城市主干道短距离交叉口信号优化控制

城市主干道短距离交叉口受进口道长度的限制,交通流量较大,极易发生排队溢出,影响上游路口的车辆通行。为解决该问题,本研究先从交通流运行和交通波传播的角度,分析短距离进口道内车辆的到达-排队-驶离过程,提出滞留排队的概念,得到最长排队长度和滞留排队长度的计算公式。再据此和车辆到达驶离图得到短距离进口道单位周期延误的计算方法,修正交叉口车均延误公式。然后,以交叉口车均延误最小化为目标,以短距离车道的最长排队长度不得超过路段长度和禁止车辆二次排队为约束条件,建立短距离交叉口信号控制的优化模型,并运用遗传算法对其进行求解。最后,以长沙市的芙蓉路-城南路交叉口为例,利用Vissim 4.3软件进行信号优化前后的仿真验证。研究结果表明:与优化前的信号控制方案相比,优化后的信号控制方案的短距离进口道平均排队长度降低了36.9%,最长排队长度减少了42.3%,交叉口车均停车次数减少了21.2%,通过车辆数增加了19.8%,车均延误减少了25.8%,这些结果均说明该方案能有效地防止短距离进口道的排队溢出,大幅提高短距离交叉口的通行能力与运行效率。     

单点交叉口固定信号配时优化模型

为获得更好的单点固定信号配时方案,以交叉口通行能力最大和车辆平均延误最小为目标,以相位有效绿灯时间受限为约束条件,提出一种信号配时优化模型.使用大连市交通调查数据得到韦伯斯特配时方案和2种优化配时方案,采用交叉口通行能力、车均延误和饱和度评价了各种配时方案.利用VISSIM软件进行了交通模拟试验,采用累计通过车辆数、车均延误和平均排队长度对各种方案进行了交叉口评价.结果表明,所提出的配时优化模型优于韦伯斯特配时模型,而且其评价结果更能反映交叉口的实际服务水平.     

分离式公交站点车辆停靠分配模型

设置分离式公交站台能够有效缓解单站台由于负荷过重造成的拥堵,而车辆停靠组织方案是其功效发挥的关键.本文将分离式两站台作为一个系统,通过分析上下游站台停靠车辆运行特征及相互作用,使用排队论和间隙接受理论分别构建了公交站台内服务延误和上游站台公交车辆驶出延误的测算模型,然后以分离式公交站台系统内车均延误最小为目标,提出了公交车辆在上下游站台的停靠分配模型.最后,以杭州市天目山路-环城北路路段的公交站点为例对该模型进行了验证,结果显示相比于平均分配,车均延误下降16. 53%和10. 29%,这对于提高城市干线公交系统的运行效率具有重要意义.     

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分析了F-B配时方法延误计算模型的缺陷。证明了上海配时方法的结果是各个相位的饱和度为1。建立了延误-通行能力联合优化配时模型,以延误与通行能力之比最小为优化目标。应用分析表明：F-B配时方法使车均延误比现状减少了1.65s;上海配时方法使车均延误减少了8.15s,但通行能力降低了422pcu/h;联合优化配时法使车均延误减少了9.46s,通行能力保持了现状水平。     

信号交叉口延误一通行能力联合优化配时方法研究

分析了F—B配时方法延误计算模型的缺陷．证明了上海配时方法的结果是各个相位的饱和度为1．建立了延误-通行能力联合优化配时模型，以延误与通行能力之比最小为优化目标．应用分析表明：F-B配时方法使车均延误比现状减少了1．65s；上海配时方法使车均延误减少了8．15s，但通行能力降低了422pcu／h；联合优化配时法使车均延误减少了9．46s，通行能力保持了现状水平．     

设置移位左转车道的不对称交通流信号交叉口设计及优化

常规的交通组织与信号控制处理不对称车流的效果不理想,会造成时间、道路资源的浪费。针对不对称交通流的特性,提出设置移位左转车道的不对称交通流交叉口信号控制优化方案。以直行车辆与左转车辆车均延误最小为目标,建立移位左转交叉口时空资源优化模型与车辆延误计算模型。通过研究交通流不对称程度与移位左转车道长度对左转车辆延误的影响,分析不对称交通流移位左转车道的适应性,并运用VISSIM软件对优化方案进行仿真。仿真结果表明：与交叉口现状相比,方案2中车辆的平均延误降低27.2%,平均排队长度降低29.7%,说明移位左转车道信号控制方案能极大改善不对称交通流交叉口车辆的行驶情况,减少车均延误时间,使车流运行更加顺畅。     

锯齿形公交优先进口道的设置方法

为减少公交延误,发挥锯齿形公交优先进口道作用,分析了公交优先进口道的工作流程、车辆到达流量、通行能力、预信号区使用条件,提出了将锯齿形公交优先进口道车辆到达流量与通行能力匹配的优化模型与设置方法,建立了锯齿形公交优先进口道设置适宜的交通条件,提出了进口道主信号与预信号协调配时,与车辆流量适宜的候驶区长度确定的方法,计算了公交优先进口道设置前后公交车辆与社会车辆的延误。发现给定条件的城市主干道公交进口道优先可以使公交车的平均延误减少3．7S,社会车辆平均延误增加1．4S,所有乘客平均延误减少2．4S。     

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在NS模型基础上,考虑到公交车进出站的优先权、逐步变速等因素,建立了多站台港湾式公交站混合交通流双车道元胞自动机模型.通过模型模拟,对比分析了单站台和多站台港湾式公交站两种停靠方式的交通流特性,研究了多站台港湾式公交站的站台长度、站台间距以及公交车比例对交通流的影响.结果表明,在公交车密度较大的路段上,设置多站台港湾式公交站并选择适当站台长度、站台间距可以提高车站的处理能力,更有效的缓解由公交站引起的道路拥堵,从而提高道路的通行能力.该模型作为城市现有道路改造时确定公交车站停靠方式及站台长度的参考.     

上游停靠站公交溢出影响下交叉口公交优先配时优化

针对交叉口进口道附近设置有公交停靠站的情况,探讨站点公交溢出的两种可能情形以及具体排队过程,并建立受车头时距等因素影响的排队等待时间模型.在此基础上,一方面分析公交停靠对交叉口进口道通行能力的影响,得到通行能力损失模型,进而对交叉口乘客延误公式进行修正;另一方面,通过对停靠站公交到达离开时间的研究,建立站点乘客延误模型.然后,基于客流量进行交叉口公交信号优先配时研究,在保障其他相位车辆基本运行的前提下,建立以乘客总延误最小为控制目标,公交优先相位绿灯时间为控制变量的公交信号优先控制模型.最后,通过实际案例进行模型计算,得到交叉口的最优配时方案,并利用仿真软件模拟分析.仿真结果表明:基于优化方法得到的信号配时方案,有效减少了交叉口乘客总延误时间,保障了各相位车辆的通畅.     

基于中间站最优的公交线路优化调整研究

数量众多的城市公交线路和公交站点密布在中心城区,在给居民提供便捷通 行的同时,也给城市交通带来了诸多难题.大量的公交车辆在同一个中间站到发,导致车 辆停靠时排队延误严重是最普遍的问题,尤其是在早晚交通高峰时段.本文从公交中间站 所服务的公交线路数和各线路车辆停靠时间特征入手,以各线路车辆在研究站点区域无 延误到发为控制目标,结合车辆停靠时间特性和乘客出行需求特点,确定公交站点的最 优通行能力,即不产生因车辆排队而造成延误的最大服务能力,并给出调整冗余线路的 优化方法,最后通过一个算例来验证模型的实用性.     

基于交叉口双站台的BRT 优先控制研究

为解决交叉口因BRT优先影响其他车辆通行问题,提出基于交叉口双站台的BRT 优先控制方法. 给出交叉口BRT双站台设置方法,对比分析BRT在交叉口单、双站台的平均延误. 根据BRT发车时刻、交叉口信号配时、BRT平均车速、交叉口间距及站台停靠时间等,制定 BRT站台预停靠方案和行车时刻表. 为确保BRT按照预停靠站台及时刻表运行,采用BRT车速引导与信号配时双重补偿修正BRT 实际离站时刻与时刻表的偏差. 以常州BRT 1 号线为例,对应用本文方法的5 个交叉口进行分析. 结果表明：BRT在每个站台实际离站时刻偏差范围为±5 s、±10 s、±20 s 时,本文优先控制方法显著减少BRT停车次数和延误,提高了BRT整体运营效率.     

基于全局最优化理论的公交站点布设模型

在分析城市公交站点布设模型的基础上,结合车辆配置限制模型和乘客总出行时间最小站距模型的特点,运用系统总成本最小理论建立了公交站点优化的数学模型,该方法原理简单、便于操作。     

公交站点车辆停靠问题的最优控制模型与实现技术

本文从公交站点的停靠线路数和各停靠线路的运行特征着手,以各线路车辆合理、顺序、无延误地到达站点和从站点出发为优化目标,以公交站点的最大停靠能力和满足乘客的出行要求为约束建立优化模型,以确定各线路车辆在各时段的发车频率和依次占用站点停靠的时间段,并确定其合理的运行速度.最后通过某站点的调查数据来验证模型的实用性.     

公交站场选址布局优化模型和算法

现有研究没有将公交站场选址和线路车辆停放调度作为一个整体,无法发挥整个公交系统的最大效率.针对此缺陷,根据不同线路的首末站在时间和空间上的停车需求不平衡性,综合考虑车场能力、建设成本和最大里程等现实因素,以极小化所有公交车的行驶里程为目标,建立一种公交站场选址布局优化模型,确定站场的最佳位置和泊位数,将各线路的所有车辆安排至相应站场.根据问题特征,设计求解该问题的两阶段启发式算法,给出了具体求解流程,并分析其计算复杂性.最后,结合一个算例,计算最佳的公交站场选址方案,分析参数灵敏性对其布局的影响程度,从而验证模型和算法的有效性.     

定点停靠公交的服务效率与停靠能力研究

在多线路公交站,为规范乘车秩序,实现乘客排队候乘车,需要公交车在公交站内各指定位置进行停靠,即定点停靠。但是现实中定点停靠措施使公交车出现排队拥堵的频率大为增加。鉴于此,首先根据排队论建立了定点停靠公交站排队模型（c_M／M／1型）与自由停靠公交站排队模型（M／M／c型）,通过服务指标的比较探讨出现此现象的理论原因;其次,运用排队概率方法建立公交站合理停车位数量的计算模型,并在综合考虑公交车到达频率、平均停靠时间以及可忍受排队概率等因素的基础上．计算两种类型公交车站的合理停车位数量。研究得出,在公交车平均到达率与平均停靠时间不变的情况下,实施定点停靠措施后．公交车站的服务效率会降低,对停车泊位的需求会增加。     

基于Vissim的城市公交专用道设置研究

分析公交车对交通流的影响因素,以兰州市某主干道为例,在社会其他车辆交通量不变,公交车比例不断增加的情况下,分别仿真在该条道路上设置公交专用道和不设置公交专用道2种情况,分析平均总延误、平均停车时间、平均停车次数、平均排队长等参数的变化。仿真结果表明：在其他社会车辆交通量不变的情况下,当公交车交通量达到300veh／h时,可以考虑设置公交专用道。     

基于自动寻迹的港湾式公交站台停靠路径研究

由于现有的公交车多采用自由停靠方式，导致车辆出站延误，泊位利用率低及乘客安全等问题.本文依据现有的公交车到站“一键式”自动停靠系统，以优化自动停靠公交车的运行轨迹为目标，分别利用三次样条插值、Atan和 Sigmoid函数对港湾式站台公交车停靠轨迹进行仿真分析.非线性约束优化结果显示，利用这 3种方法生成的停靠轨迹，可以得到连续的曲率，满足公交车靠站碰撞约束及港湾式站台停靠要求，均可以实时生成公交车进站运行轨迹. 与港湾式站台泊位曲线相比，Atan 曲线的平均位差 1.01 远小于三次样条插值的平均位差 10.21和 Sigmoid曲线平均位差 5.96.因此，轨迹结果分析显示，公交车基于 Atan轨迹曲线的停靠更便于乘客乘车、具有实时性强、可靠性高的特点，减少了进出站延误.     

居住区泊位对外共享能力评估模型

从停车资源共享理念出发,研究居住区泊位对外共享服务能力评估模型.首先分析了实施停车泊位共享的基本条件,然后分析了居住区的泊位空闲特性,在此基础上构建了停车泊位共享服务能力评估模型,并应用统计学方法对模型参数的取值、分布规律进行了拟合分析.统计结果表明,相邻两车进出泊位平均用时为62.6 s.数据拟合结果表明,居住区泊位空闲时间服从负指数分布,共享车辆停放时间服从Gamma分布.为保证模型实用性,给出了泊位状态参数.Gamma分布形状参数、标度参数的参考数据.算例估算结果表明：居住区停车泊位共享能够为毗邻建筑提供相当于居住区泊位55%左右的停车泊位资源.