合放交通流条件下城市交叉口通行能力研究

交叉口通行能力计算方法是城市治堵的基础条件,针对城市道路交叉口合放交通流,首先结合其各方向交通流特性,明确了其具有介于信控与非信控间的合放基本属性;其次应用交通实体冲突规律,提出了合放下交通冲突复杂系数概念及其通行能力折减方法,并通过类比分析传统通行能力原理,得到直行、右转方向的通行能力计算方法;借鉴可穿越间隙理论,引入左转车补偿效益,得到左转方向的通行能力计算方法;并进一步建立常见车道布局的基本通行能力计算模型.最后,应用VISSIM获取数据并标定折减系数,从而构建了合放交叉口通行能力综合计算模型.验证表明:模型测算通行能力与实际通行能力基本一致,平均误差为4.9％,较好反映了我国合放交叉口的实际状况.     

城市信控交叉口优化方法仿真研究

针对城市信控交叉口交通特点,根据交叉口交通特性,提出信控交叉口信号优化方案。通过VISSIM仿真软件对信控交叉口进行仿真分析。研究表明,在采用优化后的信控方案后,交叉口各进口道排队长度及通行能力均有所降低,同时有效缩短交叉口延误。     

通行条件对公共汽车碳排放的影响

针对中国公共汽车能耗与碳排放水平高的现状,基于车辆性能稳定的前提,研究通行条件对碳排放的影响。首先,对工况和通行条件进行划分。然后,以上海市北安跨线为例,在调研数据的基础上,统计各种交通干扰对应的工况并计算其碳排放水平,发现拥堵的作用效果最显著,其次是交叉口。最后,分析载客量对碳排放的影响,空载、半载、满载情景下碳排放水平近似线性地轻微增加,但人均碳排放量显著减少。     

大型车占比例较高的左转车道改进方案分析

以某交叉口为例,研究左转车道位置布局变化对交叉口交通流特性的影响。首先对现有交叉口的交通量、信控周期、驶入车速、线形等进行调查,然后分析左转车道位置改变后交叉口通行能力的影响情况[1]。采用校正流率在Vissim中模拟不同左转弯交通流比例、不同交通负荷及不同大型车比例情况下,交叉口的通行效率改变情况。最后,运用交通冲突法分析改变车道布局后交叉口的安全性。研究显示:改变左转车道的水平位置不会影响交叉口的通行能力和安全性,当改变左转车辆比例时对交叉口通行效率没有影响;当改变交叉口交通负荷或者左转大型车辆比例改变时,改变左转车道水平位置会对交叉口通行效率有所提高。本研究的主要目的是提高左转车道中大型车量相对较多的交叉口服务水平,通过简单的车道位置变换使交叉口可以更好地发挥集散交通流功能。     

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.      

面向新型混合交通流的智能交叉口网络布局优化

考虑网联自动驾驶车辆(Connected Autonomous Vehicle, CAV)应用先进的车联网与自动驾驶技术，可以采用智能交叉口的组织形式，大幅提升交叉口的通行效率，为降低CAV与人工驾驶车辆(Human-driven Vehicle, HV)混行条件下城市交通系统的整体出行成本，提出智能交叉口在城 市交通网络中的布局优化问题，建立数学优化模型并求解。首先，基于对两类车辆行驶特性的分析，建立混合用户均衡模型，描述CAV与HV的路径选择行为；其次，从交通规划者的角度，以系统最优为目标，整合混合用户均衡模型，建立面向新型混合交通流的智能交叉口网络布局优化模型，并利用改进的遗传算法求解；最后，选取Sioux-Falls交通网络作为案例分析，验证模型与算法的有效性，并研究CAV渗透率变化对优化结果的影响。研究表明，智能交叉口在城市路网中的合理规划极大地提高了新型混行场景下城市交通系统的出行效率，同时，大幅降低了由于网联自动 驾驶单方面技术优势带来的CAV与HV的出行效率差距，增进了出行公平性。     

信号交叉口通行能力计算方法适用性研究

介绍我国常用的两种计算信控交叉口通行能力的方法,以两个典型十字交叉口为例,计算交叉口的通行能力,以交叉口饱和度为评价指标,对两种计算方法结果进行对比分析,适用于不同交通条件和交通流量的通行能力计算方法,旨在探讨各种方法的优缺点及适用范围。     

基于多车协作优化的冲突消解模型

传统自动驾驶车辆以假设通行权为前提设计冲突消解算法,但在无信号交叉口存在道路通行权不明确情况,给自动驾驶车辆决策带来困扰.本文提出基于多车协作优化的无信号交叉口冲突消解方法,将多个自动驾驶车辆看成一个整体,利用多目标优化控制理论,计算分配给相互冲突车辆的期望速度规划,达到协作行驶的目的.设置协作与非协作式冲突消解仿真实验.结果表明：多车协作的冲突消解方法通过优化车辆联合行动,使交叉口车辆整体收益最大,各利益体间的收益更为均衡;与非协作行驶决策相比,冲突消解时间缩短,减少交叉口单车平均延误1~2 s,平均减少量约为5%.本文可为无信号交叉口自动驾驶车辆冲突时自主协同行驶提供参考.     

新型混合交通交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法

新型混合交通环境下的交叉口交通控制可通过信号灯控制与自动驾驶车辆的轨迹控制协同实现,能够极大地优化道路通行资源利用效率。已有研究中,信号配时与车辆轨迹集中优化的控制策略难以应用于车辆自组织控制的现实场景,且往往计算复杂度较高。本文提出一种无中心框架下基于逻辑的交叉口信号与车辆轨迹协同控制方法。基于协同理论中的快慢变量主动伺服控制原理,设计一种交叉口信号配时慢变量与车辆轨迹策略快变量协同框架,并分别提出基于逻辑的信号配时优化和网联自动驾驶车辆轨迹协同控制方法。协同控制方法可以在车辆自主控制的条件下,一方面,实现交叉口信号配时动态适应交通需求;另一方面,实现网联自动驾驶车辆主动优化驾驶速度,高效通过交叉口。而且网联自动驾驶车辆在进口道可引导混合车队高效通过交叉口,降低绿灯启动损失,提高交叉口通行效率。仿真实验表明,本文的协同控制方法相较于传统控制方法可显著降低交叉口车辆平均延误,同时,基于逻辑的决策模型可实现快速求解。通过对网联自动驾驶车辆控制策略关键参数的敏感性分析,进一步讨论新型混合交通流交叉口通行公平性,并比较在不同网联自动驾驶车辆渗透率下的控制效果。     

城市交通信号控制系统现状及发展透视

现代城市交通的智能控制与管理是智能交通系统的重要组成部分。交叉口的通行能力又是决定道路通行的关键所在,对城市交通网络的交叉口信号控制系统进行协调优化控制,对提高道路的通行能力和服务水平具有重要意义。文章分析了目前国内外城市交通信号控制系统现状及存在的问题,为我国城市采用此系统提供了决策依据。     

基于多车协作优化的冲突消解模型

传统自动驾驶车辆以假设通行权为前提设计冲突消解算法，但在无信号交叉口存在道路通行权不明确情况，给自动驾驶车辆决策带来困扰.本文提出基于多车协作优化的无信号交叉口冲突消解方法，将多个自动驾驶车辆看成一个整体，利用多目标优化控制理论，计算分配给相互冲突车辆的期望速度规划，达到协作行驶的目的.设置协作与非协作式冲突消解仿真实验.结果表明：多车协作的冲突消解方法通过优化车辆联合行动，使交叉口车辆整体收益最大，各利益体间的收益更为均衡；与非协作行驶决策相比，冲突消解时间缩短，减少交叉口单车平均延误1~2 s，平均减少量约为5%.本文可为无信号交叉口自动驾驶车辆冲突时自主协同行驶提供参考.     

基于模糊理论的城市区域交通控制研究

城市区域交通协调控制是智能交通的主要研究方向,研究的主要目的是避免交通拥塞的产生,并能够在发生时及时疏散车辆。针对这种情况,提出一种基于模糊理论的区域协调控制方法,以区域内交叉口各相位方向的排队长度为评价参数,建立模糊控制规则对区域交通进行协调控制,采用典型五交叉口组成的区域对提出方法进行验证。结果显示:该方法能够有效地提高交叉口的通行能力和平均延误时间。     

基于合作博弈的合流区加速路段智能网联汽车协同控制

在智能网联环境下,为减少匝道合流区内车辆冲突、提高合流区加速路段车辆的舒适性与通行效率,提出了基于合作博弈的合流区车辆协同控制方法。首先,根据高速公路合流区道路条件和车辆运行状态,综合考虑行车舒适度成本和车辆通行延误构建加速路段车辆行驶的目标成本函数;然后,应用合作博弈对车辆通行次序进行分析,得到目标成本最小的车辆通行序列,并引入拉格朗日矢值函数求解车辆运动方程,推导出车辆在加速路段运行的最优纵向轨迹规划解析解。最后,以武汉市二环线某立体交叉口集散车道及匝道形成的合流区为例,构建合流场景并进行仿真实验,结果表明,相比于“先进先出”序列,所提合作博弈序列可使车辆行驶总成本降低4.54%,同时在保证车辆通行效率的前提下,使车辆行驶舒适度成本降低78.38%。这表明,在智能网联环境下,基于合作博弈的车辆序列能保持较高的通行效率,能提高行车舒适性。     

车联网环境下信号交叉口车速控制策略

为了减轻城市道路上信号交叉口对交通流的阻断,针对车联网环境下个体车辆可 以与路侧设施及交叉口中心控制系统实时信息交互的特征,提出了信号交叉口车速控制策 略,在提高交叉口通行效率的基础上兼顾驾驶舒适性与环境友好性.为验证车速控制模型的有 效性,基于多智能体技术建立了车联网环境下信号交叉口车速控制仿真系统,以典型十字交 叉口为例,模拟对比分析了传统驾驶和车联网2 种环境下车辆通过交叉口的行程时间、燃料消 耗与污染物排放.结果表明,该速度控制策略下车辆通过交叉口的平均行程时间减少了约 60%,燃料消耗减少了约40%,污染物的排放也有显著减少.     

基于BP神经网络的区域交叉口协调控制

城市区域交通协调控制是城市智能交通的研究重点,研究目的是减少车辆延误,提高路网通行能力.针对此问题,根据单交叉口神经网络控制方法,提出一种基于BP神经网络的区域多交叉口协调控制方法.采用五交叉口组成的区域路网,以区域所有交叉口平均车辆延误作为评价指标,利用MATLAB软件编程进行仿真.仿真结果表明,神经网络协调控制方法与定时控制、神经网络单独控制方法相比,能够取得更好的控制效果.     

干路环形交叉口的交通优化设计

为解决干路环形交叉口通行能力不足的问题,以榆林市榆阳路—上郡路环形交叉口为例,在现状分析的基础上,通过定量计算与VISSIM仿真,对交叉口进行优化设计。从交通功能角度,分析道路交通特性,明确道路功能,减少冲突点;从慢行交通角度,设置二次过街安全岛,保持行人过街的连续性和无障碍设施的连续性;从通行效率角度,将环岛改为信控交叉口,以满足未来的交通需求。仿真结果表明,环形交叉口改造为普通干路交叉口后,交叉口通行效率有一定的提升,行人过街更加兼顾,慢行交通更加友好。     

城市平面交叉口通行能力改善研究

在城市道路网中,平面交叉口发挥着重要的节点作用。交叉口通行能力的改善将为整个城市路网系统的畅通提供保障。因此,梳理城市平面交叉口节点交通问题、根据工程实际提出改善对策具有重要意义。基于城市平面交叉口一般问题现状,提出了工程改造、道路渠化、完善交通标线和优化信号配时的改善对策;以呼和浩特市新城区公安厅十字路口为例,实地调查交叉口的交通现状及其存在的交通问题,提出信控和渠化相应改善对策;通过建立平均延误最小和排队长度最短的非线性模型,采用熵值法确定权重,得到较为理想的效益值,效益值下降了达80%,研究结果表明通过两种对策的有效结合显著提高了交叉口的通行能力。     

冰雪条件下信号交叉口通行能力衰减仿真分析

通过计算与仿真相结合的方法研究冰雪条件下信号交叉口通行能力的衰减规律,计算结果显示,冰、雪条件下信号交叉口通行能力分别只有正常条件下的63%～66%和46%～52%;仿真结果也表明,冰雪条件下车辆通过信号交叉口时平均速度大大降低,行程时间、排队长度、平均延误等参数均有较大程度的增加。     

建设项目出入口交通组织评价研究

根据可插间隙理论,计算建设项目出入口通行能力。同时,对项目驶出车辆对路段的影响情况以及出入口设置的合理性进行定量计算分析,引入交叉口复杂性指标评价出入口与外围道路形成的交叉口的交通冲突分布,并计算交叉口冲突密度,对出入口交通复杂程度进行定级,有助于对类似情形的科学评价。     

基于粒子群的城市交通信号两级模糊控制

针对城市交通流的特点,设计一种单交叉口多相位两级模糊控制器,有效地减少控制规则数,实现相序、绿信比、周期随交通状况而自适应变化,并采用粒子群算法对模糊控制器的隶属度函数进行优化。仿真结果表明,该系统能有效地提高交叉口的通行能力,减少车辆平均延误。