单点自适应控制策略回顾与展望

阐述了单点自适应控制策略的基本内涵,回顾了典型单点自适应控制策略的技术特点,分析了存在的主要问题.为了进一步深化单点自适应控制策略的研究,应借鉴社会公正的规则体系建立相位切换决策方法的一般设计原则,将相位结构设计视为相位切换决策方法设计的首要工作,宜遵循通行权利保证、通行机会平等、通行时间分配和弱势群体补偿4项原则,设计相位切换决策方法的优化模型和逻辑规则.     

基于有效绿灯时间利用率的自适应控制策略研究

为了优化单点交叉口信号控制方案,使其适应各个进口道方向交通流动态变化,提高交叉口通行效率,根据交叉口进口道排队车辆数建立有效绿灯利用率模型,提出了一种交叉口自适应控制策略.有效绿灯时间利用率模型以交叉口通行能力最大为控制参数,实时优化确定出最佳相位放行方案以及最优相位切换方案,根据进口道排队车辆最大流向的排队车辆数和车辆到达预测确定相位放行绿灯时间.利用VISSIM交通仿真软件对该自适应控制策略仿真运行,与定时控制以及感应控制对比,评价分析不同车辆到达情况下交叉口通行情况.结果表明:该自适应控制策略能有效降低车均延误,提高交叉口服务水平.     

基于黄灯困境区的相位安全切换时机研究

在路口信号设计中通过合理设置控制参数可以消除黄灯困境区,但当实际车辆运行状态、道路交通环境发生变化时,原有保障信号控制安全的措施可能会失效,出现黄灯困境区。传统感应控制策略受固定检测器位置限制,可能在困境区域位置发生变化并存在车辆的情况下进行相位切换。通过先进的检测器可以获取车辆的实时轨迹数据,对车辆运动参数和位置信息进行分析,从交通安全的角度提出基于黄灯困境区内车辆安全性的相位最佳安全切换策略。结果表明：在不良天气和路面条件下,下坡车辆较上坡、平坡车辆遭遇困境区风险的概率更大,可以通过适当短时调整信号切换时机(时间为1～6 s),规避困境区内车辆通行的安全问题。     

定时控制交叉口行人专用相位适用性评价模型

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。为评价行人专用相位的适用性,综合考虑行人效益、机动车效益和安全效益三方面因素,分别选取车辆延误、行人延误和潜在事故发生数作为评价指标,采用多指标评价法建立行人专用相位的适用性评价模型,运用VISSIM仿真法进行验证,对比结论基本一致。并根据此评价模型,对设置行人专用相位的影响因素进行定量分析。     

双环相位结构约束下的强化学习交通信号控制方法

随着信息技术的快速发展,近年来深度强化学习方法在交通运输领域得到广泛应用,特别是在交通信号控制领域,已成为当前交通信号控制发展的重要方向。本文针对强化学习在交通信号控制领域应用中存在的随机相位选择导致无法实际应用的问题,提出了一种考虑NEMA双环相位结构的单点交通信号控制强化学习方法。以典型十字交叉口的NEMA双环相位结构为约束,设计优化了在相位切换决策过程中智能体的控制结构,通过增加1个智能体决定前置和后置相位顺序以提升相位切换的灵活性、部署2个智能体决定前置相位是否切换、设置1个智能体同时切断后置相位绿灯,通过经验共享机制,有效降低了状态-动作空间维度,提高了智能体训练效率。在此基础上,采用定制化PPO算法,基于SUMO仿真平台分析了不同交通需求、不同信号参数等场景下的单点深度强化学习信号控制方法的效果。结果表明,在高中低不同交通需求下,本文的方法都优于传统的固定相位相序方法。     

基于Ring-Barrie相位的交叉口信号配时优化模型

为了将交叉口时空资源最大化利用,以Ring-Barrier相位运行规则为基础,建立了一种城市交叉口信号配时优化模型,该模型将求解交叉口整体延误最小值转化为非线性规划问题.通过选取交叉口平均延误作为优化目标,选取交叉口信号控制的周期时长和各相位绿灯时间作为变量,选用分支定界算法作为此非线性规划问题的求解算法.为验证信号配...     

信号交叉口不对称交通流的优化控制方法

为了改善不对称交通流导致信号交叉口进口道交通负荷分布不均、通行效率低下的问题,对交叉口对向交通流的分布形式及其适用的相位方案进行了分析,建立了信号周期动态相位方案的生成规则,并以综合交通效益最大为目标建立了交叉口不对称交通流的动态相位信号控制参数优化模型,并给出了其求解算法.分析了不对称系数大小及其阈值变化、不对称信号周期比例对优化方法的影响,并以哈尔滨市红旗大街-淮河路交叉口为例,VISSIM仿真结果显示,采用动态相位优化方法后,该交叉口的车均延误、平均排队长度和停车率等评价指标下降了27.8%以上,验证了动态相位优化方法的有效性.该方法能减少直行车流的停车等待时间、避免交叉口部分进口方向时空资源的空耗,有利于信号交叉口通行效益的提升.     

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。     

信号交叉口控制相位的流线动态优化组合方法

在现有城市交叉口单点定时及感应信号控制方式中,相位交通流线不能动态组合,在交叉口各流向车辆到达波动较大的情况下,部分流向将产生绿灯损失.为了减少车流到达波动较大交叉口的通行时间损失,提出一种新的相位流线动态组合控制策略.通过引入交通流线相容性概念,将交通流线向量化并进行向量计算寻找相容交通流线.采用流线的逻辑运算确定可行相位组合,以相位绿灯损失最小为原则,得到周期最优控制相位流线组合.该方法能适应交叉口进口流线车辆到达随机波动较大的状态下,实时生成控制相位的流线组合,减少交叉口延误,提高通行效率.     

基于间距临界值的短连线交叉口信号优化方法

应用美国NEMA标准和Paramics 仿真,首次引入间距临界值的概念,研究短连线交叉口的信号控制优化方法.首先,基于交通特性分析,按照信号控制方式将短连线交叉口分为信号合并和信号协调两类.进而构建短连线交叉口的信号控制方式选择模型,通过两个交叉口间的间隔距离与临界值的比对来判断信号控制方式的类型.基于美国NEMATS-2 标准中提出的双环相位结构,分别建立两种控制方式对应的信号相位相序设置策略和信号配时方法.最后,利用Paramics 交通仿真软件对实际调研的两处典型短连线交叉口的现状交通方案和优化改进后的方案进行仿真分析.得到的仿真评价指标结果表明,改进方案达到了优化效果,同时也说明提出的短连线交叉口信号控制方法有效且可行.     

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干线交通控制系统能有效减少机动车运行延误. 本文以系统延误最小和绿波带宽最大为目标,构建了基于系统周期和相位差最优的干线交通控制模型,以双向有隔离的北京城市主干路——皂君庙路—大柳树路（含4个信控交叉口）为实例,提出了两种线控优化方案,通过VISSIM仿真对该交叉口及其所在路段优化前后的交通状况进行了比较. 结果表明：在北京市这类行人流量较大、交叉口布局紧凑的道路条件下,采用重叠相位能更好地优化线控系统;应用本文提出的控制策略对该路段进行线控优化后,交叉口总信控延误减小了59.6％,主线上的南向北和北向南平均行程速度分别提高了140.0％和51.7％,交通运行效率显著提高.     

干线协调控制方案的快速平滑过渡方法

为减少动态协调控制系统中因信号控制方案切换而导致系统产生的扰动,保证交通流的平稳运行,在综合考虑过渡时间和平滑特性的基础上,提出一种基于最佳相位差调整量控制方案的快速平滑过渡方法.该方法以使各交叉口相位差变化量最小为目标,优化计算得出各交叉口最佳相位差调整量,并以此为依据计算各交叉口在控制方案过渡期间的信号周期.仿真实验对比分析显示,当相位差变化量为40 s时,提出的方法与国外著名的Add和Subtract方法相比,车均延误指标分别下降了23%和11%,路网车均停车次数指标分别下降了9%和8%;此外,本文方法能够使干线协调控制方案最多通过3个信号周期快速地过渡到新方案,且过渡期间的控制效果优于Add和Subtract方法.      

中小城镇交通信号存在问题及改善措施

设置交通信号可以提高交叉口通行能力,改善交叉口运行状况。结合我国中小城镇的发展现状,针对其交通信号设施、管理等方面存在的主要问题,通过分析、运用交通控制与管理等方面的相关实践经验,提出我国中小城镇交通信号发展及改善措施,为该类城市交通规划、交通安全规划、交通管理等提供可靠理论依据。     

城市交通拥挤的动态组合疏导策略研究

从缓解城市交通拥挤的决策需求出发,提出不同拥挤情况下的多种信号控制与交通诱导的动态组合疏导策略,利用VISSIM模拟方法对提出的多种动态组合疏导策略进行了验证分析.结果表明,信号控制与交通诱导的动态组合策略比两者单独实施的效果更好.     

美国交通信号配时实践与技术综述

交通信号控制是城市交通管理的重要组成部分。交通信号配时优化作为一项投入规模较 小、效果较为明显的交通治理措施,近年来受到了广泛关注。美国是世界上较早应用交通信号控 制的国家,对其交通信号配时实践与技术进行分析具有重要借鉴意义。本文从实践角度出发,综 述了美国交通信号配时的技术特点、工作流程、主要配时工具以及近期研究动向。首先,将美国交 通信号配时的技术特点归纳为3点,即配时参数定义自成体系,强调感应控制条件下的信号协调和 采用“环栅相位结构”表示配时方案。其次,依据“结果导向”式的信号配时步骤归纳了美国信号配 时工作主要流程,同时分析了 Synchro,TRANSYT-7F,TranSync,Tru-Traffic 等信号配时软件工 具。另外,围绕“信号配时效果评价”“智能网联条件下的交通信号控制”两项主题介绍了近期美国 交通信号控制的研究动向。最后讨论了未来交通信号配时技术的发展并提出4点展望和关注,分 别是配时软件工具开发与应用将发挥日益重要的作用,新数据资源的应用将能够极大程度上改进 现有交通信号配时实践并带来显著工程效益,面向传统交通信号控制向智能网联环境过渡阶段的 配时研究需要加强,以及交通信号控制相关的基础性交通研究仍需进一步深入和巩固。     

城市交叉口交通控制模型的退化研究

针对交叉口交通控制模型在理论研究中效果明显,在实际应用时经常出现模型失配的问题,本文提出交通控制模型的模型退化概念.构建具有多控制变量的交叉口交通控制模型,分析导致模型退化的原因并给出退化路径,利用OSP(Open Simulation Platform)在线交通仿真平台对交通控制模型退化的各阶段模型的典型控制策略进行...     

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为了减少车辆通过路口的延误,采用云模型建立控制策略,运用Q-学习改进控制模型的参数。路口信号控制智能体通过感知系统获得车辆到达信息,根据信号控制规则集和车辆到达信息采取符合控制策略的控制行为改变当前信号状态。信号控制的关键规则采用二维正态半云描述,利用二维前件云发生器生成针对不同交通状态的控制策略。云模型中的主要参数通过Q学习算法进行优化,以总停车延迟作为目标函数经过迭代产生针对不同交通量的云模型最优控制方案。最后,使用仿真软件对传统控制方式和基于云模型的控制方式进行比较,仿真结果表明,基于云模型信号控制方法的控制效果优于定时控制和感应控制。     

不同交通状态下的交叉口信号控制策略

交叉口信号控制是城市交通管理的重要手段。通过划分交叉口的不同交通状态,分析和建立了不同交通状态下的信号控制策略及配时模型,可为交通管理者制定不同交通状况下的信号控制方案提供参考。     

基于GIS的交通信号模拟控制实验平台研制

在道路交通控制课程教学中,交通信号控制是重要的教学内容之一;目前市场上与之配套的实验设备成本较高或停留在理论研究,尚未得到推广;鉴于此,文中提出用软件模拟交通控制代替硬件模拟交通控制的方法,在GIS平台上,开发新一代的交通信号模拟控制实验平台;该实验平台具有结构简单、成本低、易操作等特点。     

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错位交叉口交通特性研究对于制定合理有效的错位交叉口交通管控策略具有重要意义.针对无灯控错位交叉口交通流间的冲突过程分别建立了相应的元胞自动机行为规则,进而应用上述规则对不同参数设置下的交通流演化过程进行数值模拟,并分析和讨论了主路进口道交通流密度变化对不同路段交通流平均速度的影响.研究结果表明,错位交叉口主路上较小的车流密度也能导致主路进口道及两T型口中间路段发生交通堵塞,每个T型口主路进口道交通流量变化会对另一个T型口主路进口道交通流平均速度产生较大影响,此外,无灯控下的交通堵塞也会呈现周期性的排队-消散过程。上述方法及结果可为错位交叉口实施信号控制提供有意义的指导.