考虑上游交叉口信号设计的排队长度计算

排队长度是拥挤道路或短距离交叉口交通设计或信号控制重点考虑的交通评价指标之一.针对传统排队长度计算仅考虑单个交叉口交通运行参数的不足,构建了综合考虑上下游交叉口交通运行参数的排队长度计算模型.该模型以交通波理论为基础,综合考虑了上下游交叉口的信号设计、转向流量、路段长度,以及相位差等因素,通过各相位最大排队长度状态点的时空演化计算,得到了交叉口最大排队长度计算方法.经VISSIM和SYNCHRO等交通软件的对比分析表明,模型具有较高的计算精度,可定量分析上下游交叉口各交通要素对排队长度的影响,适用于关联交叉口的交通设计优化或拥挤路段的实时信号控制.     

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交通拥堵是当今世界的难题,而排队长度作为判断交叉口阻塞的标志,对其模型的研究具有重要意义. 针对我国混合交通的特性,结合交通冲突机理,首先考虑左转自行车对同向直行机动车的干扰,运用交通波动理论,提出了左转自行车对机动车干扰造成的排队长度计算公式. 在此基础上,研究红灯初期滞留车辆数的变化规律,提出了红灯初期滞留车辆数的动态计算公式,建立了适合于北京市实际交通状况的信号交叉口排队长度动态计算模型. 通过大量实验数据表明,该模型可行有效,在不同交通状态下均有较高的计算精度,为交叉口信号优化配时、缓解拥堵提供理论依据.     

高速公路收费站免费放行区域计算方法优化改进

从本质上来讲,高速公路出行是道路使用者购买的一种快捷服务,道路使用者理应获取满意的服务。针对目前高速公路收费站存在大量拥堵的现状,以江苏省高速公路相关规定及沈海高速公路江苏段某收费站为例,利用收费站设计相关理论及排队论理论,介绍了现有车道长度折算免费放行区域计算方法,并针对现有计算方法的不足,提出了车道长度折算和车道面积折算双重折算的优化改进模型,同时,增加排队长度值参数作为优化改进模型的重要组成部分,采用排队长度值对计算结果进行理论校验。结果表明:优化改进后的计算方法获取的结果更加准确合理,可大量减少由于免费放行所引起的民事纠纷,排队长度的校验使得收费站免费放行区域的法规规定有了理论支撑。     

BRT主动优先交叉口信号配时方法改进设计

现有的BRT主动优先控制配时,大多忽略红灯期间次干道排队长度过大,甚至溢出交叉口进道口范围的问题。据此建立优化模型如下:以交叉口乘客人均延误和次干道排队长度二者为约束组建双目标优化函数。最后,运用Synchro软件进行实例计算,结果表明此模型能有效降低次干道排队长度过大问题,优化交叉口的通行效率。     

考虑排放的桥梁交叉口不同控制方式效果研究

以福清市玉融大桥及两侧桥头交叉口为研究对象,选取车辆在桥面上的排队长度和排放量为评价指标,分别构建单点优化信号控制和协调优化控制系统的多目标配时模型。运用改进的遗传算法设计模型的求解步骤,选用Vissim仿真软件对无信号控制、单点信号控制、信号协调控制等三种不同信号控制方式进行碳排放和排队长度效果研究分析。结果表明:与无信号控制相比,采用单点优化信号控制系统后,排放量减少了4.2%,排队长度降低16%;采用协调优化控制系统后,排放量减少了7.1%,排队长度降低了25%。     

基于时空数据的信号交叉口实时排队长度测算

为提高信号交叉口实时排队长度估计精度,判断交叉口实时交通状态,作为交叉口实时信号控制基础。以过饱和交叉口为例,利用磁频检测法,应用车辆到达离散模型及交通波理论研究车辆排队演化过程,实时计算有无专用转向相位两种情况下车辆排队长度,并通过VISSIM和MATLAB仿真软件,验证算法的精度及实用性。结果表明,算法对于工程实用性较强,排队长度实时计算误差在工程应用可接受范围内,左转相位实时排队长度模型相比直行相位排队长度模型而言精度更高。     

城市主干道短距离交叉口信号优化控制

城市主干道短距离交叉口受进口道长度的限制,交通流量较大,极易发生排队溢出,影响上游路口的车辆通行。为解决该问题,本研究先从交通流运行和交通波传播的角度,分析短距离进口道内车辆的到达-排队-驶离过程,提出滞留排队的概念,得到最长排队长度和滞留排队长度的计算公式。再据此和车辆到达驶离图得到短距离进口道单位周期延误的计算方法,修正交叉口车均延误公式。然后,以交叉口车均延误最小化为目标,以短距离车道的最长排队长度不得超过路段长度和禁止车辆二次排队为约束条件,建立短距离交叉口信号控制的优化模型,并运用遗传算法对其进行求解。最后,以长沙市的芙蓉路-城南路交叉口为例,利用Vissim 4.3软件进行信号优化前后的仿真验证。研究结果表明:与优化前的信号控制方案相比,优化后的信号控制方案的短距离进口道平均排队长度降低了36.9%,最长排队长度减少了42.3%,交叉口车均停车次数减少了21.2%,通过车辆数增加了19.8%,车均延误减少了25.8%,这些结果均说明该方案能有效地防止短距离进口道的排队溢出,大幅提高短距离交叉口的通行能力与运行效率。     

基于MP与MPC相结合的分布式交通信号控制研究

依托于最大压(Max Pressure，MP)分布式信号控制特性，结合已建立的实时排队长度预测模型，利用模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)进一步对修正后的MP信号控制策略进行滚动反馈优化，提出了MP与MPC相结合的分布式信号控制方法. 模型验证结果表明：MPC嵌入后，MP优化下的交叉口1 与交叉口2 延误分别降低了13.47%、15.35%；并且对比了MP绿信比分配权重修正前后对控制输出的影响，优化后瓶颈路段的车道4 和车道10 的排队溢出次数分别从6 次和9 次降低为0 次，表明修正后MP绿信比权重的信号优化策略更能有效防止排队溢出现象的发生.     

随机到达车辆信号交叉路口的Markov链排队模型

为了克服现有交叉口排队分析模型中车流到达均服从特定规律这一假定的局限性,用嵌入马尔科夫链技术建立了定周期信号交叉口车辆随机到达的Markov链排队模型,在Excel环境下嵌入LINGO软件,编写了相应的模型程序和用于验证模型的仿真模拟程序.算例表明: 本文模型计算的平均排队长度与实际调查结果很接近,与随机模拟结果的误差为0.14%;在50%～65%分位范围内,用Markov链排队模型计算的排队长度与实际样本结果和随机模拟结果相同,在其他分位最大相对误差为3.85%.     

考虑城市干道车队运行特点的交通信号协调控制算法

为建立交通信号协调控制算法并确定其适用条件,考虑车队离散、车辆转出、下游交叉口排队长度3个因素,在分析罗伯逊离散模型的基础上,提出了交叉口协调相位车流到达图式的预测方法,并根据车流到达时刻与协调相位绿灯启亮、结束时刻的关系,建立了协调相位车流延误的计算模型;以交通控制子区内各交叉口协调相位车流总延误最小为优化目标,以相位差为优化变量,设计了信号协调方案优化算法.仿真结果表明:与改进数解法相比,该算法降低了协调相位车流延误7.4%;随着交叉口间距、转出车辆数、下游排队长度的增加,信号协调控制效益逐渐下降.      

伴有故障和延迟维修的清空排队系统的均衡分析

考虑一个马氏排队清空系统,将其看成一个在站台服务的容量无限的交通服务系统,顾客按照泊松过程到达系统后接受服务,而服务时间服从指数分布,假设交通工具容易出现故障,并且经过一个服从指数分布的延迟时间后,才能得到修理.在几乎可见情形下,顾客根据前面已进入系统的人数决定是否进入系统,结合一个线性支付函数,获得了顾客的均衡离开策略.     

城市交通干线协调控制

城市干线协调控制是智能交通研究的重要环节。由于城市交通具有随机性和时变性的特点,因此,很难建立准确的科学模型,针对这一问题采用模糊控制的方式进行推理分析。以各交叉口、各相位方向的平均排队长度为控制优劣的评价参数,把三个相邻交叉口作为城市干线控制模型。在主次干道车流相差较大时进行仿真,相比于传统的基于相位差的协调控制,数据显示:采用模糊控制方式对干线进行协调控制,能够有效地减少交叉口的平均延误。     

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排队行为模型是常态下行人交通仿真系统模型的基础。本文利用排队论、有限状态自动机原理以及元胞自动机模型对排队系统进行建模。排队行为模型以邻居方向与目标方向间的修正夹角作为主要因子构造了元胞自动机模型的转移概念率函数。利用C#对行人排队行为模型进行实现,并构造了两个不同数量的售票服务台的仿真场景。从仿真动画来看,该模型逼真地模拟行人的排队活动;从不同场景的队长与时间关系曲线可以看出,增加一个售票服务台明显可以减少队列长度,排队系统性能得到改善。由此说明该模型具有模拟行人排队行为的能力。     

New Approach to Measuring Traffic Queue at Intersections

To measure the length of traffic queue, a vehicle motion model at intersections was built, and based on it the effective traffic queue was defined. Color images segmentation and frame differencing technique were used to detect the foreground and the moving vehicles by detecting regions of the images, and then measure the length of effective traffic queue. By processing the image sequence acquired at certain intersection, the results prove that it is able to work out the traffic queue effectively by using the two techniques.     

基于卡尔曼滤波的交叉口排队长度实时估计模型

为解决现有排队长度估计方法不能对排队长度进行实时秒级估计的问题,本文采用车联网实时数据,构建基于卡尔曼滤波的实时排队长度估计模型.首先,以当前时刻加入和离开排队队列的车辆数为输入变量构建状态转移方程,以当前排队网联车的数量和渗透率构建观测方程;其次,采用回归模型估计状态转移方程和观测方程的噪声协方差矩阵;然后,提出基于...     

基于微观仿真的路段行程时间预测方法

实时路段行程时间预测是动态交通分配中路径选择的关键技术之一,采用微观交通仿真手段和指数平滑方法估计路段行程时间,在路段行程时间估计模型中考虑了交叉口排队延误、信号控制延误和交叉口内转向行程时间,提出了基于灰色等维新息GM(1,1)模型的路段行程时间预测方法,根据路段行程时间的历史数据和实时采集数据,滚动预测未来的路段行程时间,通过实例应用证明了模型有很好的预测精度.     

考虑上下游通行能力匹配的干线禁左模型

已有针对禁左的研究大多从单交叉口交通设计的角度,考虑禁左后的左转交通流组织问题,如U-turn,连续流交叉口设计等,缺少干线整体层面的、针对干线禁左位置选择的研究.本文分别以干线整体通行能力最大、干线交叉口间通行能力匹配值最优为目标,以干线最佳禁左交叉口位置、周期时长、绿信比为决策变量,综合考虑禁左绕行范围、流量守恒、绿灯时间、饱和度、周期时长等约束条件,建立干线禁左的混合整数线性规划模型,并采用分支定界法进行求解.以济南纬二路6个连续交叉口为例进行实例验证,结果表明,对比实地模型与Synchro模型,本文模型能有效降低干线整体车均延误,提高干线整体通行能力,降低排队长度,并使交通流在干线上的分布更加均衡.     

车路协同系统仿真信息多分辨率交互方法

车路协同系统仿真研究对于交通系统的发展具有重要的意义.为了研究车路协 同系统的仿真关键技术并构建车路协同系统仿真平台,本文提出信息多分辨率交互方法 解决基于HLA的系统仿真过程中的网络拥塞问题,建立了高分辨率车辆行驶状态信息模 型、中分辨率车队状态信息模型、低分辨率交通流信息模型,运用聚合解聚法实现不同信 息分辨率间的仿真过程,采用模糊预测发送缓冲区信息排队长度方法确定多分辨率模型 间的聚合解聚时机.通过仿真管理器联邦成员的运行结果分析表明,该方法能够有效减少 系统属性吞吐量,从而较好控制网络拥塞,降低系统属性延时,提高仿真效率.     

信号交叉口影响区确定方法研究

根据车流在不同城市道路单元上的不同运行状态,将路段进一步划分为交叉口影响区和基本路段．提出以相邻交叉口信号相位差循环周期内的周期平均最大排队长度为依据来划分,并建立了相应的排队模型、讨论了相邻交叉口信号相位差循环特性以及交叉口影响区的确定方法,给出了算例分析。其研究思路和结论可服务于路网容量研究和通行能力研究。     

新疆公路运输量发展预测

在分析新疆经济、交通运输发展的基础上,采用回归分析法、三次指数平滑法、灰色预测方法和弹性系数法等多种方法预测新疆2010年、2015年、2020年的公路运输需求,并结合这些方法,采用了基于误差权重因子的多种方法组合预测的新方法,对新疆公路运输需求量进行了优化组合预测。对新疆未来3个特征年预测结果的分析表明,该预测方法是合理而有效的。