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.     

信号交叉口控制相位的流线动态优化组合方法

在现有城市交叉口单点定时及感应信号控制方式中,相位交通流线不能动态组合,在交叉口各流向车辆到达波动较大的情况下,部分流向将产生绿灯损失.为了减少车流到达波动较大交叉口的通行时间损失,提出一种新的相位流线动态组合控制策略.通过引入交通流线相容性概念,将交通流线向量化并进行向量计算寻找相容交通流线.采用流线的逻辑运算确定可行相位组合,以相位绿灯损失最小为原则,得到周期最优控制相位流线组合.该方法能适应交叉口进口流线车辆到达随机波动较大的状态下,实时生成控制相位的流线组合,减少交叉口延误,提高通行效率.     

基于NSGA-Ⅱ算法的逆向可变车道信号配时优化

以相位有效绿灯时间、饱和度和逆向可变车道长度为约束条件,建立交叉口控制延误时间最小、交叉口通行能力最大的双目标函数控制模型,运用NSGA-Ⅱ双目标优化算法,求解目标函数,获得以通行能力相对占优的信号配时方案,达到交叉口控制效率提高的目标。以重庆某交叉口实际数据为例,用NSGA-Ⅱ算法对设置可变车道后的配时优化方案求解,并与现状配时方案进行对比,设置逆向可变车道和优化信号配时能够提高交叉口通行能力,降低控制延误。     

快速路匝道邻接交叉口交通设计方法

对匝道车流与地面车流交织、相位绿灯损失以及邻接路口通行能力不足等问题进行分析;运用时空优化设计方法避免交通流交织与冲突,空间上对交叉口进口车道功能的置换设计,时间上根据车流饱和度均衡原则,提出信号组合相位的设计思想,减少路口有效绿灯时间的损失;最后,通过具体实例对优化设计方法进行验证.结果表明,优化后立交的通行能力提高,车辆的平均延误大大降低,匝道车流与地面车流之间的交织情况基本被消除,改善效益明显.     

基于人车冲突分析的转向专用相位设置研究

为缓解行人与转向机动车的冲突,提出在满足一定条件下的信号交叉口设置转向专用相位.运用基于人车冲突分析的转向车辆通行能力模型和行人过街平均延误计算模型,通过对比分析设置转向专用相位前后交叉口通行能力和行人过街平均延误,给出了转向专用相位的设置条件.研究表明,在该条件下设置转向专用相位将提高信号交叉口的通行能力,降低行人过街的平均延误.     

过饱和交叉口信号配时参数设置方法

为了适应过饱和信号交叉口的交通运行特性,研究其最佳周期时长与各相位绿信比参数的设置方法.选择大连市西南路与五一路交叉口开展交通调查.综合考虑过饱和交叉口的平均行车延误及通行能力两方面因素,提出信号周期时长的优化方法.综合考虑机动车流量及排队长度,提出各相位绿信比的设置方法.利用实测交通数据,对调查交叉口进行信号配时设计,并与现状配时方案进行对比分析.研究表明,该方法以适当增加平均行车延误为代价,提高过饱和交叉口的通行能力,有利于疏解该类交叉口的车辆排队现象.     

基于模糊神经网络的单交叉口变相序控制

针对城市交通流时变的特点，提出了一种可变相序自适应单交叉口控制算法，该算法根据通行权转移度来决定放行相位及通行时间，并综合考虑了所有相位车辆排队长度以及绿灯相位通行时间。通过多层BP神经网络实现单交叉口多相位模糊控制。结果表明，该控制器具有学习和泛化能力，可以有效的提高绿灯时间利用率并减少车辆平均延误。     

考虑上下游通行能力匹配的干线禁左模型

已有针对禁左的研究大多从单交叉口交通设计的角度,考虑禁左后的左转交通流组织问题,如U-turn,连续流交叉口设计等,缺少干线整体层面的、针对干线禁左位置选择的研究.本文分别以干线整体通行能力最大、干线交叉口间通行能力匹配值最优为目标,以干线最佳禁左交叉口位置、周期时长、绿信比为决策变量,综合考虑禁左绕行范围、流量守恒、绿灯时间、饱和度、周期时长等约束条件,建立干线禁左的混合整数线性规划模型,并采用分支定界法进行求解.以济南纬二路6个连续交叉口为例进行实例验证,结果表明,对比实地模型与Synchro模型,本文模型能有效降低干线整体车均延误,提高干线整体通行能力,降低排队长度,并使交通流在干线上的分布更加均衡.     

多相位信号交叉口通行能力评估方法

平面交叉口是整个路网中通行能力与交通安全的瓶颈,日常交通堵塞大多与平面交叉口的通行能力有关。采用多相位信号交叉口通行能力评估方法计算的通行能力与实际测量的通行能力接近,可以较好地反映多相位信号交叉口的通行能力。     

基于VISSIM的交叉口行人二次过街模拟

车行道较宽的交叉口,为保障行人过街安全,减少行人过街延误,缩短机动车信号周期,提高交叉口通行能力,可在交叉口设置行人为二次过街的方式。以南昌市洪都北大道—南京东路交叉口为例对行人信号相位进行设计并优化机动车信号配时,用VISSIM进行该交叉口的行人二次过街模拟,证实行人二次过街可以提高交叉口通行能力。     

环形交叉口储备通行能力计算

在介绍环形交叉口入口通行能力、交织段通行能力和总通行能力等计算方法的基础上,给出了环形交叉口流量流向矩阵形式并以此来表达冲突流量,对于入口通行能力的线性回归模型,以各入口流量之和达到最大值为目标及各入口车流饱和度均满足一定服务水平为约束,假设交叉口各入口转向比例不变并当实际流量增加时,首先在环形交叉口某一瓶颈入口处达到饱和,此时环形交叉口各入口流量之和即为储备通行能力.论文给出了储备通行能力的推导过程并以英国Kimber公式、瑞士Bovy等人的公式为例,针对大连市数码广场环形交叉口的实际调查数据,用两种方法计算出该交叉口的储备通行能力.结论说明：该方法对于入口通行能力为线性回归模型的环形交叉口储备通行能力的计算均适用,并可由此找出环形交叉口的瓶颈入口.     

环形交叉口储备通行能力计算

在介绍环形交叉口入口通行能力、交织段通行能力和总通行能力等计算方法的基础上,给出了环形交叉口流量流向矩阵形式并以此来表达冲突流量,对于入口通行能力的线性回归模型,以各入口流量之和达到最大值为目标及各入口车流饱和度均满足一定服务水平为约束,假设交叉口各入口转向比例不变并当实际流量增加时,首先在环形交叉口某一瓶颈入口处达到饱和,此时环形交叉口各入口流量之和即为储备通行能力.论文给出了储备通行能力的推导过程并以英国Kimber公式、瑞士Bovy等人的公式为例,针对大连市数码广场环形交叉口的实际调查数据,用两种方法计算出该交叉口的储备通行能力.结论说明:该方法对于入口通行能力为线性回归模型的环形交叉口储备通行能力的计算均适用,并可由此找出环形交叉口的瓶颈入口.     

交叉口信号控制方案选择方法的研究

目前,在国内大多城市中,交叉口信号配时方案主要有传统四相位控制方案、单口四相位控制方案和搭接相位控制方案。由于多数交叉口信号控制方案选择不合理,造成交叉口通行能力低下,交通拥挤严重。结合交叉口流量,对这三种控制方案的优点和不足进行分析对比。在此基础上,提出了一种基于车道组流率比的多种信号控制方案的优选方法。最后通过算例,证明了该方法的合理性和可行性。利用该优选方法,可以从定量分析的角度选择合适的信号控制方案,为下一阶段信号配时奠定基础。     

基于叠加相位的干线绿波协调控制方法研究

现有的绿波协调控制图解法和数解法存在干线交叉口处的绿灯启亮时刻难以与对应方向的车流到达时刻相匹配的问题,造成了部分时空资源的浪费,压缩了双向的绿波带宽,影响了干线协调控制的效果。针对这一问题,提出基于叠加相位设计方法的干线绿波协调控制方法。该方法在传统方法求解结果的基础上,根据绿波带的设计速度,插入叠加相位,灵活地错开调整交叉口沿干线的两个行驶方向的绿灯启亮时刻,更好地匹配其与对应方向车流的到达时间;以最大化双向绿波带宽为目标建立规划模型,并利用二分法设计求解算法,实现对最大绿波带宽和各交叉口配时的计算。研究结果表明:基于叠加相位的干线绿波协调控制方法可以实现在不改变绿波设计速度的情况下,有效增加双向绿波带宽,减小干线延误,缓解交通拥堵;相较于传统的绿波协调控制方法,该方法将绿波带宽提高了140%,将干线的平均延误减小了86.2 s,有效缩短了各交叉口的行程时间。     

基于模式搜索算法的交叉口信号配时优化研究

交叉口信号配时优化,对提高城市道路的通过能力,缓解城市交通拥堵,具有重要意义.本文研究了相对固定周期条件下,交叉口信号配时随道路上交通流量变化而调整的优化算法.以各相位各进口道上总的延误时间最小为目标,并考虑了最小绿灯时间和饱和度限制约束条件,构建了城市单点交叉口信号配时的非线性模型,为设置交叉口信号配时提供了新的方法--模式搜索算法.利用模式搜索算法对模型进行求解得到配时方案,并将得到的配时方案和传统的Webster算法得到的配时方案进行比较.研究结果表明:模式搜索算法在解决单点信号交叉口信号优化控制方面具有较好的实用价值.     

基于交叉口通行效率的两相位与四相位 控制方式临界流量研究

为了优化交叉口的通行效率,开展了信号交叉口不同相位控制方式之间的临 界流量研究.以周期流量、平均速度和行驶时间为参数,建立了两种控制方式下交叉口通 行效率模型.结合两相位和四相位交叉口的具体特性,解析了各参数之间的函数关系,将 交叉口通行效率模型简化为仅含流量的函数,从而求得了两种不同相位控制方式交叉口 在不同流量条件下的通行效率具体数值,通过比较最终确定了适合两种相位控制的临界 流量值.结果表明,该方法可以通过直行及左转车的小时流量来确定交叉口的控制方式, 从而为交叉口通行效率的优化,以及控制与管理方法提供决策支持.     

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.     

城市单点交叉口信号配时优化

为了缓解城市交通拥挤,分析了城市单点交叉口交通流特性与通行能力,建立以平均延误时间最短、平均停车次数最少为目标,以相位有效绿灯时间、饱和度及周期时长为约束条件的城市单点交叉口信号配时优化非线性函数模型,用遗传算法及遗传模拟退火算法对其进行求解。求解结果表明,遗传算法及遗传模拟退火算法均可将平均延误由现状的40.394 s优化至10-3s,减少了平均停车次数,获得较为理想的效益值,将各交叉口服务水平由C级提升到A级。     

快速路与邻接交叉口分散换道和速度引导方法

研究车路协同城市快速路与邻接交叉口主线分散换道和速度引导自适应控制方法. 对高饱和度入口匝道与邻接交叉口,提出主线分散换道自适应控制方法,依据合流区上游不同车道密度制定换道规则,以主线流量最大化为目标确定邻接交叉口相位相序;对出口匝道存在超长排队,提出主线速度引导自适应控制方法,依据主线上游车辆目的地确定速度引导策略,以出口匝道需求与通行能力相匹配为目标确定出口匝道关联相位优先权. 采用元胞自动机模型仿真验证,结果表明,所提方法与非协调控制、传统协调控制、车路协同交叉口自适应控制相比,区域流量分别提高17.38%、5.52%、10.06%,总时间消耗分别下降35.86%、 26.21%、17.39%.     

关于在城市道路交叉口设置禁入区的理论分析

道路交叉口是城市道路的重要组成部分,其通行能力会影响到整个城市路网。因为交叉口处的时间资源需要分配给各相位的车流,所以其通行能力往往小于相邻路段的通行能力,也因此导致交叉口排队和交叉口拥堵等现象,使得城市路网的交通效率受到限制。以上海市的早高峰时段为例,机动车在通过交叉口时存在较为严重的拖尾现象,使得城市路网的交通效率降低。为了降低车辆在交叉口处的相互影响,可以考虑在交叉口处设计车辆禁入区。在这个区域内,各向车流要求不能停留,配合交通信号控制,将有效地引导交叉口内各向车流分离运行,进而保障交通畅通有序和交通安全。通过对道路交叉口禁入区(十字型)进行理论分析和计算,获得了禁入区的重要参数。通过对不同相位配时条件下道路交叉口禁入区设计参数的分析,获得了设置禁入区时可以采用的一般算法。从长远看,该区域的设置和相关执法方式的改变可解放一定数量的警力,并有效改善道路通行秩序。