信号控制下交叉口延误计算方法研究

为了对交通信号控制参数进行优化,需要对交叉口延误进行定量的分析与计算。根据信号控制交叉口理论,在以往定时信号延误研究的基础上,基于交叉口一个进口方向的车辆延误分析,针对交叉口各进口方向同时处于非饱和与同时处于过饱和交通状况,分析并推导了交叉口延误公式.并用具体的算例说明了公式的用法。公式表明了交叉口延误与信号控制参数、车辆到达率等参数之间的动态关系,为进一步研究交通信号自适应控制方法和建立交通信号控制参数优化的性能指标函数提供了信息。     

一种基于模糊逻辑-遗传算法的城市单交叉口交通信号控制方法

针对传统的单交叉口交通信号控制方法考察不全面和运算量大等缺陷，引出了“大相位”的概念。提出了一种基于模糊逻辑-遗传算法的城市单交叉口交通信号控制方法，通过分析和仿真，对该信号控制方法的有效性进行了验证。仿真结果表明，该方法有效地提高了控制效果和计算效率，特别是在路口交通量相差较大和变化较快的情况下。     

基于层次分析的综合待行区全感应控制策略研究

为减轻阶段性的机动车流量波动对平面交叉口交通运行状况的影响,进而缓解城市交通拥堵,在传统的平面交叉口感应控制理论基础上,针对如何实现综合待行区的全感应控制进行研究;从微观城市交通的角度,对设置有综合待行区的城市平面交叉口内的车辆行为、检测方法及信号相位等方面的特性进行分析;考虑到综合待行区特殊的几何特性,提出了一种基于层次分析概念的全感应控制策略,以主信号之间的控制为第一逻辑层次,同一进口道的预信号与主信号之间的控制为第二逻辑层次,分析其检测器设置方法及参数设置规则;以昆明市北京路-霖雨路交叉口为例,借助VISSIM仿真软件及其感应控制模块(Vis VAP)对全感应控制方案进行仿真建模与效果验证;结果表明,在相同的时段及流量条件下,提出的全感应控制相对于固定控制车均延误时间的最大优化率为47. 43%,最小优化率为31. 16%,车均停车次数的最大优化率为40. 29%,最小优化率为27. 83%,从而明显提高综合待行区的控制效果,改善交叉口的整体运行状况。     

基于PC端的交通信号控制实验平台的研制

概述了基于PC端的道路交叉口交通信号控制实验平台的设计,利用Visual Basic语言设计出交通信号控制实验平台,将复杂的交通信号配时设计过程模块化、可视化;并利用该实验平台对某交叉口进行了信号控制方案设计。     

自适应信号控制下交叉口延误计算方法研究

为了研究交通信号的自适应控制方法,需要对交叉口延误进行定量的分析与计算。本文根据信号交叉口理论,在以往定时信号延误研究的基础上,基于交叉口一个进口方向的车辆延误分析,推导了信号控制交叉口不同交通运行状况下的交叉口延误公式;进而对自适应信号控制下交叉口延误的计算方法进行了研究,提出了自适应信号控制下交叉口延误的计算方法———根据交叉口各进口方向不同的交通运行状况以及所处的相序选择相应的公式计算交叉口各进口方向的车辆延误,然后对其求和,得到交叉口延误。     

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。     

环形交叉口待行区设置与信号控制方法

为解决环形交叉口左转通行能力不足的问题,提出一种借助内侧环道与外侧环道设置左转待行区和直行待行区,并建立环道交通信号与进口道交通信号协调控制的环形交叉口信号控制方法。在饱和度等约束条件下,基于进口道停车线和环道停车线后不同的交通状态建立相应的延误计算模型,以延误最小为优化目标建立信号控制参数优化模型。案例分析表明：当左转交通量低于左转二次停车控制法适用的左转临界值时,所提出方法的延误较高;而当左转交通量高于该临界值时,左转二次停车控制法的延误快速上升并高于所提出方法的延误,且将导致环道锁死,而采用该方法仍能稳定运行,验证了提出方法的有效性。进一步分析进口交通量、不同类型环道数量和环岛半径等差异对所提出方法控制效益的影响,结果表明：随着环形交叉口进口交通量增大,该方法适用的临界左转比例随之降低;当进口交通量的左转比例低于临界左转比例时,交叉口处于非饱和状态且延误低;反之,交叉口处于过饱和状态且延误高。当左转交通量高于450 veh·h^-1时,增加左转环道有利于降低车均延误;而当直行交通量高于1 150 veh·h^-1时,增加直行环道效果更佳。当进口交通量小于800 veh·h^-1时,环岛半径对交叉口延误影响不大;而一旦进口交通量高于800 veh·h^-1后,环岛半径对车均延误的影响随进口交通量的增长愈加显著,环岛半径越大,交叉口车均延误就越高。     

基于车队离散模型的交叉口关联度量化方法研究与试验

分析了常用的基于流量、距离、周期的交叉口合并控制原则,提出了综合因素关联度量化方法,考虑交通流量、交叉口距离、车队离散特性等因素,基于车队离散模型,构建相邻交叉口间关联度的量化公式,建立指标修正公式,结合实际分析模型的可靠性,获得反映综合因素的关联度值,为子区交通信号控制提供是否合并控制的决策支持。采用仿真软件进行模型应用,选择了具有典型意义的700 m相邻交叉口,以及4个交通流平稳上升的时段,进行关联度值计算,并根据是否合并的决策支持调整信号控制参数。结论表明:对于单一原则难以界定的边缘性合并判断,基于车队离散模型的量化综合判断方法能够有效地解决,并为交通信号协调控制决策。     

基于综合待行区的过饱和排队溢出优化模型研究

首先介绍了综合待行区在国内的研究和应用现状,阐述了信号交叉口时空资源优化策略,并通过昆明市现状交叉口实际调查对过饱和与排队溢出关系进行研究,然后提出基于综合待行区的过饱和排队溢出优化模型。最后运用微观仿真软件VISSIM对目标交叉口实施优化模型前后的车流运行情况进行仿真。结果显示,该优化模型能够充分利用交叉口内时空资源,增加展宽段车流存储量,提高车流通行能力,有效的缓解和预防因车流排队溢出引起的过饱和交通现象。     

关于非机动车待行区的研究与应用

为有效管理交叉口过路非机动车、保障骑行安全和道路通过效率,对在路口设置非机动车待行区展开研究。文中研究了在路口设置非机动车待行区的方法并对待行区的优化效果进行测算。结果表明,一定条件下交叉口设置非机动车待行区可以有效提升路口通行效率,并保障路口交通安全。     

城市信号交叉口非机动车待行区设置分析

以3种非机动车待行区为研究对象,基于交通流理论,以均衡相位延误公式为基础,分别建立交叉口机动车和非机动车平均延误分析模型,以车辆平均延误为评价指标,分析设置3种非机动车待行区交叉口的机动车、非机动车到达量及平均延误的变化规律。结果表明,非机动车到达量小于1 000 veh/h时,设置普通待行区与非机动车停车线提前待行区交叉口的非机动车平均延误相差不大,大于1 000 veh/h时设置非机动车停车线提前待行区交叉口的平均延误比设置普通非机动车待行区交叉口的平均延误低;在交叉口大小允许的情况下,设置非机动车停车线提前待行区最优,设置左转非机动车待行区交叉口的非机动车整体平均延误比设置其他形式待行区交叉口的大,但随着非机动车到达率增加,与设置普通待行区交叉口的延误差值逐渐减小。最后结合信号交叉口服务水平标准和车辆到达率提出信号交叉口非机动车待行区设置形式建议。     

基于VISSIM仿真的十字信号交叉口待行区适用性分析

设置交叉口待行区可以充分利用交叉口内部空间,但是不合理的设置同样会降低运行效率。为了确定十字信号交叉口左转、直行以及全待行区设置方式的适用条件,选取了流量水平大小、转向车比例以及主次路流量比作为主要影响因素,以储备通行能力最大为目标,构建待行区信号交叉口信号优化模型,采用分支定界法对模型进行求解。基于VISSIM微观仿真的输出延误,提出了不同待行区设置形式适用性的判别依据。案例分析结果表明:在交叉口接近饱和并且主次流量比小于0.6时设置待行区的优化效果最明显,其中左转比例小于0.4时左转待行区表现最好,全待行区在交通波动比较明显的情况下具有更高的鲁棒性,适用性最好。     

基于深度强化学习的单路口交通信号控制

合理的交通信号灯控制方案能减少交叉口处的排队长度,缓解交通拥堵问题.路口交通流具有非线性、时变性、不确定性等特点,对其建模困难,从而导致无法借助其精确的数学模型来优化交通信号控制方案.本文将深度强化学习方法应用到交通信号控制问题,深度强化学习Agent以减少路口处的排队车辆总数为目标,通过观察交叉口处所有入口车道的状态进行相位控制;使用SUMO仿真平台对本文提出的控制方法进行了仿真实验.实验结果表明,相较于定时控制方法,本文提出的基于深度强化学习的控制方法能显著减少交叉口处的排队车辆数,缓解交通拥堵.     

基于Agent的城市道路交通信号控制方法

将Agent技术与Q学习算法相结合,应用到交通信号控制系统中,提出基于Agent技术的城市道路交通信号控制方法,建立了基于Agent的单交叉口信号控制结构模型,并阐述了Q学习机制的实现方法.系统根据交叉口基本的路况信息,以及实时采集到的交通量,通过加强学习的奖惩机制来动态调整不同相位的通行权及信号配时时长.当奖惩值为加强时,保持该相位通行权,并适当延长绿灯时间;当为惩罚时,则相应缩短绿灯时间或将通行权切换到下一相位,实现自适应控制,减少路口排队车辆的平均延误.通过对一个四相位交叉口进行仿真研究,与定时控制相比,控制效果得到明显提高.     

城市错位交叉口信号控制方案优化研究

针对城市中心地区较为常见的错位交叉口带来的交通问题,结合南京市中航科技城开发建设项目,对错位交叉口的交通信号联动控制方法进行研究,以保证错位交叉口运行的顺畅性和安全性.基于错位交叉口信号联动控制模型的建立,以南京市航空路一瑞金路一尚书巷形成的错位交叉口为研究对象,利用Vissim建立错位交叉口的仿真环境,对城市错位交叉口的运行状态进行了评价.研究结果表明通过优化错位交叉口信号控制策略,可以提高错位交叉口的通行能力,减少交叉口车辆的延误,达到改善交叉口运行环境的目的.     

MDP下基于特征表示强化学习的自适应交通信号控制

将传统强化学习算法应用到交叉口自适应交通信号控制中,存在着维数灾难的问题,即状态和动作空间大小随着交叉口的增加而呈指数增长。因此,将交叉口自适应交通信号控制问题看成马尔科夫决策过程(MDP)问题,通过有效地利用基于特征的状态表示和线性平均函数估计思想,减少了计算复杂度,保证了收敛性。在设置的多交叉口交通环境下,仿真试验表明:在不同的交通需求水平和车流到达分布下,此算法均优于定时控制和传统的强化学习算法,并且其参数θ和学习步数是收敛的。     

交叉口定周期信号控制多目标优化方法

为了克服以往采用加权组合方法将多目标优化模型转为单目标优化模型进行求解的弊端,以非饱和交叉口为研究对象建立了定周期信号控制参数的多目标优化模型,并以非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA II)为基础建立了直接求解单个交叉口交通信号多目标控制模型的相容优化方法。最后通过实例分析了延误、停车率、排队长度等常用交通信号控制目标的有效性和对控制参数的敏感性。研究结果表明:与单目标优化方法相比,多目标相容优化方法更能减少车辆在交叉口上的停车延误和排队长度;与加权组合方法相比,多目标相容优化方法能获得更优的综合交通效益。     

平面交叉口待行区设置方法研究

在借鉴和参考国家相关标准的基础上,针对较大型平面交叉口提出了一种交通组织方式.研究了较大型平面交叉口施划机动车左转弯待转区、直行待行区,非机动车左转弯待转区、直行待行区,人行待行区标线和设置左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯的交通组织优化方法,并设计制作了以单片机逻辑运算为主导的左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯.在不进行大规模工程改造的情况下,能最大限度地挖掘交叉口固有的时空资源,进一步提高通行效率,对缓解交叉口拥堵具有一定的现实意义.     

基于设置直行待行区的平面信号交叉口交通改善研究

针对道路平面交叉口的拥堵现状,结合交叉口常用的渠化设计方法,采用直行待行区的方法来组织交叉口的机动车辆,解决交叉口拥堵问题。以实际的直行待行区为例,分析其设计过程,并结合Vissim分析对比交叉口设置直行待行区前后交通运行参数指标。结果表明:合理设置机动车直行待行区可以缩短周期时长,减小平均延误,提高进口车道的资源利用率。     

基于机动车延误的Hook-turn交叉口信号控制方案优化方法

为了给Hook-turn交叉口信号配时方案设置提供理论依据,建立了交叉口直行专用车道的机动车延误计算方法;之后考虑交叉口内部待行区左转机动车发生排队上溯、未发生排队上溯2种情况,建立了直行/左转/右转共用车道的机动车期望延误模型;研究了待行区左转机动车对同相位交通流运行的影响,提出了有效利用绿灯时间的校正方法。以交叉口机动车平均延误最小为目标,以周期时长、相位绿灯时间为自变量,建立信号配时方案优化方法。采用实际交叉口数据对所建立方法进行检验,并根据Hook-turn方法设计了2种改进渠化方案;在VISSIM中采集2种改进方案、现状方案的机动车延误指标,并进行对比分析。结果表明:在优化信号配时方案下,Hook-turn方法可以减少直行机动车以及交叉口整体机动车平均延误;当左转车流量较小时,Hook-turn方法的效益显著。