信号交叉口排队长度预测的神经网络方法

预测信号交叉口的排队长度可以为交通信号控制和管理提供非常重要的信息.基于神经网络,针对定时和感应信号交叉口两种不同情况,成功实现了单、双车道排队长度的预测.同时,感应器与停车线之间的距离对预测精度的影响也进行了初步分析.模拟结果同时表明,神经网络对左转车道排队长度的预测效果不佳,不能为信号控制和管理提供有效的信息.     

基于交通预测的多态交通流信号控制

为解决现有信号控制方法对多态交通流交叉口适应性不足的问题,通过在交叉口设置多功能进口车道和车辆检测器、车道控制器等硬件设施,进行了短时交通流预测基础上的多态交通流条件下交叉口信号配时优化研究。根据交通量预测数据,建立信号控制延误估计模型,以交叉口总延误最小为优化目标选取多功能车道流向,根据每相位最大排队长度逐步优化绿灯时长并实施信号控制。短时交通预测以小波分析为基础,采用RBF神经网络及Markov链分别预测交通流的稳态与随机部分。使用VISSIM软件对设置多功能车道的交叉口多态流信号控制方法进行了交通仿真。分析结果表明：该方法可有效降低行车延误,提高交叉口服务水平。     

基于神经网络的城市关联交叉口交通流预测控制方法

为了改善城市路网整体通行效率,针对城市交通流实时变化以及高度非线性的特点,提出一种基于神经网络的城市关联交叉口交通流预测控制方法。以关联交叉口的总体排队长度最小为性能指标,以神经网络作为交叉口的交通流量预测模型,并通过交通流量实测值与预测值之间的误差实现对神经网络的在线训练。结合神经网络预测控制方法,给出了城市关联交叉口信号控制中信号周期、绿信比（或相位时长）以及相位差的确定思路。仿真试验结果表明：以关联交叉口总体排队长度最小为优化指标的交通流预测控制策略,可提高关联交叉口的总体通行效率。     

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。     

环形信号交叉口进口道车辆延误及排队长度计算方法

由于环形交叉口的内在局限性,大部分的环形交叉口被改造为常规的十字交叉口或环形信号交叉口。为了分析环形交叉口内车流特性,针对环形信号控制交叉口,分析影响进口车道车辆延误与排队长度的因素;提出了2种常见的环形交叉口相位方案;根据每种相位方案,考虑进口道内侧车道、外侧车道的交通流运行特性,分别建立了进口道内侧车道、外侧车道的车均延误和平均排队长度计算模型,将内外侧车道区别考虑有利于分析环形交叉口内车流特性。以哈尔滨市博物馆环形交叉口为例,通过Vissim仿真软件得到仿真结果,将模型计算结果与仿真输出结果进行比较,结果基本相近。论证了模型的准确性。     

逆向可变车道动态切换及信号控制优化方法

为弥补逆向可变车道切换控制方法判断条件较为单一,且配套的信号控制方法难以适应交通流动态变化的不足,提出逆向可变车道动态启停切换及交通信号优化控制方法.根据交叉口流向饱和度、车道切换效益与车道切换时间间隔等指标获取逆向可变车道动态切换控制决策,实现逆向可变车道的动态开启和关闭;同时,利用检测器获取车辆到达率、车道饱和流率与剩余排队车辆数等实时交通流数据,根据车流到达驶离图示推导交叉口车均延误计算公式.引入左转车道释放流率系数,修正左转车道释放流率,改进了交叉口延误计算公式,构建以延误最小为目标的交叉口信号配时动态优化模型.最后,以武汉市古田四路-长丰大道交叉口为对象开展了仿真实验,结果表明:相比于定时切换控制方式,动态切换控制与信号配时动态优化方式下的逆向可变车道交叉口车均延误减少6.7%~14.9%,含有逆向可变车道进口方向的左转车均延误减少7.6%~15.6%,平均排队长度减少6.4%~21.9%,验证了动态控制方法提升交叉口运行效率的有效性.      

基于多源轨迹数据的信号交叉口运行评价研究

针对目前信号交叉口运行评价指标估算模型大多需要人工采集、输入多元交通参数,且假设条件较多的局限,考虑到现状评价方法不能有效支撑交叉口绿灯时间分配失衡、车道功能划分不当等问题甄别及交叉口信号控制多方案选择与优化,依据多源轨迹数据特征及交叉口车辆运行特性,论证了基于大样本车辆轨迹数据批量提取排队车辆交叉口通行时间、初始排队长度的技术可行性,提出了基于交叉口通行时间、排队长度、二次停车率的信号交叉口运行评价体系。     

基于抽样车辆轨迹数据的信号控制交叉口排队长度分布估计

排队长度是评价信号控制交叉口运行状态的重要参数之一。现有大多数基于抽样车辆轨迹数据的排队长度估计方法可以实现周期级排队长度估计，但是需要信号配时、渗透率或车辆到达分布等实践中难以获取的输入信息。此外，这类方法在低渗透率条件下往往难以确保估计结果的准确性和可靠性，极大地限制了其实用性。因此，提出一种抽样车辆轨迹数据驱动的时段级信号控制交叉口排队长度分布估计方法，可不依赖任何交通流理论模型和前述输入信息实现排队估计。首先，通过理论推导可以证明时段内抽样车辆的停车位置分布和排队长度分布之间可互相转化；然后，提出一种扩展的核密度估计方法来拟合并平滑抽样车辆停车位置分布，从而有效地适应不同日期和周期的轨迹叠加所带来的波动，提高方法的适用性；最后，基于前述推导和拟合的停车位置分布实现时段排队长度分布、平均排队长度和百分位排队长度估计。分别采用仿真和实证数据对上述方法进行验证和评价。结果表明，通过叠加5 d相同时段的抽样轨迹数据，15 min的平均排队长度估计误差仅为1.59 veh，相对误差仅为9%。同时，面向不同分析时长，只要给定超过100 veh抽样车辆的观测样本，无论渗透率高低，所提出的方法在定时或自适应信号控制交叉口都可实现时段排队长度分布的准确估计，其成果可进一步用于信号控制交叉口运行可靠性评估以及多时段定时信号控制的鲁棒优化。     

城市交叉口逆向可变车道设置研究

针对城市交叉口存在的早晚高峰段交通流分布不均衡现象,为避免道路资源的浪费,提出在交叉口进口道设置逆向可变车道,利用信号灯的相位控制逆向可变车道的开闭,以缓解交通拥堵。并以淄博市张店区某一交叉口为研究对象,结合已有理论对逆向可变车道的长度、开闭时间及附属设施进行研究,具体阐述逆向可变车道的设置方法。基于Vissim仿真技术结果表明:设置逆向可变车道后该交叉口左转车辆的延误时间减少了34.2%,最大排队长度减少了41.5%,一个信号周期内通过的车辆数增加了67.6%。     

考虑可变导向车道的干线交叉口协调控制方法

为降低包含可变导向车道的干线车均延误与排队长度,提出一种考虑可变导向车道的干线交通信号协调控制方法.以直行和左转方向交通流饱和度为判别标准,对可变导向车道行车方向是否切换进行判断;基于车道行车方向切换对干线交通流造成的影响,对HCM模型中的通行能力、均匀延误修正系数等参数进行修正,建立考虑可变导向车道的干线协调控制信号配时优化模型.以武汉市青年路3个交叉口为例,利用Vissim软件进行仿真实验,结果表明,相比于现状情况下的单点信号配时方案,模型能够有效降低干线车均延误与排队长度,可变导向车道所在的信号交叉口进口道优化效果最为明显,车均延误减少16.87%,直行和左转方向排队长度分别降低17.95% 和23.24%,证明模型对包含可变导向车道的干线协调控制交叉口运行具有积极影响.      

倒计时信号灯对交叉口交通安全影响研究

针对倒计时装置对信号交叉口交通安全的影响进了研究。采集了9个信号交叉口共计13个进口道的相关数据,以红黄灯时段车辆通过停车线情况及交通冲突数作为替代安全评价指标,对比设置及未设置信号倒计时装置的交叉口进口道数据,量化了信号倒计时装置对城市信号交叉口交通安全的影响。结果表明,在交叉口直行和左转2个方向上,受到信号倒计时装置影响,车辆在交叉口进口道处的冒险通行频次以及交通冲突数均有显著提升,对交叉口交通安全水平存在负面影响,建议在工程应用中谨慎使用信号倒计时装置。      

基于车路协同环境的信号交叉口车速引导方法

针对现有的车速引导模型存在未综合考虑车辆跟驰行为、引导场景划分较粗略等问题，研究了4种基于车路协同环境下实时优化各车的车速引导模型。对车辆进行所属车辆列队划分，考虑车速引导影响对FVD跟驰模型进行改进。以车辆列队为引导单元，将车辆可能面临的交通状况细分为8种引导场景，以引导车辆不停车或少停车通过交叉口为目标，直接优化车辆加/减速度，建立车辆列队后车根据改进的跟驰模型计算目标跟驰加/减速度，并与头车组成列队以同一目标车速通过交叉口停车线的4种车速引导模型。以南昌市海棠北路/枫林西大街交叉口为例进行仿真验证，结果表明，所提出的车速引导模型能使车辆行程时间减少18.9%，最大排队长度减少58.8%，延误减少60.8%，燃油消耗减少36.4%，且适用于不同交通饱和状态，对提高信号交叉口通行效率和减少车辆燃油消耗有显著效果。      

惠州市鹅岭立交改造工程方案研究

为充分论证环形立交改造方案的科学性和合理性,通过间隙接受理论模型和国内普遍推荐的信号交叉口通行能力计算方法分析了惠州市鹅岭立交现状和改造后的通行能力。结果表明,环形立交的通行能力较低,已不适应当今汽车保有量较高的城市发展需求,改立交为信号控制的平交口可有效提高交叉口的服务水平。可见,改环形立交为平交是合理、可行的。     

The ‘safety in density’ effect for cyclists and motor vehicles in Scandinavia: An observational study

Safety in density (SID) potentially explains the safety in numbers (SIN) phenomenon by positing that ‘the SIN effect can be reproduced simply through encouraging behaviour that leads to the formation of higher-density cyclist groups’. The study further explores this hypothesis using event-based exposure, queues and groups of road users. Using three different definitions of encounters between road users, these were manually counted at signalized intersections, and their relationship to traffic volume was assessed. Based only on the frontmost motor vehicle in a queue and one cyclist among the several passing in front of that vehicle, the results show a less than linear relationship between meetings and traffic volume. An increase in the number of cyclists entails a general increase in cyclists passing in front of each motor vehicle, and an increase in motor vehicles increases queue lengths. However, crash data from the Swedish accident database (STRADA) show that it is exceedingly rare for multiple cyclists to be injured in the same crash. Together with results from a crash-encounter model, this suggests that the SID hypothesis may help to explain SIN     

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。     

基于FSM的多Agent信号交叉口微观建模仿真

利用多Agent技术对信息环境下信号交叉口进行建模,分析了驾驶员Agent和信号灯A—gent的有限状态机结构,探讨了基本转换规则的状态转换,并给出了系统模型实现的框架。所提出的模型能充分描述信息环境下信号交叉口的各个体的行为状态以及状态转换,转换规则可以根据实际交通数据进行修改和标定,可适用于信息环境信号交叉口的运行分析。     

考虑异质性的贝叶斯交通冲突模型

为了构建信号交叉口交通冲突模型,提取29个信号交叉口260 h的交通冲突数据,考虑交通冲突异质性,构建了随机参数（RP-PLN）交通冲突模型和随机效应（RE-PLN）交通冲突模型,采用贝叶斯方法和马尔科夫链蒙特卡罗（MCMC）仿真对模型参数后验分布进行估计,利用方差信息准则和残差标准化决定系数对2种模型的拟合优度进行了比较。研究结果表明：2种交通冲突模型都可以有效处理交通冲突异质性;RP-PLN交通冲突模型的拟合优度优于RE-PLN交通冲突模型;当其他变量保持不变时,直行交通量增加1%可使直右交通冲突增加0.54%;右转交通量增加1%可使直右交通冲突增加0.65%;右转大车比例增加1%,直右交通冲突增加1.06%;物理渠化岛和标线渠化岛的设置可以分别使直右交通冲突降低18.9%和17.3%;设置加速车道可使直右交通冲突降低22.9%;右转半径增加1%,直右交通冲突降低10.5%;安装右转让行标志可使直右交通冲突降低16.5%;设置右转专用相位可使直右交通冲突降低29.8%。     

A real-time signal control strategy for mitigating the impact of bus stops at urban signalized intersections

Buses stopping at transit stops reduce the capacity of signalized intersections, which can lead to excessive delays for all users. In order to avoid such phenomena, signal control strategies can be utilized. This article presents a real-time signal control strategy to mitigate the impact of bus stop operations on traffic operations along an undersaturated approach. The objective of the proposed strategy is to ensure that any residual queues due to a bus stopping are fully dissipated as soon as possible by increasing the green time for the bus stop approach as soon as the bus departs. In addition, this strategy ensures that the cross-street approaches do not become oversaturated. Kinematic wave theory is utilized to track the formation and dissipation of queues and determine the green extension (or red truncation) for the subject approach. The benefits achieved from the proposed strategy are illustrated through simulation tests at a single intersection for a variety of bus stop and bus operation characteristics. Average delay and average queue length for the bus stop and cross-street approaches, as well as for the whole intersection, are used to assess the performance of the strategy. The tests performed indicate that the signal control strategy can achieve substantial reductions in delay for the bus stop approaches and the intersection as a whole without adversely affecting the cross street operations, when the demand at those cross streets is low.     

基于混行跟驰仿真的CAV专用进口道动态设置方法

信号交叉口是影响交通系统运行安全和效率的关键。在国家新基建战略的提出以及车路协同技术不断发展的环境下,合理设置网联自动驾驶车辆(Connected and Autonomous Vehicle,CAV)专用进口道,对信号交叉口进口道处不同网联类型的车辆进行科学的交通组织,能够提高交叉口的通行能力,降低行车延误,促进城市交通系统效率与安全的双提升。建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型和GM (General Motor)模型分别描述混行环境下网联车辆与非网联车的跟驰行为,以提高进口道通行能力、降低延误和油耗为优化目标,采取敏感度分析方法,提出不同CAV比例、进口道车道数、交通量和信号配时方案组合情况下CAV专用进口道的动态设置条件,适用于不同交通状况的信号交叉口,具有较强的普适性。数值仿真结果表明：采用该方法设置CAV专用进口道能够提高混行信号交叉口的通行能力、降低延误和车均油耗;在实际应用时,可视交叉口类型和交通智能化程度灵活选取CAV专用进口道设置方式,为混行交通流环境下交叉口进口道的交通组织优化提供理论依据和模型支持,对车路协同系统的相关研究具有参考意义。     

北京市信号交叉口行人过街忍耐时间研究

行人交通是信号交叉口交通的重要组成部分.目前信号交叉口的规划设计优先考虑机动车效率,为了保障机动车的通行效率,北京市多数行人过街环境遭到破坏,"中国式过马路"应运而生.结合当前北京市交通的特点,以红灯期间到达信号交叉口人行横道等待区的行人为研究对象,运用视频调查和人工调查相结合的方法获取北京市不同影响因素下行人过街忍耐时间的基础数据,采集了9554个行人过街忍耐时间样本.建立信号交叉口行人过街忍耐时间的 Cox 风险回归模型,结果表明信号交叉口行人过街的最大忍耐时间是52.88 s,信号交叉口行人过街忍耐时间与温度、性别、年龄、出行时间、红灯时长、单位机动车流量、人行横道长度等影响因素有关,用地性质对信号交叉口行人过街忍耐时间的影响不显著.