基于粗糙集的相邻交叉口信号控制方法研究

复杂交通区域的交通状况难以利用具体模型直接描述,而粗糙集理论能够在分析大量经验数据的基础上找到用于决策的规则。以交大东路上的行人和机动车为研究对象,提出一种基于粗糙集的信号配时算法,对交大东路上的两个相邻交叉口的信号灯进行控制,提出控制规则,对该复杂交通区域进行优化和疏导,是对多交叉口交通管理与控制的一次有益尝试。     

考虑前车状态的智能网联车交叉口行为决策

为使智能网联汽车（intelligent connected vehicle, ICV）在复杂交通环境下高效、安全地通过信号交叉口，在车联网实时获取信号灯和前车状态信息的基础上，建立了智能网联汽车通过信号交叉口的驾驶行为决策框架. 通过跟驰模型推导智能网联汽车和前方车辆在未来的行驶状态，预测得到前方车辆是否要通过交叉口的行为，进一步分别对智能网联汽车是领头车和跟随车时通过交叉口停止线的条件进行判断；将换道加入到驾驶方式中来寻求更高的通行效率，用基于换道时间模型的方法判断智能网联汽车换道后的通过条件；仿真对比分析了所提出模型和现有模型的决策能力，讨论了影响决策过程的关键因素. 研究结果表明:相比于现有模型，综合信号灯和前车行驶意图的决策方法能够提高智能网联汽车对通行条件判断的准确性，从而进行更合理的行为选择，随着单位绿灯剩余时间的增加，车辆决策通过交叉口的概率可提高20%，当前车道的车辆位置对决策结果影响显著.      

北京市道路交通仿真平台建设及应用

为最大限度挖掘北京市城市道路供给能力,特别是交叉口及重点区域的道路通行能力,北京市交通管理部门设计并建设了北京市道路交通仿真平台。该平台采用Browser/Server模式,在VISSIM仿真软件基础上进行二次开发。平台支持北京市大范围的区域路网和重点交叉口的交通组织优化仿真,能对交叉口渠化、信号灯协调控制、出入口控制、大型活动车辆和人员疏散、交通勤务路线设计、道路施工影响评价等交通组织与管理方案进行仿真评价。通过对单个交叉口的交通组织方案进行设计与仿真,验证了平台的准确性和可靠性。结果表明:该平台能够对交通管理进行科学评估和优化,实现交通需求分析从定性到定量的转变,并能够提高交通决策的科学化和精细化水平。     

信号交叉口混合交通仿真决策系统研究

交叉口是城市交通的瓶颈地带,目前凭经验制定交叉口交通组织方案的方法已不能适应城市交通的新局面.针对这一问题,从独立的信号交叉口交通组织入手,提出仿真决策的总体方法,并初步提出交通组织的专家方案集和混合交通仿真模型研究的技术路线及相关特征参数,这为提高交通管理水平提供了新的解决方案.     

信号交叉口混合交通仿真决策系统研究

交叉口是城市交通的瓶颈地带，目前凭经验制定交叉口交通组织方案的方法已不能适应城市交通的新局面。针对这一问题．从独立的信号交叉口交通组织入手，提出仿真决策的总体方法，并初步提出交通组织的专家方案集和混合交通仿真模型研究的技术路线及相关特征参数．这为提高交通管理水平提供了新的解决方案。     

城市单点交叉口信号灯模糊控制建模与仿真

从控制论的角度对城市单点交叉口信号灯的控制建立模糊控制模型,是通过模仿交通警察指挥疏导交通的决策过程而建模,设计详细的控制算法和模糊控制器,并利用Matlab和Simulink工具对模型进行仿真和分析。与定时信号控制方案相比,该模型可减少交叉口平均车辆延误,具有较好的控制效果。     

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优化应急车辆调度是降低突发事件造成重大人员伤亡和财产损失的有效手段. 在分析应急车辆调度问题、决策目标、决策变量和目标函数的基础上,构建了最小化整体损失的理想化调度模型. 针对该理想模型的参数难以确定的问题,提出以广义响应时间为基础,以实时交通量辅助决策,采用简化约束条件的方法建立了城市应急车辆调度的优化模型. 分析了路段行程时间和交叉口行程时间的计算,依据路段交通流量对城市应急车辆调度的影响划分道路服务等级. 基于威海市实际案例的分析结果表明,简化模型能够辅助优选应急车辆调度方案,验证了该方法的有效性.     

城市单点交叉口信号灯模糊控制建模与仿真

从控制论的角度对城市单点交叉口信号灯的控制建立模糊控制模型,是通过模仿交通警察指挥疏导交通的决策过程而建模,设计详细的控制算法和模糊控制器,并利用Matlab和Simulink工具对模型进行仿真和分析.与定时信号控制方案相比.该模型可减少交叉口平均车辆延误,具有较好的控制效果.     

基于群体决策的多交叉口协同控制方法

基于竞争-合作的群体决策机制，将单点信号优化构建为各相位的交叉口通行权的竞争过程，将多点协同构建为上下游相位之间的协作过程，提出了一种兼顾多交叉口协同效益和单交叉口控制优化的路网信号配时设计方法；利用车路协同环境下路网内车辆路径信息的可感知性，动态精准地量化解析上下游交通耦合关系；在此基础上建立了分层动态决策框架，在单层决策中剥离了上下游交叉口控制决策对本地决策的影响，解耦协同控制模型中路网交通状态和信号控制决策之间的复合关系；设计了基于交叉口内各交通流向竞争力的分布式信号配时决策算法，并通过仿真试验平台比较了群体决策协同控制方法与传统协同控制方法的控制效果。研究结果表明: 相较于传统协同控制方法，群体决策协同控制方法可动态适应路网交通需求，在交通效率和稳定性上具有显著优势，在不同饱和度的交通需求水平下可降低车均延误15%以上；在路网交通饱和度较高的情况下, 群体决策协同控制方法延误降低幅度可达19.2%，控制优势更加明显；由于群体决策协同控制方法可在下游交叉口进口道车辆排队过长时减少上游车辆流出，可降低路网最大排队长度超40%，有效规避路网溢流风险；通过对群体决策协同控制模型的分布式求解，可实现单次决策过程计算时间小于0.01 s，具有应用于大规模复杂路网的实时信号配时决策的潜力。      

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.     

锯齿形过饱和公交优先信号交叉口进口道延误研究

公交优先是缓解城市交通问题的一种有效方法,故提出在过饱和信号交叉口进口道处设置成锯齿形,并设置车道预信号灯。本文基于定数理论的背景和信号交叉口延误理论,在已有延误研究的基础上,对过饱和信号交叉口进口道延误进行分析,推导出相应的进口道延误公式,通过对公交优先方隶实施前后的交通效益评价对比,证明该方案是有效且可行的。     

道路交叉口避免车辆绿灯跟进的研究

道路交叉口交通高峰期经常出现某一方向车辆拥堵饱和,但是此方向信号灯仍旧是绿灯,此方向驾驶人看到绿灯车辆继续跟进,导致整个交叉口交通瘫痪.采用通过型检测器和存在型检测器的共同检测,改变道路交通信号灯指示,对车辆拥堵饱和交叉口的车辆自动清空,根据车辆拥堵时间长短,调整原来交通流放行,并将通行权重新分配,避免车辆绿灯跟进,是一种解决交叉口车辆拥堵的有效方法,大大提高交通高峰期道路交叉口的通行效率.     

基于深度强化学习的道路交叉口生态驾驶策略研究

在互联和自动驾驶环境下,生态驾驶具有显著的潜力,可提高交通效率并降低能源消耗和排放。本文探讨一种基于深度强化学习算法的生态驾驶策略,该算法可优化互联自动驾驶汽车(CAV)的纵向操纵和横向决策;将状态空间分为与车辆动态特性相关的局部变量,以及与信号交叉口相关的全局变量,确保CAV与环境之间的充分互动;奖励函数综合考虑了车辆的驾驶要求,与信号灯的协同作用以及全局节能激励因素;此外,设计一个典型的城市道路场景训练模型。结果表明,在信号灯和智能体输出协同控制下,本文提出的策略可以实现CAV的生态驾驶,并确保CAV准确驶入目标车道;在动态交通环境下进行仿真显示,通过控制多辆CAV引导人工驾驶车辆,本文方法可将交叉路口的通行能力提高约17.90%,并将交通系统的燃料消耗和污染物排放降低约8.76%。     

城市信号交叉口混合交通秩序度模型

混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

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混合交通是我国城市信号交叉口最为显著的交通特点之一. 为了便于研究混合交通信号控制策略,并进行混合交通流仿真,从信号交叉口“时空资源”有效利用角度,提出了信号交叉口混合交通秩序度的概念,并建立了混合交通秩序度模型. 从信号交叉口的“空间资源”利用角度,建立行人自行车聚集群与机动车冲突区域模型;从信号交叉口的“时间资源”利用角度,建立行人自行车与机动车冲突时间模型,可以作为优化混合交通信号控制策略的一个重要评价指标. 最后,以混合交通秩序度和机动车延误作为评价指标,通过仿真的方法,对实际交叉口进行了混合交通信号控制策略优化,经过方案比选得到一个优化控制方案. 研究结果表明,以混合交通秩序度和机动车延误为评价指标优化的控制方案,比以往单一考虑机动车为评价指标优化的控制方案,效果得到明显改善,更能够表征我国信号交叉口混合交通流的运行状况.     

交通区域协调控制模型

为提高交通区域通行效率,构建了适合各种交通状态的区域信号协调控制模型。以区域交叉口总排队车辆数与区域总输出车辆数为性能指标,考虑上下周期排队车辆数、各交叉口闭合相位差与有效绿灯时间,建立了模型约束条件。利用粒子群算法初始化有效绿灯时间与滞留车辆数,采用模拟退火算法求解有效绿灯时间,在不同交通状态下对某交叉口路网进行了仿真。仿真结果表明:与TRANSYT模型相比,低峰时段,采用本文模型排队车辆数降低了5.3%,区域总输出车辆数增加了5.5%;高峰时段,排队车辆数降低了17.9%,区域总输出车辆数增加了33.4%。交叉口的信号方案优化结果表明:与TRANSYT模型相比,采用本文模型时,各车道饱和度均降低,平均为1.8%,最大排队车辆数平均降低2.9%。分析结果表明:本文模型在各种交通状态下都是有效的,特别是在高峰状态下,控制效果优于TRANSYT模型。     

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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。     

基于改进车流离散模型的多目标优化控制模型研究

为减少复杂交叉口群动态控制中车辆延误并提高通过速度,基于改进的车流离散模型,该文提出了以停车延误为目标函数的交叉口群多目标优化控制模型,并以广州天河北复杂交叉口群为例进行了实例运算,算例结果与仿真试验表明本模型体系在系统延误方面要优于传统模型,模型的求解效率高,有利于建立实时的区域交通控制系统。     

停车标志交叉口交通信号灯设置依据研究

为提高停车标志交叉口设置交通信号灯的依据的可操作性,本文从交通效率出发,针对双向两车道道路相交的停车让行标志管理的交叉口,以进入交叉口所有机动车辆的平均延误时间为指标,比较某交通流量条件下停车标志管理与信号灯管理下的车均延误大小,取延误较小的管理方式为交叉口的最优管理方式,从而得到停车标志交叉口设置机动车交通信号灯的临界流量曲线。本文可作为修订国标GB14886-94《道路交通信号灯安装规范》有关信号灯设置依据条款的参考,并在实践中对合理设置机动车交通信号灯具有指导意义。     

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.