数据驱动的两相位信号控制交叉口行人专用相位动态设置方法

为减少交叉口的人车冲突,并保证交叉口行人与车辆通行的公平性,分析了行人与机动车在交叉口通行时的相互影响,将每个信号周期中的行人和机动车作为研究目标,分析交叉口行人和机动车的冲突特性,实时估计设置行人专用相位前后行人与机动车的吞吐量,得出动态控制模型中重要参数(行人和机动车每周期通行能力)的计算公式。运用0-1规划模型,以人车通行效率作为约束条件,以人车通过交叉口的公平性最佳为优化目标,建立数据驱动的两相位信号交叉口EPP动态控制模型。并对模型进行数值分析和灵敏度分析,最后说明了EPP动态控制流程及实施方法。研究结果表明:高人流量的交叉口采用本动态方法可提升通行效率及公平性。灵敏度分析表明该动态方法适用于公交车比例为0.1～0.3的交叉口。为验证模型的正确性,结合上海市北京路常德路EPP控制交叉口进行案例分析。对信号交叉口EPP动态控制模型中的具体参数进行标定,并在3种仿真条件下(不设置EPP、设置EPP、动态控制EPP),分别进行仿真模拟。微观仿真结果表明,对交叉口采用动态设置行人专用相位的信号控制方法,总体说来有较好的应用前景,可以保证行人与机动车更为公平地通过交叉口,同时提高交叉口可通过的交通量并对交叉口的通行效率的影响不大。     

四路停车控制交叉口通行能力计算

基于实际调查和观测分析,采用冲突技术法建立了机非混合交通流条件下四路停车控制交叉口机动车流的通行能力计算模型,进一步提出了422型和444型四路停车控制交叉口共用车道和拓宽路口通行能力的计算方法。通过对比冲突技术法推荐模型计算通行能力与典型交叉口观测通行能力和车队分析法计算通行能力,验证了通行能力计算模型的有效性。此外,探讨了行人流和非机动车流对机动车流通行能力的影响。最后,计算分析给出了422型和444型四路停车控制交叉口行人和自行车流量与交叉口机动车流通行能力的回归关系式,为四路停车控制交叉口通行能力的确定提供参考。     

等权无信号控制交叉口通行能力研究

本文通过对北京市各类型无信号交叉口的大量实地调查发现，北京市无信号交叉口具有通行权相等的特征。本文研究了影响此类等权交叉口通行能力的主要因素，并根据交叉口实际运行情况，提出了新的无信号交叉口通行能力定义。在此基础上本文建立了”非冲突最大流”通行能力计算模型，本模型认为无信号交叉口具有车辆交替通过的特征。通过一些实例计算，应用本模型计算出通行能力的理论值与实际最大通行流量的平均误差为7．8％。     

两相位信号控制交叉口行人专用相位设置条件研究

行人专用相位是国内近年来用于解决交叉口行人与机动车冲突的一种控制方法。本文运用穿越理论推导在行人通行时,穿越行人的转弯车辆通行能力模型和行人延误模型;在这两个模型的基础上,通过设置专用相位前后交叉口通行能力和行人人均延误的对比分析,论证了设置整个交叉口行人专用相位的条件。本研究成果可以用来指导交叉口行人专用相位的设置。     

城市道路平面交叉口设计过程质量控制研究

针对目前国内城市道路平面交叉口设计的理论及应用问题,基于质量控制理论、"交叉口时空一体化设计"和"以人为本"的设计方法提出了交叉口设计过程的质量控制模型;分析了交叉口4个不同设计阶段的校验指标;建立了交叉口设计过程的6个强约束校验指标及其计算模型,包括:多股车流冲突通行能力校验、左右转车道校验、行人等待时间校验、短车道校验、考虑行人、非机动车通行时间及机动车消散时间的机动车通行空间校验以及最小绿灯时间校验.杭州市某典型交叉口改善设计表明该模型可显著提高平面交叉口设计的效率和效果.     

车路协同无信号交叉口的矩形冲突检测及消解

针对车路协同环境下的冲突问题，建立了以系统反应时间代替驾驶员反应时间的自动驾驶车辆制动距离模型，以此作为安全距离改进了矩形冲突检测模型，并根据轨迹优化的研究思路，提出了以矩形冲突检测模型为基础的冲突消解算法，对非通行优先权车辆进行速度引导，避免车辆冲突。在车联网开源框架 Veins 的基础上，将交通仿真器 SUMO和网络仿真器 OMNeT++双向耦合，并对冲突检测模型与消解模型进行验证。仿真结果显示，该冲突检测及消解模型具有可行性，与传统无信号交叉口四路停车让行规则相比，模型中的速度引导方案能减少合流冲突车辆 8.6%的平均行驶时间，减少交叉冲突车辆 8.3%的平均行驶时间；合流冲突和交叉冲突中车辆的平均速度分别提高了61.4%和105.0%。在实际应用中，冲突消解模型可以为不同速度范围内的自动驾驶车辆提供速度参考，降低无信号交叉口车辆发生碰撞的概率，提高无信号交叉口的通行效率。     

交叉口移位左转设置方法研究及仿真分析

左转交通流在城市道路交叉口处产生的冲突点最多,合理组织左转交通流能够有效提高交叉口的通行效率.结合交叉口现实情况,提出移位左转放行方法,该方法将左转车道转移至对向车道,实现相对方向直行和左转车辆同时放行,消除交叉口左转产生的交通冲突、减少信号相位数、提高绿信比,从而提高直行车辆乃至整个交叉口的通行效率.针对此方法设计了移位左转交叉口的几何物理模型,进一步提出了一种联动控制算法来判定该方法的适用条件;阐述了该方式下慢行交通组织方法;并通过Vissim微观仿真对满足适用移位左转条件的实例交叉口进行了对比验证.仿真结果表明,设置移位左转后,该实例交叉口主信号总车均延误比现状交叉口主信号总车均延误减小了24.53s,交叉口通行效率得到提高.      

环形交叉口多车型混合车流的通行能力模型

已有的环形交叉口通行能力模型是假设车流为单一车型车流,而实际运行的车流多为混合车流,因而建立多车型混合车流的通行能力模型是十分必要的。本文运用间隙接受理论,通过概率分析方法,考虑环形交叉口多种混合车型条件下的通行能力,从而建立了环形交叉口的通行能力模型,并且通过迭代得出环形交叉口混合车流条件下总的通行能力,发展了混合车流通行能力理论。通过与已有模型的通行能力和观测通行能力的对比分析可知,该模型的理论通行能力与观测通行能力更加吻合,并为环形交叉口通行能力计算提供了理论依据。     

T型交叉口移位左转几何设计及信号配时优化

为降低T型交叉口中左转和直行冲突对通行效率的影响,通过分析T型交叉口移位左转设计车辆运行规则,协调主预信号配时,制定信号控制相位方案,以避免车辆二次停车,提出了T型交叉口移位左转几何设计方法,包括平行流交叉口和连续流交叉口2种移位左转设计。以T型交叉口车均延误最小化作为优化目标,建立T型交叉口移位左转设计信号配时优化模型,并进行案例分析。结果表明：1)相对于常规设计,采用移位左转设计能降低20%～40%的车均延误,有效提升了T型交叉口通行效率;2)对比平行流交叉口和连续流交叉口2种移位左转设计,当主路左转交通流量较大时,宜采用连续流交叉口设计,当支路左转交通流量较大时,宜采用平行流交叉口设计。     

全向交叉口适用性研究

建立一个经济效益模型,在兼顾安全和效率2方面的情况下,在传统交叉口和全向交叉口中,建立一个定量的标准来选择交叉口设置模式.在安全经济效益模型中,通过基于交通冲突技术的潜在人车冲突数和行人违章行为的建模,以此评估安全效益;在效率经济效益模型中,分别考虑人、车延误这2方面,以此评估交叉口的运行效率.在整合模型中,将效率和安全指标转化为货币值,在给定输入条件下,利用遗传算法获得最优信号配时参数,从而选择更为适用于目标交叉口的交叉口模式.该方法有助于交通专业人员选择正确的信号交叉口模式进行设置.