场景目标导向的交通信号控制效能评价指标体系

制定科学合理的交通信号控制效能评价指标体系,对于信号控制方案的综合测评与改善具有重大意义.由于不同场景的交通运行特征各异,以场景目标为导向进行指标选取有利于抓住主要矛盾、凝练关键评价指标.通过对交通场景的核心特征进行分析,将城市道路划分为多方式交通、非饱和交通、过饱和交通三大类共14种典型交通场景,并凝练基础性、系统性两大类共6类场景的信号控制目标.考虑完备性、实用性与可行性三项指标制定原则,针对每一个典型交通场景构建评价指标集.所构建的指标重视与交通场景、信号控制目标的紧密联系,具有更好的实际应用与推广能力,既适用于具体场景也适用于整体交通系统的综合评价.     

基于宏观基本图的相邻子区协调控制方法

为了提升道路网整体运行效益,克服针对单个控制子区的最优化控制可能造 成的拥堵转移,本研究基于宏观基本图的概念,建立控制子区间驶入驶出交通量的协调 控制模型.该模型以两个相邻控制子区为对象,考虑各子区自身宏观基本图特征及交通量 流入流出关系.在运用博弈论对其相互作用进行描述的基础上,提出了一种以两个子区整 体运行效益最大化为目标的博弈控制逻辑及其求解流程.通过VS2010 对所建立的博弈进 行仿真,验证了模型的可行性及控制效果.研究表明,不同的控制策略对相邻小区的运行 水平（收益）会造成不同的影响,但经多次博弈后,两相邻控制子区整体运行状况可稳定 在一个最佳水平.博弈结果显示路网容量相对较小的控制子区更应受到保护,当内部车辆 数达到最佳车辆数时应对其进行流入限制.     

车路协同环境下交通业务服务系统设计与开发

为解决车路协同个性化服务和交通管理应用需求的冲突问题，对现有应用进行了总结，基于应用集成设计了车路协同环境下的交通业务服务系统。综合考虑国标、国内外研究组织提出的应用以及国内实际落地的应用，并分析了上述应用的发展方向，共整合总结得到14个依托实际交通场景的交通业务，作为系统目标。针对现有主体产品集中于路侧单元和车载单元两类核心设备的现状，运用结构化的系统分析和设计方法进行了功能模块和逻辑框架的设计，统一考虑了各类交通设施的实体特性和通信特性，设计了服务系统的物理架构和数据流内容，实现了对所提出的14项交通业务的兼容。开发了示范系统并实现了样例功能，系统表现出良好的适应性和可移植性。     

考虑可变速度调节的单点交叉口公交信号优先控制方法

基于公交运行车速动态可变的运行环境,以公交运行状态最优为目标,提出了“最大可能优先通行”和“最优速度节能减排”2个控制原则;考虑公交车辆位置、车辆是否晚点、车辆速度、速度变化幅度、车辆到达时刻、信号控制参数变化范围等约束条件,针对需要优先通过和不需要优先通过2种情形,设计了信号控制方案和最佳速度调整规则簇,建立了运行速度与优先控制方案的协调优化方法.基于VISSIM仿真软件及其二次开发COM接口,设计了车路协同下信号优先控制的仿真平台,并对1个四相位信号控制交叉口进行了仿真分析.结果表明:与无优先和传统的感应优先相比,所提出的方法在降低公交车延误,恢复时刻表偏离,减少能源消耗,降低污染物排放和减小对于其他社会车辆影响上有显著的提高;参数敏感性分析进一步证明了不同交通量情况下该模型的适应性.     

自动驾驶环境下面向交叉口自由转向车道的交通控制模型

在未来自动驾驶环境下，自动驾驶车辆之间能相互配合、相互穿插地通过交叉口，而无需信号灯控制。因此，有必要研究新一代的能保障自动驾驶车辆安全高效通行的交叉口控制模型。已有控制模型可分为基于交叉口空间离散的控制模型和基于交叉口冲突点分析的控制模型，目前主要存在控制方式和模型非线性等方面的不足。建立了基于混合整数线性规划（MILP）的自动驾驶交叉口控制（Autonomous Intersection Control，AIC）模型，设计交叉口自由转向车道，允许交叉口所有进口道都能"左直右"通行，将交叉口空间离散为等距网格并建立网格坐标方程，考虑车辆在交叉口内部的行驶轨迹，建立车辆轨迹的上边界和下边界方程，确定行驶轨迹压过的交叉口网格，并建立网格被车辆路径占用的时间方程，使用同一网格同一时间只能被一台车辆占用的冲突点约束保障交叉口安全通行。模型以所有车辆通过交叉口的总延误最低为目标函数，通过将约束条件线性化处理，使用AMPL （A Mathematical Programming Language）并调用Gurobi数学规划优化器对模型进行求解。最后对模型效益进行了案例分析。结果表明：所提模型能有效处理自由转向车道的交通流到达模式，对比已有模型经常采用的先到先服务控制策略，该模型能整体优化车辆通行方案，降低车均延误50.51%，降低最大车辆延误29.12%，同时交叉口空间利用率提高了66.17%。     

考虑信号优先的相邻公交停靠站最佳布置方法

首先建立了在离线信号配时方案下,单个车辆通过信号控制交叉口群的信号延误计算模型;进而以车均延误最小为目标,建立了停靠站最佳布置的选择模型。通过对优化模型解的分析表明,不同的信号协调配时方案对应不同的停靠站最佳布置方案,单点最优解的叠加并非是全局最优解。以两个交叉口和两个停靠站的实际案例进行计算分析,得出在信号优先协调控制方案下的停靠站最佳布置方案,最佳布置方案的下车辆延误明显低于其他方案。最后通过微观仿真软件VISSIM验证了模型的计算结果。     

十字环形交叉口的非对称信号控制

描述了十字环形交叉口左转二次控制方法的优化配时算法。和传统的环交口配时算法相比,文中所介绍的算法重新设计了信号控制结构和约束条件,赋予控制结构更大的灵活性以适应多变的,尤其是对向交通流量相差很大的不对称交通流。重新定义了全红时间,指出对向交通流不同时放行的可能性。给出了非对称信号控制的结构和定义完整的控制方案的参数。以通行能力、排队长度、周期协调等为约束,定义了可行解空间。引用已有研究的目标函数,在一个算例中给出了一个优于对称控制结构的配时方案。     

两难区安全改善问题的感应控制方法研究

在信号控制交叉口处,黄灯时间的正确设置能理论上消除两难区,但由于驾驶行为等因素的影响,实际中两难危险区域并不能完全消除。从信号控制角度解决两难区引发的交通安全问题,基于理论消除两难区的研究基础,提出了以降低危险概率和提高安全保障为目标的相位切换的逻辑判断,采取感应控制策略从信号控制角度改善信号控制交叉口两难区的交通安全问题,并通过微观仿真建模分析,从而验证了感应控制的改善效果。     

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信号周期是交通控制的主要参数之一,也是影响交叉口公交车辆延误的主要因素.本文提出考虑在线优先需求的离线信号周期优化结构模型,其最优周期由离线基本周期和在线增量两部分构成.离线基本模型以加权车均延误为目标,探讨公交权重的影响因素及其与公交运行效益、社会车流运行效益的关系;在线增量计算以在线优先策略提供可实施空间为目标.分析一个四相位信号控制交叉口,对所提模型进行仿真验证.结果表明,公交车均延误最小的最优周期和社会车流车均延误最小的最优周期并不重叠,在一定的公交权重下,模型能够求得二者加权最优解.适当的在线增量引入,能够进一步降低公交车辆延误,且不会对非优先车流产生较大影响.     

通行条件对公共汽车碳排放的影响

针对中国公共汽车能耗与碳排放水平高的现状,基于车辆性能稳定的前提,研究通行条件对碳排放的影响。首先,对工况和通行条件进行划分。然后,以上海市北安跨线为例,在调研数据的基础上,统计各种交通干扰对应的工况并计算其碳排放水平,发现拥堵的作用效果最显著,其次是交叉口。最后,分析载客量对碳排放的影响,空载、半载、满载情景下碳排放水平近似线性地轻微增加,但人均碳排放量显著减少。