动态OD矩阵与检测器流量估计方法;与现有的基于Synchro信号配时优化软件获得的结果相比较,该方法可较大幅度缩短车辆在路网中的平均旅行延误,并可推广应用于更复杂的区域路网的信号控制参数优化等场合.     

平行流交叉口信号控制策略及效益分析

为解决平行流交叉口左转多次停车问题，实现同一相位放行左转、直行和右转车流的同时，所有流向车辆最多停车一次，对平行流交叉口进行设计，提出两种设计方案，对比已有方案，选择左转右置的平行流交叉口作为研究对象，探讨其优劣. 根据车流运行特征，以车辆不存在二次停车，车车不冲突作为约束条件，建立优化模型，并进行效益分析. 结果显示，与传统经典十字交叉口控制相比，平行流交叉口使通行能力提升60%以上，车均延误下降约 70%. 本文提出的控制策略，在不牺牲车辆权益的情况下，能消除左转和直行冲突，提升交叉口通行能力，为平行流交叉口研究提供一个新的视角.     

基于有效绿灯时间利用率的自适应控制策略研究

为了优化单点交叉口信号控制方案,使其适应各个进口道方向交通流动态变化,提高交叉口通行效率,根据交叉口进口道排队车辆数建立有效绿灯利用率模型,提出了一种交叉口自适应控制策略.有效绿灯时间利用率模型以交叉口通行能力最大为控制参数,实时优化确定出最佳相位放行方案以及最优相位切换方案,根据进口道排队车辆最大流向的排队车辆数和车辆到达预测确定相位放行绿灯时间.利用VISSIM交通仿真软件对该自适应控制策略仿真运行,与定时控制以及感应控制对比,评价分析不同车辆到达情况下交叉口通行情况.结果表明:该自适应控制策略能有效降低车均延误,提高交叉口服务水平.     

面向快速路交通瓶颈的混合交通群体节流控制策略

针对传统人驾车(HV)和网联自动车(CAV)组成混合交通条件下的快速路道路缩减瓶颈问题,从群体控制角度,提出了一种新的速度协调控制策略(简称节流控制策略);基于瓶颈交通状态和Greenshields模型,设计了领航CAV速度控制器;面向CAV节流群体组群过程的控制问题,提出了目标切换下的非线性控制器;构建了CAV节流群体类队列控制器,实现了基于瓶颈交通状态的群体形态与群体速度动态调节,进而联合领航CAV速度控制方法,周期性管控超过每组节流群体的车辆;提出了CAV纵向安全控制器来解决组群和群体演化过程的车辆安全问题。仿真结果表明:在快速路瓶颈路段下,对比传统交通系统,提出的动态节流控制策略CAV渗透率达到5%,在车流量分别为2 000、3 000、5 000、6 000 veh·h-1条件下,可对应分别提高通行效率约5.87%、16.97%、11.07%、10.25%;在固定车流量为3 000或6 000 veh·h-1的快速路混合交通瓶颈路段中,对比传统交通系统,若CAV渗透率分别为10%、20%、30%,受控交通系统的通行效率可提升约24%;通过对车头间距分析,受控CAV在节流全过程中无碰撞事故发生,且可与前车保持9 m以上安全距离。可见,节流控制策略在应对快速路瓶颈问题是有效的。      

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。