基于微观仿真的连续交叉口信号协调研究

城市道路平面信号交叉口的交通问题已成为路网容量的瓶颈,优化相邻交叉口的信号配时对城市交通运行有着重要意义。文中提出应用VISSIM仿真软件对相邻交叉口进行信号协调的研究方法,以西安市长安中路与小寨路交叉口及雁塔路与长安南路交叉口为例,根据调查数据,利用VISSIM仿真软件对其进行仿真模拟,分析其现状,并对两交叉口的信号配时进行优化协调。仿真评价结果表明采用信号协调对交叉口进行优化效果显著,平均延误、平均排队长度、平均行程时间下降明显,能较好地改善交叉口的性能。     

无信号T型交叉口次要道路通行能力分析

以可接受间隙理论为基础,利用概率分析法,对由大型车、中型车和小型车组成的混合车流进行分析,并考虑了主路和支路冲突车流的相互影响。在无信号T型交叉口主路车流车头时距服从改进后的M3分布的条件下,建立了支路3种车型混合车流的通行能力模型。并通过计算机模拟,分析了主路交通量、主路左转车比例以及可接受间隙对支路通行能力的影响。     

信号控制交叉口交通组织优化研究

为提高城市信号控制交叉口的运行效率和保障行车安全,针对城市信号控制交叉口冲突点的特性,提出了信号控制交叉口交通组织优化方法,建立了信号控制交叉口交通组织优化仿真模型。该模型以西安市西影路与雁翔路十字型交叉口为例,对该信号控制交叉口进行交通渠化、信号相位设计及信号配时优化,利用Vissim微观交通仿真软件对优化方案进行仿真,仿真结果表明,交叉口总延误减少了30.9%,东进口左转减少45%,西进口左转减少了22.5%,南进口总延误减少39.4%,北进口总延误减少62.6%。     

基于冲突概率的无信号控制T形交叉口安全评价

为了更合理地评价无信号控制 T 形交叉口的安全水平,研究在交叉口类型划分的基础上,提出1种以交通冲突数的概率分布为评价指标的安全评价方法。其中,交通冲突数的均值和分布分别采用广义线形模型和泊松分布描述,在广义线形模型中,交通冲突数的均值为被解释变量,冲突交通流的交通量为解释变量,根据交通冲突数的均值估算,计算交通冲突数的泊松分布的概率。在利用实测数据对广义线形模型的参数进行标定后,根据主路直行与非直行交通流量之间的差异性,进一步提出了简化模型,将主路直行交通的影响简化为影响系数,并根据流量不同划分为4个等级,通过分析交通冲突数的概率计算值与安全阈值数的概率临界值之间的关系,进行无信号控制 T 形交叉口的安全评价。最后通过实际案例,对模型的可操作性和准确性进行了检验。研究表明,非直行流向流量较直行交通流量对交叉口安全水平的影响更大,利用文中所提出的简化模型,可重点调查其它流向流量,而主路直行交通流量只需观测其流量大致范围即可,平均工作效率提升25%。      

近距离相邻交叉口信号协调控制模型研究

主要研究近距离相邻交叉口的交通协调控制,使两交叉口的交通影响最小化;把延误作为信号优化的目标函数,以信号时长、有效绿灯时间为约束条件建立信号配时优化模型,通过寻找最小延误来寻求最优的信号周期时长和有效绿灯时间;通过实例计算,进行优化前后效果比较,证明该模型的实用性及可行性.     

基于VISSIM仿真的禁左区域车流组织研究

在道路交叉口中,采用禁止左转方式可以消除交叉口的左转车流冲突点,提高交叉口的通行效率和行车安全,但同时也会增加邻接路段和交叉口的交通压力。采用VISSIM交通仿真系统对相邻2主路与2次路相交组成的4交叉口区域在禁止左转条件下进行仿真分析,研究主路交叉口禁止左转对区域交通的影响。分别采用韦伯斯特法计算各交叉口的信号配时参数,在此基础上对2主路交叉口进行协调控制,得到交通区域在禁左前后的仿真数据。分别对交通区域的行程时间、排队队长、行车延误进行分析研究,结果表明:主路交叉口禁左后,周期时长得以降低,交叉口延误有明显降低;主次交叉口与次路交叉口的延误均有所增加;交叉口区域的总行程时间和行车延误也有微小增长。     

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。     

全设置连续流交叉口信号配时及延误模型

为了解决连续流交叉口车辆多次停车问题，提出了各流向车辆在所遇第2条停车线处不用停车的优化控制策略。通过协调主预信号配时，调整信号控制相位相序方案，促使车辆直接通过所遇第2条停车线，使得左转车辆停车次数由3次减少到2次或者1次，直行车辆停车次数由2次减少到1次。分析各流向车辆到达-驶离图式，构建左转车流在所遇第3条停车线处的延误计算模型，结合Webster经典模型，给出连续流交叉口整体延误计算模型，其计算结果与VISSIM仿真结果基本一致。推导给出车辆不二次停车、车车不冲突以及连续流交叉口自身交通组织等因素所需满足的约束条件，以交叉口车均延误最小化为优化目标，构建连续流交叉口主预信号协调配时优化控制模型，并设计了4种交通场景以验证不同情况下的效益改善情况。研究结果表明：通过信号协调减少1次停车，能够降低50%以上的车均延误和车均停车次数；根据各转向交通量所占比例选择合适的车道分配方案有助于提升连续流交叉口通行效率；在2种策略下交叉口车均停车次数分别为0.88~1.05、0.59~0.77，与已有控制策略约2次车均停车次数相比，明显降低了连续流交叉口车辆停车次数。研究成果可为连续流交叉口控制提供新的视角，对交叉口通行效率的提升效果也更加显著。     

信号交叉口运行效率的提高

交叉口是城市道路网中的重要节点，也是限制路网通行能力的“瓶颈”，大部分的行车延误、交通拥挤和堵塞发生在交叉口处。本文通过对北京市几个信号交叉口的交通调查和分析，通过与日本东京市信号交叉口交通运行情况作对比，在对影响交叉口运行效率的因素加以分析的基础上，提出了几种改善交叉口情况、提高交叉口运行效率的方法。     

出口道左转交叉口信号控制鲁棒优化方法

为了提高出口道左转交叉口在现实交通需求和供给波动环境中的适应性，权衡运行效率与稳定性，对其鲁棒优化方法进行研究。在对出口道左转交叉口运行特点和饱和流率进行分析的基础上，提出从交通需求分布、基本饱和流率分布和实际运行车速分布3个方面考虑交通的波动性，以适应出口道左转交叉口交通供给波动与控制方案相关联的特征。在此基础上，分别以平均值-标准差最小、条件风险值最小和最大值最小化为目标，建立3种信号控制鲁棒优化方法，并基于遗传算法建立求解算法。通过算例分析，对鲁棒优化算法的准确性、平均值-标准差模型的参数取值和3种鲁棒优化方法优化效益进行分析。研究结果表明：所建立的鲁棒优化方法可实现交通需求和供给波动下出口道左转交叉口信号控制与设计车速的优化设计，相较于传统控制方案其在保证效率的前提下提高了控制方案运行的稳定性；平均值-标准差模型和条件风险值模型对于各项指标均表现较好，可在保障平均延误维持较优值的基础上（案例中车均延误增加小于3%）显著改善运行效果的稳定性（案例中延误标准差减少约40%）；最小-最大模型对延误最大值的优化效果最佳，但其对于控制方案的整体效率会造成较大的负面影响（案例中车均延误增加了8.19%）。     

一种新式的交叉口左转待行区信号控制方法

针对信号交叉口许可相位运行期间直行车与左转车交通冲突严重、通行效率低下的问题，提出一种针对许可相位的新式左转待转区设计方法，设计该组织模式下的信号相位方案并分析了设置左转待转区前后的交通冲突情况。建立新式左转待转区设置后的延误模型，以车均延误最小为优化目标，建立改进后交叉口信号控制参数优化模型，并给出求解算法。以哈尔滨市融江路-群力第六大道交叉口为例，VISSIM仿真表明：尽管提出的方法对次要道路中左转车的延误和停车率不利，但总的车均延误在下降，特别是主路相位延误下降更明显，说明所提方法可行、有效。进一步分析交通流量规模、左转车比例和左转待转区容量等因素对设置左转待转区前后次要道路车均延误的影响，结果表明：当每方向左转待转区容量固定不变时，红灯期间到达的左转车辆数越多，所提方法适用的次要道路交通流量临界点越高，且随着次要道路交通流量的增加，所提方法适用的临界左转比例在下降；在相同交通条件下，每个方向左转待转区容量越大，车均延误就越小，说明每个方向左转待转区容量越大，所提方法的效果越明显。该方法有助于改善含许可相位的信号交叉口交通安全和通行效率。     

交叉口定周期信号控制多目标优化方法

为了克服以往采用加权组合方法将多目标优化模型转为单目标优化模型进行求解的弊端,以非饱和交叉口为研究对象建立了定周期信号控制参数的多目标优化模型,并以非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA II)为基础建立了直接求解单个交叉口交通信号多目标控制模型的相容优化方法。最后通过实例分析了延误、停车率、排队长度等常用交通信号控制目标的有效性和对控制参数的敏感性。研究结果表明:与单目标优化方法相比,多目标相容优化方法更能减少车辆在交叉口上的停车延误和排队长度;与加权组合方法相比,多目标相容优化方法能获得更优的综合交通效益。     

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。     

混合交通流条件下信号交叉口配时优化设计

运用适合我国交通现况的定时式线控制系统理论,以南京市太平北路与珠江路的十字典型交叉口为例,在现状调查分析的基础之上,具体分析信号配时方案产生的全过程,提出使城市道路单点信号控制交叉口的时空资源得到综合优化利用的交叉口车道渠化方法和信号配时优化方法,并应用交通仿真模拟软件VISSIM对交叉口配时方案进行模拟,将优化方案与现状进行比较,取得了较好的结果。     

高架出口匝道下游交叉口信号控制方法研究

城市高架快速路与地面道路,主要通过出口匝道及其下游交叉口进行交通转换,高峰时段出口匝道及下游交叉口交通拥堵频发。以元胞传输模型为基础,构建出口匝道及下游交叉口交通预测模型;采用动态调整周期时长和信号相位的控制策略,建立基于元胞传输模型的交叉口信号控制模型。以排队长度、绿灯和周期时长为约束条件,以各进口道加权平均延误为目标函数,进行信号配时动态优化。以成都市实例匝道和交叉口进行验证,表明本文提出信号控制策略可有效降低此类交叉口的饱和度、延误和排队长度,提升其通行效率。     

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。     

基于粒子群优化的关联交叉口群信号控制策略研究

提出基于粒子群优化的城市关联交叉口群信号控制策略.采用具有车型信息的感应线圈检测装置,获取各交叉口的实时交通流信息;通过对短时交通流时间序列进行可预测分析,确定交通流时间序列的动力学性质,对于具有确定性变化规律的时间序列建立基于神经网络的组合预测模型,实现对交通流的在线预测;以车辆平均延误时间最少为优化目标,建立关联交叉口群的信号控制参数优化性能函数,根据粒子群优化思想求解信号控制参数.仿真实验证实,基于粒子群优化的关联交叉口群信号控制策略有效.     

现代有轨电车条件下的交叉口信号控制方法

以交叉口交通效益最大化为目标,对现代有轨电车条件下的交叉口信号控制方法展开研究.改进了NSGA-II算法,提出了基于非支配排序的交叉口多目标优化算法,对单点交叉口多目标优化模型求解.在获取基础信号配时方案的基础上,根据车辆的实时参数,构建现代有轨电车主动信号优先控制方案评价指标体系,利用DEA-TOPSIS模型客观地从优先相位延误、非优先相位延误和电车偏移度等多个方面对各信号控制方法进行分析,实现最优信号控制.仿真实验表明:交叉口人均延误时间和平均停车次数为有效的控制目标;基于非支配排序的交叉口多目标优化算法与加权组合遗传算法相比,可综合优化多目标;与NSGA-II算法相比,可降低交叉口人均延误时间1.8 s,降低平均停车次数0.02;基于DEA-TOPSIS模型的有轨电车信号控制评价方法可以客观地综合多角度分析各信号控制方法的有效性和变化趋势,实现最优信号控制.      

交通规划阶段信号交叉口通行能力匹配性评价方法

为预防和减少交通设计与管理阶段由于通行能力不匹配导致的信号交叉口交通拥堵问题,提出交通规划阶段信号交叉口通行能力匹配性评价方法。将信号交叉口上游路段、进口道停车线、出口道与下游路段四个典型道路断面纳入通行能力匹配性评价范围。提出衡量车流流经路径相邻上下游断面间的通行能力匹配程度的匹配度指标,并结合交通规划阶段的交叉口相交道路等级、交叉口各转向流量条件等参数计算信号交叉口综合匹配度指标。最后对两次干道相交而成的信号交叉口进行通行能力匹配性评价。     

常规交叉口信号控制方案选择逻辑分析

结合交叉口交通特征快速制定交叉口信号控制方案的需求逐渐增加,针对常规交叉口的信号控制方案简明选择逻辑研究可加快设计效率.基于各种基本信控方案的特征和适用特点,充分考虑交叉口交通流量分布特征,制定符合常规交叉口配时需求的快速决策生成信号控制方案的基本逻辑.经过单口放行方案适用性判断,左转专用相位必要性确定、嵌套相位方案适用性判断等步骤,确定目标交叉口最佳相位相序方案.并针对嵌套相位特殊情况给出了嵌套相位的配时方法.最后对逻辑方法的适用性以及应用拓展情况进行分析.