逆向可变车道动态切换及信号控制优化方法

为弥补逆向可变车道切换控制方法判断条件较为单一,且配套的信号控制方法难以适应交通流动态变化的不足,提出逆向可变车道动态启停切换及交通信号优化控制方法.根据交叉口流向饱和度、车道切换效益与车道切换时间间隔等指标获取逆向可变车道动态切换控制决策,实现逆向可变车道的动态开启和关闭;同时,利用检测器获取车辆到达率、车道饱和流率与剩余排队车辆数等实时交通流数据,根据车流到达驶离图示推导交叉口车均延误计算公式.引入左转车道释放流率系数,修正左转车道释放流率,改进了交叉口延误计算公式,构建以延误最小为目标的交叉口信号配时动态优化模型.最后,以武汉市古田四路-长丰大道交叉口为对象开展了仿真实验,结果表明:相比于定时切换控制方式,动态切换控制与信号配时动态优化方式下的逆向可变车道交叉口车均延误减少6.7%~14.9%,含有逆向可变车道进口方向的左转车均延误减少7.6%~15.6%,平均排队长度减少6.4%~21.9%,验证了动态控制方法提升交叉口运行效率的有效性.      

非信号控制公路平面交叉口渠化设计方法研究

统计数据表明,我国公路平面交叉口发生的交通事故占总事故数的30%～40%,其中非信号控制平面交叉口事故率和事故严重程度均高于信号控制平面交叉口,而国内在非信号控制平面交叉口安全合理的渠化设计方面仍处于空白状态.有鉴于此,在深入研究和大量实践的基础上总结了基于运行安全的公路平面交叉口渠化设计指导原则和设计要点,在此原则和设计要点指导下,以典型的丁字平面交叉口和十字平面交叉口为例,探讨了非信号控制平面交叉口基于交通安全的渠化设计方法,以期能为国内相关人员提供研究和设计思路,提高我国非信号控制平面交叉口的安全水平.     

基于交通预测的多态交通流信号控制

为解决现有信号控制方法对多态交通流交叉口适应性不足的问题,通过在交叉口设置多功能进口车道和车辆检测器、车道控制器等硬件设施,进行了短时交通流预测基础上的多态交通流条件下交叉口信号配时优化研究。根据交通量预测数据,建立信号控制延误估计模型,以交叉口总延误最小为优化目标选取多功能车道流向,根据每相位最大排队长度逐步优化绿灯时长并实施信号控制。短时交通预测以小波分析为基础,采用RBF神经网络及Markov链分别预测交通流的稳态与随机部分。使用VISSIM软件对设置多功能车道的交叉口多态流信号控制方法进行了交通仿真。分析结果表明：该方法可有效降低行车延误,提高交叉口服务水平。     

含可变导向车道交叉口的车道功能与信号控制协同优化方法

可变导向车道作为1种灵活的交通组织方式,可通过动态调整进口道的车道功能来提高交叉口的通行效率,然而在实际运行过程中,仅在直、左车道间切换的可变导向车道交叉口存在时空资源利用率不足的问题。为此研究了1种可在直行、左转和直左合用车道间切换的车道功能与信号控制协同优化方法。根据交叉口实时的交通流数据,综合考虑不同车道功能下的交叉口车均延误、切换时间间隔、交通需求变化稳定性等指标对车道功能切换进行判断,实现车道功能与信号控制的动态优化;引入含可变导向车道交叉口的车道驶离流率修正系数改进延误公式,并考虑车道功能与信号相位之间的关系,基于相位矩阵建立以车均延误最小为目标的优化模型,确定最优的车道功能、相位和信号配时方案。利用VISSIM软件搭建仿真环境,以武汉市建设大道-新华路交叉口为例进行仿真验证,实验结果表明：相比于车道功能仅在直、左间切换的定时控制方法,采用在直行、左转和直左合用车道间切换的车道功能与信号控制协同优化方法的交叉口车均延误减少9.2%～12.5%,含有可变导向车道的进口道车均延误减少10.8%～25%,平均排队长度减少9.8%～12.3%。     

基于通行能力的借对向车道左转交叉口信号控制模型优化

借道左转是一种在交叉口现有车道设置基本不变的情况下,为了保证更多的左转车辆可以快速通过交叉口而借用对向出口车道进行左转的新型交通组织方式.该交通组识方式适用于当前有专用左转信号相位且左转车流量较大的交叉口.基于苏州市人民路-十梓街交叉口的实际运行困境,在该交叉口进口道进行借对向车道左转的渠化设计和信号控制方案设计,以此...     

基于车道的单点交叉口公交被动优先控制模型

为解决公交优先控制策略优化中信号控制与车道功能划分的相互影响问题,从车道功能-信号控制组合优化的角度,基于通用的双环结构,提出以交叉口公交车延误和交叉口社会车流延误为目标的基于车道的单点交叉口公交被动优先控制多目标优化模型。给出了包括车道数、信号配时参数等一组约束条件以确保信号控制及车道功能划分解的可行性和交叉口的安全。运用第2代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对多目标优化模型进行了求解,并对一个实际交叉口进行了算例分析。结果表明:NSGA-Ⅱ具有较好的收敛性,且能够均匀地逼近模型的Pareto最优前沿的各部分;与传统的Webster方法相比,该公交被动优先控制模型在降低公交车流车均延误和社会车流车均延误综合性能指标上表现较好,并能够给出多目标条件下车道功能划分和信号配时的Pareto解集。     

信号交叉口排队长度预测的神经网络方法

预测信号交叉口的排队长度可以为交通信号控制和管理提供非常重要的信息.基于神经网络,针对定时和感应信号交叉口两种不同情况,成功实现了单、双车道排队长度的预测.同时,感应器与停车线之间的距离对预测精度的影响也进行了初步分析.模拟结果同时表明,神经网络对左转车道排队长度的预测效果不佳,不能为信号控制和管理提供有效的信息.     

环形信号交叉口进口道车辆延误及排队长度计算方法

由于环形交叉口的内在局限性,大部分的环形交叉口被改造为常规的十字交叉口或环形信号交叉口。为了分析环形交叉口内车流特性,针对环形信号控制交叉口,分析影响进口车道车辆延误与排队长度的因素;提出了2种常见的环形交叉口相位方案;根据每种相位方案,考虑进口道内侧车道、外侧车道的交通流运行特性,分别建立了进口道内侧车道、外侧车道的车均延误和平均排队长度计算模型,将内外侧车道区别考虑有利于分析环形交叉口内车流特性。以哈尔滨市博物馆环形交叉口为例,通过Vissim仿真软件得到仿真结果,将模型计算结果与仿真输出结果进行比较,结果基本相近。论证了模型的准确性。     

基于交通安全的信号交叉口车道功能优化模型

通过分析信号交叉口进口道车道功能与安全的关系,采用危险度表征信号交叉口的安全水平。构建以信号交叉口危险度最小为目标函数,以信号交叉口时空条件为约束的车道功能划分优化模型,并给出求解流程。应用案例表明,对于采用常见信号控制方案的新建或改建信号交叉口,可通过该模型找寻安全水平最高的车道功能划分方案。     

信号控制交叉口交通流建模与通行能力分析

交叉口通行能力往往是城市路网承载能力的瓶颈。在考虑信号控制交叉口车流冲突的基础上,研究了信号控制交叉口的车辆优先权规则和信号周期内不同时刻的车辆更新规则,构建了一个平面十字信号控制交叉口元胞自动机模型,用于交叉口通行能力的模拟与分析,并以武汉市某交叉口为例,将模型仿真结果与停止线法计算结果进行了对比,验证了模型的有效性,利用该模型研究了交叉口转向比例对交叉口通行能力的影响。研究结果表明,交叉口流量随着车辆到达率的增加而增加,仿真结果与停止线法计算结果基本吻合,所建立的模型能够有效地模拟交叉口交通流运行,再现交通流的动态演化过程,当交叉口车道数和车道功能等道路条件确定时,转向比例和信号配时等交通条件对交叉口通行能力具有较大影响。当右转车转向比例不变时,交叉口通行能力随着左转车比例的增加先上升后下降,存在一个最佳的转向比例,使得交叉口通行能力达到最大。当右转车受信号控制时,交叉口通行能力随着右转车比例的增加先上升后下降,同样存在一个最佳的转向比例。当右转车不受信号控制时,交叉口通行能力随着右转车比例的增加而上升。当右转车比例高于某一固定值时,右转车不受信号控制能够显著提高交叉口通行能力,最高可达100%。     

基于分层序列的相邻信号交叉口控制系统动态优化模型

为了提高相邻交叉口信号控制系统协调控制的通行效用,根据周期时长、相位绿信比、相位差、协调相位延误、消散量特征和各入口方向车辆的流量特征,建立了相邻信号交叉口控制系统配时参数的双目标动态优化模型。通过分层序列法,对双目标动态优化模型进行了求解。结果表明:动态信号控制使协调相位直行车道的效用显著提高,当相邻交叉口间的路段长度分别为200,350,550 m时,动态信号双向协调相位控制直行车道的效用比固定信号的控制效用分别提高了14.47%,11.01%,7.91%;在相邻交叉口间的路段长度较短时,交叉口动态信号控制比固定信号控制的通行能力提高了约2.85%。     

城市信号交叉口掉头车道右置安全性能分析

为探索城市信号交叉口掉头车道右置的可行性,分析交叉口的整体状况,从交叉口几何形状、交通构成和信号配时三方面对交叉口适应性进行分析;从安全层面对交叉口运用交通冲突技术进行安全性分析.结合某一T形交叉口,利用Vissim软件进行交通运行仿真模拟,将得到的轨迹导入至SSAM软件进行冲突分析.采用交通冲突类型、冲突数目、冲突空间分布等指标,对比分析了常规车道设置和掉头车道右置2种交通渠化下的冲突特性.研究表明,城市主次道路相交信号交叉口,将掉头车道右置可显著减少交叉冲突、追尾冲突、变道冲突数目,增加冲突时间(TTC),提升交叉口尤其是掉头车流安全性.      

基于仿真的交通信号控制优化策略研究

根据道路流量,研究了利用灵活的控制策略提高交通控制的效率问题.针对信号控制交叉口实际流量动态变化的特征,在现有传统控制方法的基础上根据交叉口交通流的变化特点,提出采用可变车道控制模式的控制方法、单边轮放控制模式的控制方法,介绍了其潜在的适用条件、优势及特点,并在交通流量调查的的基础上,建立了交叉口的相应仿真模型,利用信号控制仿真软件Synchro验证了在高峰期不同控制方法的效果.仿真结果表明,所提出的控制方法适用于具有相应流量特点的交叉口,提高了信号交叉口的控制效率.     

基于实测数据的出口车道左转交叉口饱和流率修正

为了准确计算出口车道左转交叉口的通行效率,基于实测数据,对该类型交叉口饱和流率进行了研究。研究调查了邯郸市的3个设置有出口道左转的交叉口和1个具有相似规模的常规交叉口,并根据左转车道位置,将调查数据分为5组,包括出口车道左转交叉口的进口左转车道、2条出口左转车道、预信号处左转车道以及常规交叉口进口左转车道。通过将各组出口车道左转交叉口饱和流率与常规交叉口进行对比,证实了出口车道左转这种控制方法对交叉口主停车线和预停车线饱和流率均存在显著影响。在此基础上,考虑车辆滞留、驾驶员非正常驾驶行为、车道利用率、多左转车道和有效绿灯时间等因素,运用概率论及数理统计,分别对主、预停车线建立了出口车道左转控制对车道饱和流率的修正模型。并将模型计算结果与实际调查结果进行比较,对模型进行了检验,主、预停车线处饱和流率估算平均误差分别为1.6%和1.5%。研究表明,出口车道左转控制方法虽然能提高交叉口整体通行能力,但对饱和流率会造成一定负面影响,降低预停车线处和主停车线处车道饱和流率分别为19.4%和23.1%。预停车线处主要影响因素是驾驶员非正常驾驶,主停车线处主要影响因素是车道利用和多左转相互干扰。     

信号交叉口直右动态车道优化设计及评价分析

在现实城市道路网络中,信号交叉口进口道采用直右共用车道的设置形式,会产生红灯期间直右车道上直行车辆停车等待影响右转车辆正常通行的现象,从而引起交叉口右转车辆延误增加以及整个交叉口通行效率降低的问题.为了解决这一问题,依据预信号以及动态车道的理念,设计了直右车道和相邻直行车道上车辆的运行规则,同时将可变信息显示板与主信号...     

基于间隙接受理论的信号控制环形交叉口通行能力计算

城市环形交叉口多已实施了信号控制,然而信号控制环形交叉口通行能力计算方法仍存在不足之处.在基于间隙接受理论计算通行能力时,临界间隙的确定方法多运用实际数据回归分析或假定临界间隙分布以概率论估计,与实际存在较大偏差,因而提出了一种考虑驾驶员行为、车辆行驶特征与入口几何特征的临界间隙计算方法.并运用该方法建立了信号控制环形交叉口入口单车道的通行能力计算模型,在模型中给出了信号控制时环形车道车流量的通用计算公式,该公式可描述不同相位控制时的环形交叉口环形车道车流量.给出了环形交叉口运行稳定时通行能力计算的迭代方法,确定了输入值与输出值.最后以长春市新民广场为例进行了计算,模型计算值为7916 pcu/h,仿真值为7582 pcu/h,误差为4.2%.与其他计算方法相比,模型计算值误差最小.      

蝴蝶领结型交叉口交通组织与几何参数计算

为消除平面交叉口左转交通对交叉口的瓶颈作用，采用蝴蝶领结型交叉口交通组织方式，禁止交叉口车辆左转，将左转车流引至次要道路的环岛处进行掉头，将左转车流变成直行车流，并根据车速、道路和交通条件推导了掉头环岛与交叉口的距离、半径和车道宽度的计算模型。经过蝴蝶领结型交叉口交通组织以后，使交叉口的车辆禁止向左行驶，促使冲突点减少且信号控制只需两个相位，能够将交叉口信号灯的利用率提升，对交叉口运行效率具有显著提升效果。     

信号交叉口车道功能动态划分优化模型

为了缓解因交通流分布不均造成的交通拥堵,减少道路交叉口资源浪费,提出了基于时空资源组合的优化模型,分析了非饱和条件下信号控制交叉口单个进口道车道功能动态划分与通行时间分配的相互制约和转化关系.算例分析结果表明,该模型在流量需求动态变化范围内能得到效益最优的车道功能划分方案,有效地提高了交叉口时空资源的利用率.     

动态出口左转车道控制优化研究

动态出口左转车道（EFL）设计现已应用于多个城市道路交叉口。为解决该类交叉口在实际运行过程中存在的车流量在各个车道分布不均衡,逆流车道在某些时段使用率不高等问题,对现有的EFL设计及交通控制方案进行改进。研究1种非常规的EFL设计以及动态出口车道灵活配置的方法,并对改进后动态出口左转车道的长度进行优化。基于此,研究驱动信号控制策略,建立非常规EFL设计下的延误计算模型。运用Matlab对常规、改进前、改进后这3种情况下的交叉口信号控制方案进行了对比分析。结果表明:当左转流量为400辆/h时常规交叉口最佳信号周期为130 s,同周期下改进后与常规、改进前的交叉口相比车均延误下降比例分别为39.68%和29.48%;当左转流量为500辆/h时常规交叉口最佳周期为174 s,同周期下改进后较常规、改进前的交叉口车均延误下降比例分别为12.90%和12.02%。      

信号交叉口左转专用可变车道设置研究

针对某些城市信号交叉口各流向交通流量分布不均导致的左转车道拥挤问题,为减少交叉口的道路资源浪费,提出在交叉口出口道设置左转专用可变车道的交通组织方法.结合已有理论研究,归纳出左转专用车道的静态和动态适用条件,并确定左转可变车道的长度、开关时间等参数的计算模型.以威海市某信号交叉口为例,通过交通调查与分析,提出设置西进口左转专用可变车道的可行性,并使用Vissim微观仿真的方法对左转可变车道的应用效果进行模拟分析,最后给出该交叉口的交通管理设施设置方案.方案实施前后仿真结果表明,可变车道设置后的20个周期内,左转车流的延误降低51%,排队长度降低72%,左转效率得到了极大提升.