交叉口单点公共汽车交通优先控制方法研究

开发ITS背景下的公共汽车交通优先控制方法是从根本上改善公交车辆运行情况的需要。满足车辆固有的行驶时刻表是实施公交优先通行申请的重要依据,在本文控制策略中运用绿灯时间延长和相位提前激活两种方法,在兼顾其它车辆运行情况的前提下,给予晚点公交车优先的通行信号。论文最后以厦门市湖滨南路实际交通流量为依托,运用交通仿真方法验证了优先控制策略的实际效果。     

无公交专用道单点公交被动优先适应性研究

根据现有的一种公交被动优先方法,对相关交通条件进行一定理想化处理。在实际约束和假设条件基础上,定义不同的交通情景,并假设一些能表征不同交通情景的虚拟交通数据。考虑社会车辆、公交车辆的载客数差异,从交叉口整体交通量、相交道路交通量和公交比例差异3个方面展开,采用循环迭代的设计思路,利用Matlab编程计算无公交专用道时单点公交被动优先对应于不同情景下的车均/人均延误水平,得出初步结果。初步结果经对比分析后发现：与Webster方法相比,该无公交专用道被动公交优先在一定条件假设下,更适应于整体交通量不大的交叉口,或交叉口相交道路交通量、公交车比例差异较大的情况。     

无公交专用道下的单点公交优先控制

在无公交专用道交叉口情况下,根据公交车到达检测器时刻、检测器布设位置及交通流量等参数,预测出公交车前方车辆数及车辆消散时间,以公交车延误最小为优化目标建立了公交优先信号配时参数优化模型.利用Vissim仿真软件对文中提出的控制方法进行了模拟仿真,结果表明:该控制方法能够为公交车准确提供优先配时方案,有效减少了无公交专用道交叉口的公交车延误.     

基于逻辑规则的单点公交优先控制策略

为了增加公交优先控制策略的多样性,面向无公交专用进口道的单个信号控制交叉口,在改进的双环相位结构下,设计了一种基于逻辑规则的单点公交优先控制策略,该逻辑规则包括优先请求产生规则、绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则,优先请求产生规则可以生成延长归属相位绿灯时间或缩短归属相位红灯时间的优先请求,绿灯时间调整规则和半环间相位切换决策规则用以响应优先请求、延长或切断机动车相位的绿灯时间。利用Vissim建立仿真模型,对基于逻辑规则的单点公交优先控制策略和一种单点感应控制策略进行了测试。方差分析结果显示：与后者相比,前者能够显著降低优先公交车辆的平均等待时间;同时,二者产生的交叉口车均延误未见显著差异。     

公交优先实时在线单点控制策略研究

从公交优先实时在线优化控制的角度出发,系统分析了公交专用道交叉口的控制策略协同关系、车辆运行协同关系及各种检测信息之间的协同关系,设计了公交优先检测基础和相位优化方法,通过细化研究公交运行状态及控制策略时间分配算法,建立了实时在线公交优先单点控制模型,运用VISSIM进行了系统仿真和效果评价,结果表明优化策略实现了交叉...     

基于时空优化的单点交叉口公交被动优先控制方法

为了最大可能地降低对公交车辆提供信号优先时对社会车辆运行产生的不利影响,研究了信号控制交叉口1个进口道的通行空间分配(车道功能划分)与通行时间分配(绿信比分配)的相互制约和转化关系,在此基础上提出了考虑时空资源组合优化的被动优先模型。算例分析结果表明:该模型能够在对社会车流影响较小的情况下,显著降低公交车辆车均延误;同时,为降低公交优先对社会车流总体运行状态的影响,在确定公交优先的权重时,需要考虑不同相位的机动车流量间及其与公交车流量的对比关系。     

网联环境下考虑非优先车辆延误的公交优先信号控制方法

网联环境具有数据采集和交互方面的优势,能更精确地评估交通需求,更科学地实施交通管控措施。根据公交车与非优先车辆权重及延误分布差异,研究了考虑非优先车辆延误的公交优先单点信号控制方法。利用交叉口车辆轨迹数据计算轨迹样本到达率参数,根据车辆到达交叉口的分布特征构建各相位的车辆到达率概率函数,并采用极大似然估计预测到达率,基于交通流冲击波模型分别计算出各相位的排队波、驶离波和消散波波速。公交车数量少权重较高且网联化程度高,利用基于冲击波的时距图推导延误表达式;而非优先车辆数量多单车权重低且网联化程度低,利用基于到达率的定数理论推导延误表达式。按乘员数对公交车延误值和非优先车辆延误值进行加权,以加权延误最小为目标函数建立了混合整数线性规划模型,解得相位时长整数解,并反馈到信号机系统实现公交优先自适应信号控制。以武汉市车城北路与东风大道交叉口为对象,采集不同时段交叉口流量数据,利用SUMO软件开展仿真实验,结果表明：相比优化前,低、中、高流量情况下公交车单车平均延误时间分别减少25.63%、25.25%、18.32%;同等条件下平均每周期非优先车辆延误时间分别减少8.80%、4.68%、1.99%;同等条件下平均每周期加权延误时间分别减少20.98%、9.39%、12.70%。证明所提方法能较好地适配交通需求,且流量较低时效果最好。     

基于模糊控制的公交信号优先控制方法研究

面对城市公共交通优先发展中遇到的交叉口公交信号优先控制问题,以降低交叉口人均延误和公交车延误为目标,提出了基于3层模糊控制器的交叉口公交信号优先主动控制模型,通过改进针对车流交通需求强度、相位放行顺序、绿灯时间优化的3层模糊推理控制器,最终输出相位绿灯放行时间延长和相序提前2种控制策略.仿真算例分析表明,与普通固定配时控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低27%,14.2%;与公交信号优先感应控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低13.7%,21.7%,说明了所提方法的有效性.     

城市道路交叉口公交优先方案设计与仿真

文章基于我国现阶段的国情,对常规地面公共汽车交通进行分析,旨在提出更加科学合理的道路交叉口公交优先设计方案,分析了公交车运量大、投资成本相对较小的优点,以公交专用道为研究对象,在分析公交专用道的道路和交通条件基础上,对交叉口进出口公交专用道设置进行分析,以及交叉口公交优先配套设施的设计分析,研究了交叉口公交专用进口道的空间结构布置和信号配时方法;最后,以一个交叉口进行公交信号优先仿真设计及延误分析：结果显示：公交优先的信号相位和配时设计方法可以显著减少。     

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.     

考虑倒计时的交叉口公交优先检测器布设位置研究

交叉口公交主动优先策略主要依靠检测器对公交车辆运行情况进行分析,通过适当调整交叉口信号控制方案,从而实现公交车辆的优先通行。研究了考虑倒计时情况下的公交相位绿灯延长、绿灯提前2种公交优先感应控制策略的优化机理;针对设置有交通信号倒计时装置的交叉口,分析了倒计时信号对优先策略实施效益的影响,并依据优先判断区间的分析,提出了检测器布设的最佳位置。随后应用Vissim仿真软件以及VisVAP编程语言以上海市北京西路—威海路交叉口为例建立仿真分析模型,分析检测器布设于不同位置时公交车辆的延误情况,分析结果表明按所提出的计算方法布设检测器后,得到的优先效果最佳。     

随机条件下单点交叉口绿灯时间计算方法研究

通过分析交叉口交通流的随机特性,建立了以期望排队长为目标函数的绿灯时间优化模型。在模型求解过程中,利用Lagrange乘数法给出了求解随机期望值模型的解析算法,通过随机仿真逼近随机函数得到了交叉口各相位绿灯时间的最优值。最后以两相位信号交叉口为例进行了算例试验和分析,结果表明到达率的随机变化特性对于绿灯时间的分配有明显影响,仿真结果验证了模型和算法的正确性。     

基于纵向平等的干道BRT信号优先方法

在定时式协调信号控制的背景下,以加快BRT车辆运行速度,降低信号优先给社会车辆造成的负面影响为目标,以实现绿灯时间再分配的纵向平等性为基本要求,提出了一种新颖的干道BRT主动信号优先方法。在BRT专用道沿线布设3类检测器,采集BRT车辆的到达时刻。定义了绿灯延长、相位插入、绿灯早启3类优先请求时间窗,有条件地生成和删除不同类型的优先请求,有节制地实施相位插入。给出信号优先贡献和补偿的混合作用方式以及协调方向的社会车辆连续行进的保障措施。遵循纵向平等性的要求,建立信号优先贡献算法和信号优先补偿算法。在高负荷机动车交通需求下进行仿真试验,给出该方法的最佳参数取值建议;BRT车辆的行程时间降幅超过28%,协调方向社会车辆的行程时间增幅不足5%的结果验证该方法的有效性;BRT车辆的行程时间降幅超过19%、社会车辆的车均延误差异不足1%的结果验证该方法相较于传统方法的优越性。     

城市公共交通优先的信号控制策略

城市公共交通优先的信号控制策略研究如何在道路交叉口信号控制中体现公交优先的技术,本文详细阐述了实施公共交通信号优先的硬件系统和具体的实现策略。为了有效地在路口信号控制系统中体现公交优先策略,在控制过程中要采用实时算法,将公交优先作为信号控制的一个函数,论文给出了交叉口公共交通优先策略的实时最小绿灯持续时间估计。作者在交通控制的模拟中采用了该控制策略,结果表明:公共交通优先信号控制系统的设计和实施能够提高公共交通的行驶速度和公交运行的可靠性。     

逆向左转交叉口的全感应公交优先信号控制技术

逆向左转交叉口已在中国70余个城市实现常态化应用,各地却始终没有形成设置和运用配套交通控制设施的统一做法。当公交专用车道穿过逆向左转交叉口时,必须考虑如何实施公交优先信号控制。基于此,针对十字形逆向左转交叉口提出一种全感应公交优先信号控制技术,该技术对信号灯设置、信号相位设置、相位显示顺序选择和交通流数据采集提出具体要求。以消除逆向左转车道的交通安全风险、加快优先车辆的运行速度、减少机动车相位的绿灯浪费为目标,设计5组逻辑规则,构成信号控制算法,向优先车辆提供绿灯延长和绿灯早启服务,自动调整机动车相位的绿灯时长、预左转相位的红灯时长和绿灯时长。选取1个典型的十字形常规交叉口和1个十字形逆向左转交叉口作为试验对象,利用Vissim创建虚拟道路交通环境。在交通仿真试验中,通过D-最优设计生成1 000个高负荷交通需求场景,共进行3 000次仿真运行。研究结果表明：就应用全感应信号控制技术的交叉口而言,设置逆向左转车道会在统计学意义上显著影响交叉口性能,对于降低全体车辆平均延误有明显效果,对于降低优先车辆平均延误有一定效果;就逆向左转交叉口而言,将全感应信号控制技术升级成全感应公交优先信号控...     

公交优先硬件在环测试评估平台设计

为了对复杂交通条件下的公交优先策略进行测试评估,比较不同信号机中公交控制策略的优劣,论文引入公交优先硬件在环仿真技术,设计搭建公交优先的硬件在环测试平台,开发信号转换器,实现信号机与仿真软件之间的通信,并能兼容不同信号机,实现对公交优先策略的仿真评估,同时开发上位机测试平台控制系统的运转.该测试平台可推广应用于线控、网控等控制策略测试,提高控制策略的有效性.     

考虑上下游交叉口延误的干线公交优先模型

为克服干线绿波协调控制中上游交叉口公交优先控制策略对绿波协调方案和下游交叉口造成的影响,在单点公交优先控制策略的基础上提出了一种综合考虑上下游交叉口延误的干线公交优先模型。该模型以红灯早断、绿灯延长为基本策略,将相邻上下游交叉口车辆综合加权延误作为优化目标,保证上游交叉口公交优先通行的同时,尽量减少对干线绿波协调控制和下游交叉口的影响,并以干线协调控制下的上下游交叉口为例,利用 Vissim 进行仿真验证。结果表明:该模型与单点公交优先相比虽然上游交叉口车均延误增加2.6%,但下游交叉口车均延误降低10%,上下游交叉口综合车均延误降低3.7%,一定程度上缓解了公交优先控制策略与绿波协调控制策略互相冲突的问题。