虎门镇连升路干道协调控制系统的设计与实现

依据各进口单独放行条件下的双向绿波信号控制方法,对东莞市虎门镇连升路进行了双向绿波信号控制设计,并阐述了虎门镇连升路干道协调控制系统的控制策略、基本原理及软、硬件结构,最后介绍该系统的运行效果及特点.     

各进口单独放行条件下的双向绿波设计方法研究

针对由于几何条件不对称、对向流量不均衡而采用各进口单独放行方式的干道交叉口群,提出运用两个单向绿波的组合、实现双向绿波信号控制的新方法,并以东莞市虎门镇连升路为例,详细介绍各进口单独放行的双向绿波设计过程,算例分析表明,本方法求解的结果优于传统数解法.     

进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制数解算法

针对进口单独放行的信号相位设计方式,遵循绿波带宽度最大化设计理念,利用干道协调控制中的时距分析方法,给出了进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制数解算法。通过优化选取各交叉口的信号相序组合,确定干道交叉口的最佳公共信号周期与相位差取值,计算不同干道行驶方向的绿波带宽度。分析结果表明:与进口对称放行方式下的数解算法相比,进口单独放行方式下的数解算法能使理想交叉口间距取值具有更大的选取空间,更适合于对交叉口间距不齐的多个干道交叉口进行绿波协调控制;进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制方法能够获得较好的控制效果,特别是对于交叉口间距参差不齐的干道交通条件同样具有较强的适应性。     

绿灯终点型双向绿波协调控制数解算法

根据绿灯终点型绿波带设计需求，在绿灯中心点型双向绿波协调设计数解算法的基础上，建立一种绿灯终点型双向绿波协调控制数解算法。首先，针对上游交叉口协调相位绿灯时间短于、长于下游交叉口协调相位绿灯时间的2种情形，利用车辆行驶轨迹图对比分析绿灯终点型绿波协调控制方法的优势；然后，推导出理想交叉口间距的计算公式，分析中间交叉口的相位差调整方法，并给出中间交叉口偏移绿信比的计算公式，实现干道公共信号周期、交叉口相位相序以及相位差的组合优化，完成面向绿灯终点的双向绿波协调控制设计；最后，通过算例分析对比绿灯起点型、绿灯中心点型和绿灯终点型3种绿波带设计方案，仿真验证不同双向绿波带设计方案的协调控制效益。研究结果表明：在协调方向绿灯尾时仍有车辆通过交叉口的场景下，尽管绿灯起点型、绿灯中心点型和绿灯终点型3种绿波带设计方案的绿波带宽度相等，但在减少整个受协调车队延误时间方面，绿灯终点型双向绿波带设计方案的协调控制效益最为突出，与绿灯起点型和绿灯中心点型方案相比，绿灯终点型方案使协调车队的双向平均延误时间分别减少了44.5%与15.9%；绿灯终点型绿波带设计方法能够保证队尾车辆顺利通过下游交叉口，在提高协调车队整体服务水平方面具有重要作用。     

进口混合放行下的城市干道信号双向绿波协调方法研究

考虑不同交叉口平面几何特点与交通流运行特性及所选信号相位的差异性,提出一种混合放行方式下的干道交叉口群双向绿波协调控制模型,使各交叉口信号不受放行方式的制约,在获得协调方向最大绿波带宽的条件下,兼顾不同方向实际带宽需求,避免了对称放行模型MULTIBAND (MAXBAND)中兼顾双向绿波带等宽而造成某一方向富余绿波的舍弃或浪费.相比进口单独放行方式下的双向绿波协调控制方法,具有更高的科学合理性和广泛适应性.以深圳市横坪路-中山大道-深汕路干道为例,通过VISSIM仿真评价结果表明,该模型改善效果更为显著.     

城市交通干线动态双向绿波优化控制模型

针对城市交通干线协调控制无法适应交通流的随机性和不确定性、无法有效调节双向交通流的不均衡性等不足的现状,在分析城市干线系统控制方式的基础上,建立了以干线双向绿波到达交叉口的时刻差值最小为目标的交通干线信号动态优化控制模型,并采用遗传算法对模型进行求解。相关的案例分析显示,相对于传统的MAXBAND模型,所提出的控制模型实际有效绿波带宽增加18.4%,主干方向车辆平均延误减少16.85%,可以有效提高城市交通干线控制的效率。     

基于信号相位相序优化的干线绿波控制方法研究

为了缓解城市主干道日益严重的拥堵问题,在传统干线绿波协调控制策略的基础上,提出一种基于信号相位相序优化的干线绿波控制方法。该方法以NEMA相位为参考,对交叉口信号相位及放行顺序进行调整,实现信号相位的灵活搭接,以此增加干线协调绿波带的带宽,从而提高干线绿波协调的控制效果。以上海市七莘路为例,现场调研各交叉口的信号控制方案,采用优化方法,对现有信号配时方案进行调整,最后利用Synchro系统模型,对改进方案进行仿真评价。结果表明,新方法能够有效提高干线绿波协调系统的绿波带宽,车辆延误和停车次数均有不同程度降低。     

进口单独放行的改进绿波数解法

基于最大绿波带的设计理念,利用干道协调控制中的时距分析方法,建立了一种改进的进口单独放行方式下干道双向绿波协调控制数解法。这一算法能够解决干道中存在双周期、三周期交叉口的问题,使得多周期交叉口存在下依然可以进行双向绿波协调控制,扩大了进口单独放行方式下干道双向绿波协调控制数解法的适用范围。最后给出了算例分析,运用微观仿真软件Vissim对通过算法得到的控制方案进行模拟,仿真结果表明这一方法能够显著的改善延误和停车次数。     

约束可松弛的网络绿波模型

为解决区域交通信号协调控制领域中常规网络绿波模型可行域窄或无解的问题,提出了约束可松弛的网络绿波模型。应用混合整数线性规划方法构建模型,以所有路段双向绿波带宽加权和最大为优化目标,利用约束松弛方法,将干线约束和网络外圈闭环约束转变为可松弛的不等式约束。模型针对每条路段引入了0~1二元变量,表示路段的绿波是否被打断。通过模型求解,获得网络中必要的松弛路段,并打断相应的路段绿波,去除外圈闭环约束,以扩大可行域并找到最优解。算例对不同控制方案下提出的模型和其他绿波模型的绿波优化结果进行比较分析。算例显示,当网络各个交叉口采用同一化控制方案时,易于在不打断任何路段绿波的条件下找到最优解。此时,所提出的模型的解和常规网络绿波模型的解等价。当网络各交叉口采取差异化控制方案时,常规网络绿波模型无可行解,Gartner网络绿波模型仅获得非最优的可行解,而所提出的模型能够获得全局最优解。算例中只有1条路段的绿波被打断,而网络的其他路段均获得有效绿波带,且任意相交的干线绿波能够合理协调。算例优化结果表明：所提出的模型优于常规网络绿波模型和Gartner网络绿波模型,更适合复杂的城市交通网络信号优化设计。     

城市交通干线双向绿波带控制技术研究

针对目前大部分中小城市交通干线拥堵现象和道路现有的交通信号设施设备,提出1种定时双向绿波协调控制策略.通过对城市干线交通控制策略及其控制方法的研究,在MaxBand核心模型的基础上,以双向绿波带宽和最大为目标,引入启动清空时间,利用LinGo软件计算模型获得更精确和符合实际的相位差,保证了绿波带宽的有效性,降低了车辆停车率和平均延误时间.实际应用表明该方法能有效改善主干线的交通运行现状.