考虑车辆排放的城市信号交叉口优化控制研究

运用了考虑排放和延误综合指标的城市信号交叉口信号配时方案,针对车辆在交叉口处不同运行特征下排放量的不同,提出了将车辆通过交叉口的运行特征与排放因子结合的方法,得出了车辆在交叉口的排放模型.在此基础上建立了考虑车辆排放和延误综合指标的城市交叉口信号优化控制模型,并运用改进的遗传算法求解模型,计算结果显示该模型减少了车辆的排放,有效地缓解了城市信号交叉口处车辆排放不易消散的问题.     

随机条件下单点交叉口信号配时优化

分析了信号交叉口交通流的随机特性,根据与期望排队长度相关的相位机动车排队长度偏差指标,考虑不同相位的权重因素,建立了交叉口信号配时优化模型,研究了相位清空可靠度与周期时长和相位绿灯时间的定量关系。对模型进行了确定性转化,并以两相位信号交叉口为例进行了算例试验分析。计算结果表明:交通流到达率的方差从0增加到350 pcu.s-1时,周期时长将从50 s增加到232 s,且到达率方差较大的相位需要更多的绿灯时间;排队长度由4 pcu增加到30 pcu时,相位清空可靠度仅从0.712增加到0.884。可见交通流到达率的随机特性对交叉口信号配时参数的设置影响明显,模型正确。     

基于优先权重的公交信号优先算法研究

在信号控制交叉口,优先信号的实施不仅要考虑公交车辆的乘客数,同时还与公交车辆的时刻表的偏离程度有关。本文根据公交车辆当前的运行状态在信号配时计算中为公交车辆赋予一定的优先权重,在满足交叉口各进口方向车辆通行需求的同时,以最小的车辆延误代价获取人均延误降低最大化为目标,在交叉口信号配时方案进行优化计算中,为偏离公交出行时刻表的公交车辆分配权重,以确保公交车辆尽可能以绿灯信号通过信号控制交叉口。最后利用MatLab对该算法进行求解计算、验证。     

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为优化和评价交叉口车流运行状况,根据信号控制交叉口交通流到达率的随机特点,引入相位清空可靠度指标用于评估交叉口可靠性.基于概率论,研究了相位清空可靠度与周期时长、相位绿灯时间的定量关系,利用Gauss消元法推导得到了交通流到达率分别服从正态分布和负指数分布时的相位清空可靠度计算公式.以两相位信号交叉口为例进行了仿真实验.结果表明：交通流到达率的方差越大,周期时长也越大,且到达率方差较大的相位需要更多的绿灯时间,可见到达率的概率分布特征值对于周期时长、相位绿灯时间有显著影响,可利用相位清空可靠度指标进行交叉口信号配时参数设计和评价.     

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分布式交通信号控制系统拓扑结构的分布式特性使得网络的控制问题被划分成不同层次，路口的控制器优化单个交叉口，系统的协调要求每个路口的控制器同时还要考虑相邻路口控制器的配时方案、相邻上游交叉口车辆的离去特性、相邻下游交叉口车辆的到达特性。本文在综合考虑上下游交叉口信号配时、车辆排队和公交运行情况的基础上，提出了实时交通信号控制系统中实施公交优先的模型系统的框架，然后给出信号优化过程和计算最佳绿灯请求时间和信号协调方法。     

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.     

基于仿真的单点交叉口固定信号配时分析

基于解析的交叉口信号配时方法,往往会因为基础数据的误差,造成最终计算所得方案不是所需的最优方案,而依据交叉口进口车道数、饱和流率、流量、流向及周期间的关系建立模型,通过调整模型参数获得多种不同配时方案,并在仿真环境下运行各个方案,输出对应方案的运行指标,通过综合评价方法来确定最优方案不失为一种有效的信号配时方法。将此方法应用于实际信号配时,并与Webster法所得方案进行对比,结果表明,该方法所得方案更符合实际交通需求。     

两相位信号交叉口半感应控制算法

为了研究城市交叉口行人、自行车群对半感应控制配时算法的影响,通过分析两相位交叉口左转车穿越行人、自行车群的特点,应用临界间隙理论,根据左转车到达与离去平衡的基本原理,在HCM2000(highway capacity manual 2000)最小绿灯时间服务模型的基础上,建立了半感应控制算法的最小绿灯时间计算模型.用该算法计算信号配时方案,并在北京市怀柔区进行现场试验,用信号控制延误评价服务水平.结果表明,该模型可以使信号配时方案更适合行人和自行车多的实际情况,使交叉口总延误时间下降了37.8%,服务水平从C级提高到B级.     

行人友好型路口交通信号控制优化研究

考虑在机动车和行人混合的状况下,为使行人过街更加高效、安全,以机动车和行人的延误、交叉口的延误和车辆的停车率为性能控制指标。根据交通需求和各种交通出行方式的流量比,确定信号控制性能指标的重要程度。建立信号交叉口配时参数的多元目标函数,并运用遗传算法求解目标函数。最后,以具体的交叉口为例,验证模型的有效性。     

拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制方法研究

在快速路系统中,出入口匝道是联接快速路与地面道路的纽带,同时也是最易发生拥堵的瓶颈路段。针对快速路出口匝道车辆拥堵问题,建立拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制模型,由两个子模型组成,分别是目标交叉口通行能力最大优化模型和下游交叉口车辆疏散最大优化模型。前者旨在提高出口匝道的通行能力,后者旨在保障目标交叉口方向来车到达下游交叉口后尽快疏散,案例分析结果表明:在快速路出口匝道拥堵疏解路径中,该模型求得的交叉口信号配时方案比采用Webster配时模型求得的单点信号配时方案在通过车辆数、车均延误以及平均排队长度方面分别优化了18%、22.3%和71.6%,大大加快了出口匝道拥堵疏解效率。     

基于交通流微观仿真的交叉口控制模型分析

通过对信号交叉口的车辆发生、车道选择、期望车速、信号控制等微观仿真模型的分析,有必要建立以交通延误为交通效益指标的控制方案,实现交叉口多相位、配时参数可变的可视化控制,并进行行车延误指标评价。     

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城市道路交叉口各交通方式构成比例不同,对控制方案需求不一. 针对各种交通方式混行的信号控制交叉口,考虑道路使用率、出行者时间效率以及环境效益之间的协调关系,结合多目标规划模型的思想,以通行能力最大、车辆停车率及出行者平均延误最小为目标,以饱和度为约束条件,建立交叉口信号配时多目标优化模型. 根据不同交通状态下,各交通方式混合比例确定各性能指标的重要程度,最后运用遗传算法进行求解. 计算结果表明,配时参数多目标优化模型在综合性能指标下优于Webster算法,而且能较好地适应各交通状态的变化,使快、慢行交通协调运行.     

交叉口动态车道与交通信号协同优化方法

以往动态车道研究倾向于在固定信号配时或预先设定的信号配时方案下进行优化,无法充分利用交叉口的时空资源.本文根据实时交通需求,以交叉口车辆平均延误最小为目标,以信号周期、相位绿灯时间和车道数为约束条件,构建动态车道与交通信号协同优化模型.模型分两部分,第1部分考虑进出口道车道平衡,计算可行的动态车道备选方案,将备选方案的输出参数作为第2部分模型的输入参数;第2部分根据实时交通需求,生成动态车道优化方案和信号优化方案.将本文优化方法与传统信号配时方法进行比较,实验结果表明,本文模型能更好地降低交叉口平均延误,有效提升信号交叉口时空资源利用率.     

考虑状态相关服务的城市交叉口离散事件仿真建模

准确模拟交叉口处车辆运行,对交叉口信号配时优化、交叉口设计等具有重要意义。交叉口排队建模可以较为准确地模拟车辆到达及交叉口服务过程。位相型分布(PH分布),可以无限逼近任意到达和服务规律,车辆到达交叉口时交叉口处容量有限,且车辆通过交叉口时,通过时间具有状态相关性。本文考虑以上三点,建立PH/PH(n)/C_1/C_2的交叉口排队模型,将城市交叉口抽象为离散事件仿真模型,根据PH分布随机变量计算车辆到达过程和交叉口服务过程。文中提出的离散仿真模型充分考虑了车道服务的状态相关性,并利用Simulink构建了考虑状态相关服务的城市交叉口离散事件仿真模型。仿真结果表明考虑状态相关服务的离散事件仿真,可以较好地反映出交叉口处车辆通过的周期性,较为客观地反映交叉口车辆运行情况。     

交叉口动态车道与交通信号协同优化方法

以往动态车道研究倾向于在固定信号配时或预先设定的信号配时方案下进行优化，无法充分利用交叉口的时空资源.本文根据实时交通需求，以交叉口车辆平均延误最小为目标，以信号周期、相位绿灯时间和车道数为约束条件，构建动态车道与交通信号协同优化模型.模型分两部分，第1部分考虑进出口道车道平衡，计算可行的动态车道备选方案，将备选方案的输出参数作为第2部分模型的输入参数；第2部分根据实时交通需求，生成动态车道优化方案和信号优化方案.将本文优化方法与传统信号配时方法进行比较，实验结果表明，本文模型能更好地降低交叉口平均延误，有效提升信号交叉口时空资源利用率.     

基于有效绿灯时间利用率的自适应控制策略研究

为了优化单点交叉口信号控制方案,使其适应各个进口道方向交通流动态变化,提高交叉口通行效率,根据交叉口进口道排队车辆数建立有效绿灯利用率模型,提出了一种交叉口自适应控制策略.有效绿灯时间利用率模型以交叉口通行能力最大为控制参数,实时优化确定出最佳相位放行方案以及最优相位切换方案,根据进口道排队车辆最大流向的排队车辆数和车辆到达预测确定相位放行绿灯时间.利用VISSIM交通仿真软件对该自适应控制策略仿真运行,与定时控制以及感应控制对比,评价分析不同车辆到达情况下交叉口通行情况.结果表明:该自适应控制策略能有效降低车均延误,提高交叉口服务水平.     

古棕路与沪城环路交叉口相位及信号配时优化

交叉口相位及信号配时优化是提高交叉口服务水平的重要途径。针对古棕路与沪城环路交叉口现有的交通状况及存在的问题,应用Webster配时方法进行交叉口信号配时设计,并运用Synchro仿真不同配时方案下的交叉口延误情况,最终确定使交叉口延误最小、服务水平最高的配时方案。     

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针对交通网络中交叉口车流具有连续时间特性,动态信号灯的切换具有离散事件特性的情况,以四相位单交叉口为对象,考虑车辆到达的随机性,以微分包含的形式描述车辆达到率,建立了一个四相位交叉口的矩形混杂自动机模型。该模型中以车辆排队长度为连续状态变量描述连续车流动态,以信号灯状态为离散状态变量描述离散信号灯动态。在该模型基础上,分析了交叉口各个方向的输入、输出车流动态,采用矩形混杂自动机可达性分析方法详细分析了车辆排队长度的可达集,使用CheckMate 3.6 工具箱进行仿真。仿真结果表明矩形混杂自动机模型和可达性分析方法的有效性,不仅能够刻画交叉口车流的动态混杂特性,而且能够验证信号灯配时方案对车流疏导是否有效,为信号灯配时设计提供一种检验方法。     

古棕路与沪城环路交叉口相位及信号配时优化

交叉口相位及信号配时优化是提高交叉口服务水平的重要途径.针对古棕路与沪城环路交叉口现有的交通状况及存在的问题.应用Webster配时方法进行交叉口信号配时设计,并运用Synchro仿真不同配时方案下的交叉口延误情况,最终确定使交叉口延误最小、服务水平最高的配时方案.     

基于VISSIM仿真的信号交叉口优化方法研究

传统信号交叉口配时往往只考虑车辆延误指标,存在一些不足。故此,建立了考虑延误和停车次数的信号配时优化模型,提出应用VISSIM仿真软件与信号配时相结合的信号交叉口优化方法,并将该优化方法应用于交叉口优化实例中,仿真评价结果表明：采用该方法优化交叉口效果显著,平均排队长度、平均延误指标下降明显,能够很好地从时间和空间两方面改善交叉口的性能。