基于模糊控制的公交信号优先控制方法研究

面对城市公共交通优先发展中遇到的交叉口公交信号优先控制问题,以降低交叉口人均延误和公交车延误为目标,提出了基于3层模糊控制器的交叉口公交信号优先主动控制模型,通过改进针对车流交通需求强度、相位放行顺序、绿灯时间优化的3层模糊推理控制器,最终输出相位绿灯放行时间延长和相序提前2种控制策略.仿真算例分析表明,与普通固定配时控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低27%,14.2%;与公交信号优先感应控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低13.7%,21.7%,说明了所提方法的有效性.      

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.     

从信号控制的设置依据谈起

随着交通科技的发展，通过交通信号的作用．利用红、黄、绿灯色(以及箭头、人形等)为相互冲突的车流、人流分配通行权，以保证交通运行的安全和顺畅。这种交通信号的控制，在现代道路交通管理中得到了越来越多的应用。但是，从目前我市的应用情况来看，在对信号灯应用的认识上．还存在一定程度的误区，本文试从交通信号灯的设置依据来作个大致的说明和澄清。     

基于多传感器融合的排队长度检测系统设计

提出了一种基于多传感器信息融合的交通路口排队长度检测方法,该系统以无线地磁车辆检测器作为数据检测来源,基于无线传感器网络,构建了一种互联感知的分布式检测系统.系统以多检测节点协同工作的模式,由点到面,实现排队长度等深度路交通流信息获取,为交通信号控制系统提供准确的路网交通流数据.系统基于交通流特性建立数学模型,采用无线地磁车辆检测器及多传感器融合算法实现交通路口各方向排队长度检测.可实现红灯期间实时排队长度检测及绿灯放行期间队首位置判别及实时排队长度检测.通过绿信比优化,均衡各相位绿灯时间的分配,对提高道路通行能力有重要意义.     

基于MFD的路网周边交通控制策略与仿真

宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagrams,MFD)是路网的固有属性,可从宏观层面监视和预测路网交通运行状态。鉴于此,该文提出基于MFD的路网周边交通控制策略,其思路是依据MFD理论确定路网的MFD,当路网交通趋于拥挤时,通过调整周边交叉口的信号配时方案(如周期、绿信比),对周边车流涌入量进行限制,使路网区域交通保持良好的运行状态。为验证该策略的有效性,以广州天河商业区为试验区域,运用Vissim交通仿真软件进行仿真建模,依据MFD相关理论和仿真数据,确定该区域的MFD,当该区域交通趋于拥堵时,根据该策略确定周边交通涌入量和入口绿灯时长,并仿真对比该区域实施该策略前后的各项交通信号控制性能指标。结果表明:当路网交通趋于拥挤时,实施周边交通控制策略后路网平均延误时间、平均停车次数、平均排队长度等交通信号控制指标得到明显改善。     

基于WiFi和Android的道路交通信号控制机的设计

道路交叉口出现一些特殊交通情况时,交通信号灯仍然按正常的相位周期性工作,对交通流起不到良好的控制作用。针对这种情况,提出了一种道路交通信号现场实时控制方案,使用Android智能手机,通过Wi Fi无线传感网络向交通信号控制机发出控制指令,从而改变交通信号灯的工作状态,适应道路交叉口交通状况的要求。该方案的实施为现场交通值勤人员提供了方便、快捷地临时控制交通信号灯的方法。     

混合交通状态下交叉口排队机动车流启动车头时距研究和应用

研究的主要内容包括:信号灯控制道路交叉口红灯周期形成的排队车辆,在放行后不同车型的启动时间和不同车型组成的混合机动车流车头时距的分布研究;混合交通状态下机动车启动通过交叉口时受到干扰后的延误时间研究;利用上述研究成果对混合交通状态下交叉口排队车辆的放行绿灯时间进行估算。课题以现实交通数据为基础,通过统计分析结果最终建立放行绿灯时间估算表,对混合交通状态下道路交叉口信号灯的配时起到指导意义。     

单点公交被动优先下信号配时方法研究

为尽可能减少公交优先对社会车流干扰,提出一种不依赖公交检测信息,只考虑社会车流流量实现公交优先的信号配时方法。这种信号配时方法采用搭接公交相位,可充分利用社会车流的相位绿灯时间,既满足社会车流通行,还能使公交车获得更多绿灯时间。论文从绿灯时间组成和共用相位角度分析搭接相位的可行性,研究有利于公交优先的相位相序方法,并建立了信号配时参数模型,最终通过模拟验证说明该信号配时方法不仅能减少公交车延误,还可提高绿灯利用率、保障交叉口服务水平。     

城市交通网络一致性控制算法及仿真研究

为提高网络通行效率,均衡网络内车流分布,分别针对饱和与非饱和网络,提出交通状态一致性控制算法。首先,针对饱和网络,以路段车流放行比例为控制量,建立网络信号控制模型。以路段空间占有率达到分群一致为控制目标,设计分群一致信号控制律;其次,针对非饱和网络,采用路口清空信号控制策略,可实现路口各相位饱和度一致;最后,以北京市望京区内路网为仿真研究对象,在VISSIM中建立仿真环境,分别针对饱和与非饱和网络情况,与定时控制方法进行比较,仿真结果表明:本文算法具有较大优势,可在较大程度上改进网络性能。     

交通干线相邻交叉口动态协调控制研究

建立了交叉口交通流的动态模型,基于该模型实现了交通信号相位的动态配时,提出了一种考虑双向绿波的干线相邻交叉口相位差优化控制方法,并采用改进的遗传算法(GA)进行求解,从而实现交通干线分级递阶协调控制,避免了交通拥挤和堵塞。以济南市经十路干线交叉口为对象,选择不同时段的车流量数据进行仿真研究,仿真结果表明,本文提出的控制方案能够有效地减小车辆排队长度,从而提高干线交通畅通,降低车辆平均延误时间,是进行城市交通干线控制有效且实用的方法。     

基于节能减排的高速公路收费站处拥挤车流控制技术

针对高速公路收费站交通拥堵时车辆长时怠速且频繁启动导致油耗急剧增加的问题,提出了收费站拥堵车流交通控制系统.该系统通过设置车辆感应器防止收费亭空闲,利用车流控制灯将拥挤缓行的车流变为分批放行车流,综合考虑排队长度、收费通道数、收费广场长度、主线车道数、收费时间等因素,以排队系统中车辆油耗最低为目标,建立了车辆感应器和信号灯位置及信号灯时长等参数优化模型,从而实现了不增加车辆通行时间同时减少车辆怠速时间和停车次数的目的.最后结合实例,运用交通模拟技术对该控制系统效果进行了验证.结果表明:当收费站排队长度为2 000 m时,采用该控制系统可使车辆通过收费站的油耗降低90％.     

单点交叉口信号控制及仿真

针对交叉口交通流运行的高度复杂性和随机性,提出了一种多相位模糊控制方案。即根据交警在指挥交通时的思想,是否对某相位放行以及是否需要给此相位绿灯延时,取决于此相位排队长度和下一相位排队长度的综合比较。也就是用当前相和后继相的车辆等待长度决定信号配时。与交警的控制目标一致,即尽可能地提高整个交叉口的通行能力,降低车流的平均延误。借助Matlab模糊逻辑工具箱设计了二维模糊控制器,并在SimuLink环境下以车流的平均延误为评价指标进行仿真。结果表明,在不同的交通时段下与常规的定时控制相比,显示出了模糊控制的优越性,尤其在低流量交通条件下。最后,分析了不同自调因子对模糊控制器控制效果的影响。     

不停车通过待行区的交通信号精细化控制与优化

对于有待行区的交叉口,通过精细化设计信号控制,由路口停车线到二次停车线的距离sj和首车的最慢车速vej决定Tj;首车绿灯前进入时间如小于等于Tj,并以最慢车速vej行驶,可不停车直接通过待行区;消除2种放行时间损失,及减速停车再加速过程中的油耗损失、尾气污染和刹车噪声;改善环境空气质量.还可把该路口纳入与相邻路口协调控制.由最小绿灯时间组成的最小周期整幅配时方案出发,待行区不停车放行效益与周期的比值在所有绿灯前进入时间等于对应的Tj时达到最大,11层次数据例表明,待行区8个框架车流进口的有效放行时间总和相当于周期时长的3.7倍.成倍提高了路口乃至城市地面路网通行能力.相当于再建个地面路网.     

十字交叉口的单口放行与对称放行相位设计方法对比研究

十字交叉口是城市道路中最典型的交叉口类型,其相位设计方法的优劣直接影响交叉口的服务水平高低。以广东省东莞市虎门大道-连升路十字交叉口为例,比较单口放行方式和对称放行方式2种相位设计方法的特性,并通过Vissim交通仿真建模,分析对比在高峰、平峰、低峰等3种交通需求下2种相位设计方法的平均延误时间、排队长度、停车次数等交通信号控制性能指标优劣。仿真结果表明,对十字交叉口而言,交通流量不均衡时宜采用单口放行相位设计方法,交通流量均衡时宜采用对称放行相位设计方法。      

基于Q学习的Agent在单路口交通控制中的应用

将Agent技术与Q学习算法相结合,应用到城市交通控制领域中,对单交叉口的交通流进行了控制研究,介绍了路口Agent的结构模型以及基于Q学习算法的学习机制的实现,提出了一种适用于交通控制的奖惩函数。即当红灯相位的饱和度大于绿灯相位的饱和度时,红灯相位的相对警界度在奖惩函数中占主导地位,此时大部分情况下会对Agent进行惩罚;在以后的决策过程中面对类似的交通状态Agent所选择的控制行为更倾向于将通行权切换给下一个相位,反之,Agent所选择的行为倾向于保持当前相位的通行权到下一决策时刻。并通过微观交通仿真软件Paramics对控制算法进行仿真研究,仿真结果表明该方法的控制效果优于定时控制,同时验证了奖惩函数的有效性。     

单交叉口信号配时的动态优化

为了缓解城市交通压力,根据实时单交叉口交通数据,利用模糊控制理论,结合matlab软件,以缩短车辆平均延误时间为目标,对各个相位的信号配时进行动态优化,使单交叉口的绿灯时间及周期成为可变参数。仿真结果表明,与传统信号控制方式相比,本文所提出的交通信号配时控制效果更好,车辆平均延误时间更少。     

基于NEMA双环相位与合流相位的感应控制策略

十字交叉口信号控制方案中,NEMA双环相位结构中左右半环都有刚性屏障,使得信号方案的灵活性受到一定的限制。为了突破NEMA双环相位结构的屏障,以避免冲突车流同时放行为约束,在NEMA相位结构基础上融入合流相位,允许不同方向的直行和左转车流在出口道合流,利用合流相位进行搭接,可以消除相位结构中的2处刚性屏障,形成8相位的大双环结构。在感应控制策略中,每股车流都有独立的控制参数,每个相位独立判断绿灯延长、绿灯结束时间。为了避免跨越相位的车流冲突,控制策略中需要增设隐形的屏障,绿灯相位只能与相容的相位进行组合,与最后一个相容相位同时进行相位切换。为了构建隐形屏障,设计了信号控制的相位切换流程。为了验证改进相位结构的有效性,在VISSIM仿真软件中以团结大道-园林路交叉口为背景构建仿真模型,利用VAP编程实现感应控制逻辑,以NEMA双环相位结构的感应控制策略作为对比,在不同的流量流向条件下,进行多次仿真试验。结果表明,提出的感应控制策略能够适应各种交通流量条件;在交通流量不对称的情况下,提出的改进控制策略车均延误较小,相对而言具有更好的控制效果。     

考虑倒计时的交叉口公交优先检测器布设位置研究

交叉口公交主动优先策略主要依靠检测器对公交车辆运行情况进行分析,通过适当调整交叉口信号控制方案,从而实现公交车辆的优先通行。研究了考虑倒计时情况下的公交相位绿灯延长、绿灯提前2种公交优先感应控制策略的优化机理;针对设置有交通信号倒计时装置的交叉口,分析了倒计时信号对优先策略实施效益的影响,并依据优先判断区间的分析,提出了检测器布设的最佳位置。随后应用Vissim仿真软件以及VisVAP编程语言以上海市北京西路—威海路交叉口为例建立仿真分析模型,分析检测器布设于不同位置时公交车辆的延误情况,分析结果表明按所提出的计算方法布设检测器后,得到的优先效果最佳。     

十字环形交叉口绿灯间隔时间计算方法研究

以十字环形交叉口内部各股车流的潜在冲突点和车辆启动形成的启动波为依据,将环形交叉口左转二次控制的绿灯间隔时间转化为环道左转与本相直行之间的绿灯间隔时间、环道左转与下一相位绿灯启亮时差以及两直行相位绿灯间隔时间的组合,提出各个绿灯启亮的时间差以及绿灯间隔时间的计算方法,并将该方法应用于实例计算。论文的研究成果对提高十字环形交叉口左转二次控制效率和提高交叉口运行的安全性具有重要的意义和实用价值。     

单交叉口交通流自适应控制器的设计

目前,大多数城市交通流量越来越大,交叉路口的交通信号控制越来越重要,传统的定时控制与分时区定时控制已经不能有效的满足实际的需要。根据城市交叉口交通流的特点,文章提出一种实用的自适应控制器的设计,实时检测每个方向的车辆排队长度,估算出该路口的某时段的平均车流,实时调整各方向绿灯的通行时间,从而使每个路口能够通行尽可能多的车辆。