无信号交叉口主路车流服从M3分布下支路混合车流的通行能力

本文以可接受间隙理论为基础，通过利用概率论的方法，对以大车和小车两种代表车型组成的混合车流进行分析。建立了无信号交叉口混合车流的通行能力模型，发展了无信号交叉口单一车流理想条件的通行能力理论。     

无信号交叉口次要道路通行能力模型

以可接受间隙理论为基础，进行右转、左转、混合车流、车流速度变化这4项修正，得出了修正后的通行能力计算模型。     

无信号交叉口通行能力折减系数计算法

以系统的观点分析各种影响通行能力的因素，并将其量化，从而得出不同几何类型、不同交通条件下无信号交叉口的实际通行能力。交叉口的实际通行能力为基本通行能力与各项因素影响修正系数的连乘积。方法简单便利，适合于工程应用。     

等权无信号控制交叉口通行能力研究

本文通过对北京市各类型无信号交叉口的大量实地调查发现，北京市无信号交叉口具有通行权相等的特征。本文研究了影响此类等权交叉口通行能力的主要因素，并根据交叉口实际运行情况，提出了新的无信号交叉口通行能力定义。在此基础上本文建立了”非冲突最大流”通行能力计算模型，本模型认为无信号交叉口具有车辆交替通过的特征。通过一些实例计算，应用本模型计算出通行能力的理论值与实际最大通行流量的平均误差为7．8％。     

无信号交叉口临界间隙的理论计算模型

以交叉口的几何特征及车辆动力性能为依据,考虑驾驶员的反应特性,建立了分析计算临界间隙的数学模型。通过计算值与实际结果的对比说明,该方法具有较高的实用价值。     

无信号控制环形交叉口的发展与启示

为了克服国内对无信号控制环形交叉进行盲目改造的误区,从环形交叉口的起源与发展入手,通过对不同形式的无信号控制环形交叉口的优缺点进行对比分析,在总结国外的经验与教训的基础上,指出了不同的无信号控制环形交叉口的适用范围以及我国在无信号控制环形交叉口领域存在的问题,提出了相应的改善措施,在对常规环形交叉口进行改造时应采用入环车辆让行的规则以避免锁死现象的发生,采用进口道偏移的手段以降低入环车辆的速度以提高交叉口的安全性,增加进口道与环道的车道数以提高交叉口的通行能力。     

人工心理在无信号交叉口中的应用

基于人工心理学与人工智能，详细分析了计算机智能识别人类心理情感的过程。根据隐马尔可夫模型极其理论，通过识别行人的行为姿态与心理状态的关系，建立了一个无信号交叉口行人心理状态与姿态的隐马尔可夫关系模型。它可以由人的姿态和面部表情判断出人的心理状态，为司机驾驶提供决策支持。     

车路协同无信号交叉口的矩形冲突检测及消解

针对车路协同环境下的冲突问题,建立了以系统反应时间代替驾驶员反应时间的自动驾驶车辆制动距离模型,以此作为安全距离改进了矩形冲突检测模型,并根据轨迹优化的研究思路,提出了以矩形冲突检测模型为基础的冲突消解算法,对非通行优先权车辆进行速度引导,避免车辆冲突。在车联网开源框架 Veins 的基础上,将交通仿真器 SUMO和网络仿真器 OMNeT++双向耦合,并对冲突检测模型与消解模型进行验证。仿真结果显示,该冲突检测及消解模型具有可行性,与传统无信号交叉口四路停车让行规则相比,模型中的速度引导方案能减少合流冲突车辆 8.6%的平均行驶时间,减少交叉冲突车辆 8.3%的平均行驶时间;合流冲突和交叉冲突中车辆的平均速度分别提高了61.4%和105.0%。在实际应用中,冲突消解模型可以为不同速度范围内的自动驾驶车辆提供速度参考,降低无信号交叉口车辆发生碰撞的概率,提高无信号交叉口的通行效率。     

Petri网络模型在动态公交优先信号交叉口模拟分析中的应用

运用Petri网络对动态公交优先在信号控制交叉口的运行情况建立了模型，分析了原有的平衡是如何打破的，新的平衡是怎样建立的，以及这种调整方式对系统的效能是怎样影响的，并对以后构建控制软件提供了算法基础。     

信号交叉口对交织段通行能力的影响

城市道路间断流与高速公路连续流存在着显著差异,交通运行规律更加复杂。为了综合分析信号交叉口对城市道路交织段通行能力的影响,提出一种基于HCM2000的改进模型。最后,以四平路地道出口的交织段为研究对象,验证模型的科学性和实用性,为工程实践提供理论依据。     

基于交通流元胞自动机模型的车辆当量换算

将一维元胞自动机模型用于模拟周期性边界条件下高速公路的车流运动,用随机慢化FI模型对一定交通环境下车流的车速与密度之间的关系进行仿真分析。探讨了不同车型和车速对道路最大流量(最大通行能力)的影响。依据不同车型在同一道路上的不同通行能力,提出了一种不同车型车辆之间当量换算系数的确定方法。在模拟仿真过程中,考虑不同类型车辆的最大行驶速度及所占空间不同,仿真模型具有不同的参数。通过计算机模拟,得到不同车型的交通流基本图,根据相同道路条件下的最大流量值,给出了以通行能力作为基准时当量换算系数的计算公式。     

四路停车控制交叉口通行能力计算

基于实际调查和观测分析,采用冲突技术法建立了机非混合交通流条件下四路停车控制交叉口机动车流的通行能力计算模型,进一步提出了422型和444型四路停车控制交叉口共用车道和拓宽路口通行能力的计算方法。通过对比冲突技术法推荐模型计算通行能力与典型交叉口观测通行能力和车队分析法计算通行能力,验证了通行能力计算模型的有效性。此外,探讨了行人流和非机动车流对机动车流通行能力的影响。最后,计算分析给出了422型和444型四路停车控制交叉口行人和自行车流量与交叉口机动车流通行能力的回归关系式,为四路停车控制交叉口通行能力的确定提供参考。     

单向交通对交叉口交通安全影响分析

单向交通作为一种有效的交通组织方式,在缓解城市交通压力方面具有重要作用。依据交通冲突技术分析与交叉口复杂度的计算,对比双向交通组织,单向交通的实施可使交叉口交通组织变得简单,冲突点数目减少,复杂度降低,从而可有效改善交叉口交通运行状况及交通安全状况,降低交通事故率,对保持我国城市交通科学发展,保障市民出行安全具有重要意义。     

综合待行区对交叉口通行能力及延误影响的研究

综合待行区的设置对于交叉口空间资源的有效利用、通行能力的提高和延误的减少具有重要作用。在讨论综合待行区设置条件的基础上,分析综合待行区的设置对信号灯交叉口通行能力及延误的影响。以某双向8车道信号交叉口为例展开研究,并应用VISSIM软件对改善效果进行仿真验证。仿真结果表明:设置待行区域后,交叉口通行能力有显著提升,且平均延误也有所降低。     

基于ARIMA与人工神经网络组合模型的交通流预测

将自回归求和滑动平均(ARIMA)与人工神经网络组合模型用于短时交通流预测。利用ARIMA模型良好的线性拟合能力和人工神经网络强大的非线性关系映射能力,把交通流时间序列看成由线性自相关结构和非线性结构两部分组成,采用ARIMA模型对交通流序列的线性部分进行预测,用人工神经网络模型对其非线性残差部分进行预测。结果表明:组合模型的预测准确性高于各自单独使用时的准确性;组合方法发挥了2种模型各自的优势,是短期交通流预测的有效方法。     

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。     

基于短连线的过饱和信号交叉口最大延误模型

为了解决过饱和状态下短连线的信号交叉口路段长度对延误影响的问题,推导出了基于短连线的过饱和信号交叉口最大延误模型。首先分析经典延误模型的盲区:在连接短连线信号交叉口车辆排队长度达到路段长度后,排队车辆就不能再增加;然后利用排队长度与延误关系推导出适用于该状态下的延误模型,并且提出当短连线相连2个交叉口信号相位差为0时所计算出来的延误是最大延误;最后通过算例对比了提出的延误模型与定数理论延误模型。结果表明:路段长度限制对于过饱和状态下连接短连线的信号交叉口延误的计算有很大影响,所提出的方法能够有效解决这一问题。     

快速路交织区交通流模型研究

为了再现快速路交织区交通流的运行特性,在跟驰模型中引入交通压力,并采用驾驶人心理制约条件对车辆换道模型进行改进,将二者结合起来提出了新的快速路交织区交通流模型;应用Java语言编写程序,针对不同的交通状态进行模拟再现。仿真结果表明:当交通量一定时,直行车辆和交织车辆的平均速度都会随着交织区长度的增加而增大;交织区长度增加为交织车辆的交织运行提供了较大空间,随着交织区长度的增加,交通量略有增加,交织区长度的增加可以有效抵消交通量的增加对直行车辆的干扰;在交通量较小时,车辆速度随着交织区长度的变化较小,高流量时,交织区长度对平均速度的影响较大,当交织区长度小于150 m时,外侧直行车辆车速大于交织车辆的车速,随着交织区长度增加,交织车辆的速度接近于直行车辆的速度,当交织区长度大于350 m后,变化就不明显。     

两相邻路口的混杂自动机模型与信号协调控制

根据相邻路口间相互关系,利用混杂自动机模型确定路口信号周期单元,利用道路车流运动模型确定2个相邻交通路口的信号延时参数,并提出了一种信号灯优化策略来协调控制方案。在此条件下,寻找相邻交叉路口信号灯在动态交通条件下的最佳轮转次序和最佳绿信比。仿真结果表明,此方法可以有效地协调两相邻路口的红绿灯信号,在一定程度上改善了路段的交通状况。     

基于车路协同环境的信号交叉口车速引导方法

针对现有的车速引导模型存在未综合考虑车辆跟驰行为、引导场景划分较粗略等问题,研究了4种基于车路协同环境下实时优化各车的车速引导模型。对车辆进行所属车辆列队划分,考虑车速引导影响对FVD跟驰模型进行改进。以车辆列队为引导单元,将车辆可能面临的交通状况细分为8种引导场景,以引导车辆不停车或少停车通过交叉口为目标,直接优化车辆加/减速度,建立车辆列队后车根据改进的跟驰模型计算目标跟驰加/减速度,并与头车组成列队以同一目标车速通过交叉口停车线的4种车速引导模型。以南昌市海棠北路/枫林西大街交叉口为例进行仿真验证,结果表明,所提出的车速引导模型能使车辆行程时间减少18.9%,最大排队长度减少58.8%,延误减少60.8%,燃油消耗减少36.4%,且适用于不同交通饱和状态,对提高信号交叉口通行效率和减少车辆燃油消耗有显著效果。