一种基于排队长度的多入口匝道协调控制算法

匝道控制是一种限制交通流量,解决高速公路交通拥挤的有效手段。一种基于排队长度的多入口匝道协调控制的新型算法能根据不同的交通流采取不同的控制策略,从而更有效地控制入口匝道。采用Vissim仿真软件对该算法进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性。     

一种基于排队长度的多入口匝道协调控制算法

匝道控制是一种限制交通流量,解决高速公路交通拥挤的有效手段。一种基于排队长度的多入口匝道协调控制的新型算法能根据不同的交通流采取不同的控制策略,从而更有效地控制入口匝道。采用Vissim仿真软件对该算法进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性。     

拥挤交通流当量排队长度变化率模型

为了描述拥挤交通流中车辆排队的演化规律,以基于二流理论建立的当量排队长度模型为依据,运用微积分方法,针对单车道路段和多车道路段分别推导出当量排队长度变化率模型,并利用VISSIM模拟数据对模型进行了验证.结果表明:当交通流处于拥挤状态时,当量排队长度变化率近似等于交通波波速;采样间隔内当量排队长度变化率与实际排队长度变化率接近,误差法和熵方法证明,采样间隔越大,两者越接近,因此,提出的模型可以定量描述拥挤交通流中车辆排队的演化速率.     

基于模糊神经网络的城市高速公路入口匝道控制算法

建立了高速公路入口匝道控制的数学模型，把模糊控制和神经网络算法结合起来实现入口匝道的智能控制。仿真结果表明，该算法在各种交通模式下都是有效的，能够在维持一个理想主线交通流密度的同时，保持入口排队长度尽可能短；在抑制交通流密度波动和入口排队长度方面比定时控制和ALINEA算法更有效。     

随机条件下单点交叉口信号配时优化

分析了信号交叉口交通流的随机特性, 根据与期望排队长度相关的相位机动车排队长度偏差指标, 考虑不同相位的权重因素, 建立了交叉口信号配时优化模型, 研究了相位清空可靠度与周期时长和相位绿灯时间的定量关系。对模型进行了确定性转化, 并以两相位信号交叉口为例进行了算例试验分析。计算结果表明: 交通流到达率的方差从0增加到350 pcu.s^-1时, 周期时长将从50 s增加到232 s, 且到达率方差较大的相位需要更多的绿灯时间; 排队长度由4 pcu增加到30 pcu时, 相位清空可靠度仅从0.712增加到0.884。可见交通流到达率的随机特性对交叉口信号配时参数的设置影响明显, 模型正确。     

斜交丁字路口设置汇入待行车道分析

针对斜交丁字路口存在的安全隐患问题,提出为斜交次路车流设置车辆待行车道,使支路车流可以分两个阶段通过交叉口。以一级公路为例,运用概率论和排队论计算不同交通量范围下待行车道设置长度,给出通行能力计算方法。在不同交通量情况下,比较普通让行、信号灯及设置车辆待行车道3种交叉口控制方式延误。     

基于粒子群算法的道路交叉口信号配时优化模型——以昆明市为例

在现有交通资源下,利用交通信号的动态调控缓解交通拥堵是一种行之有效的方式。首先探讨了道路交叉口信号控制的空间和时间优化思路,在时间优化方面提出基于粒子群算法的信号配时优化模型。以昆明市学府路为例,在分析大量交通流数据的基础上,根据三相交通流理论,对交通状态进行划分并提出有针对性的控制策略。将信号配时优化模型应用于学府路3个相邻的关键交叉口。交通仿真和方案试运行结果显示,优化前后同步流状态下交叉口延误平均降低21.0%,车辆排队长度平均降低12.4%;堵塞状态下交叉口延误平均降低32.0%,车辆排队长度平均降低24.9%。这一结果表明该模型在道路交叉口信号配时优化中具有合理性和有效性。     

城市四交叉路口交通引导仿真系统

基于城市道路交通的拥挤和阻塞主要表现在若干个交叉路口的事实，提出了以四交叉路口为对象的交通引导仿真系统模型框架，并讨论了实际选取交叉路口应考虑的三个方面的因素。如果把每个交叉路口的车流看作排队事件，不同交叉路口的车流事件会发生冲突。轮询各个交叉路口的车流排队事件，用事件驱动状态转移与专家系统技术相结合的方法来疏解事件冲突，做出调整交通引导的决策。同时给出了仿真系统模型的目标、功能以及交叉口、车道、信号相位、信号周期等系统状态的描述。     

交通区域协调控制模型

为提高交通区域通行效率, 构建了适合各种交通状态的区域信号协调控制模型。以区域交叉口总排队车辆数与区域总输出车辆数为性能指标, 考虑上下周期排队车辆数、各交叉口闭合相位差与有效绿灯时间, 建立了模型约束条件。利用粒子群算法初始化有效绿灯时间与滞留车辆数, 采用模拟退火算法求解有效绿灯时间, 在不同交通状态下对某交叉口路网进行了仿真。仿真结果表明: 与TRANSYT模型相比, 低峰时段, 采用本文模型排队车辆数降低了5.3%, 区域总输出车辆数增加了5.5%;高峰时段, 排队车辆数降低了17.9%, 区域总输出车辆数增加了33.4%。交叉口的信号方案优化结果表明: 与TRANSYT模型相比, 采用本文模型时, 各车道饱和度均降低, 平均为1.8%, 最大排队车辆数平均降低2.9%。分析结果表明: 本文模型在各种交通状态下都是有效的, 特别是在高峰状态下, 控制效果优于TRANSYT模型。     

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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。     

基于VISSIM的交叉口信号控制优化

城市十字路口较多,加之信号配时不合理,车辆通过就会干扰频繁,使得延误时间过长,十字路口的通过量低.文章以桂庙村口交叉口为例,在对该路口交通流量数据调查的基础上,运用VISSIM建立微观仿真模型,检验仿真与现实路口的相似度,通过“等效交通量”方法优化配时方案,并对优化前后的配时方案进行仿真评价.仿真结果表明：优化方案使得交叉口停车时间下降了10.96％,平均排队下降了15.82％,通过车辆数增加了12.92％,说明优化配时方案能够有效提高该交叉口的服务水平,提高通行率.     

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首先分析了快速路入口匝道排队导致地面交通拥堵的现象,然后综合考虑快速路主线交通流密度和入口匝道排队长度两个因素,提出了一种基于神经元自适应PID控制的快速路入口匝道控制策略。与传统的入口匝道调节方法ALINEA相比,新方法将快速路系统和平面道路系统有机的结合起来,仅略微地增加快速路交通流密度,且对快速路的负面影响较小,有效降低了入口匝道排队长度并消除了入口匝道回溢现象与快速路交通拥挤的反复振荡现象,对于实际应用中的随机干扰具有良好的抑制能力,提高了整个交通网络的运行效率。最后通过仿真对新方法进行了说明和验证。     

干线协调控制优化及其应用

基于相邻信号交叉口交通流的到达特性, 分析了干线协调控制的内在机理, 根据下游交叉口排队状态, 考虑头车与尾车到达时信号状态为绿灯的约束条件, 建立了无排队、一次排队、二次排队状态下的相位差模型, 研究了相位差与排队长度、绿灯时间和周期的定量关系, 考虑干线各交叉口间的关联性及交通需求与供给的关系, 提出干线周期、相位相序、绿信比的优化策略, 选取青岛市滨海大道沿线13个信号交叉口进行案例分析。计算结果表明: 实施双向绿波协调控制方案后滨海大道由东向西方向的总旅行时间由779s变为564s, 减少27.5%, 总停车次数由6次变为2次; 由西向东方向的总旅行时间由806s变为592s, 减少26.5%, 总停车次数由5次变为2次, 因此, 相位差模型及其优化策略对车辆旅行时间、停车次数的优化效果显著, 相位差模型具有可行性与实用性。     

过饱和干道交通信号协调控制方法研究

文章以疏散过饱和城市干道的拥挤交通为目标,选取符合条件的连线路段,确定信号协调控制区域,利用排队长度界定协调控制转换条件,提出了针对过饱和干道交通的信号协调控制方法;最后运用VISSIM软件对所建立的信号协调控制方法进行模拟验证其控制效果.     

基于宏微观耦合模型的城市道路交通流在线估计

实时可靠的交通流估计是城市交通管理与控制的基础.宏观的MCTM模型不 能获取引道路段的微观信息,微观的Paramics 仿真则需路网OD的准确估计, 为避开单一 模型使用的缺陷,本文提出建立宏微观耦合模型.在模型估计的单位间隔内,先利用 MCTM估计基本元胞有效密度和引道元胞初步密度,并在接口处计算仿真发车数量;再 转用Paramics 进行引道微观仿真,利用仿真检测数据计算交叉口排队长度和引道元胞有 效密度,取代初步密度,作为下一个间隔计算的初始输入,实现交通流的在线估计.仿真中, 为符合转向需求实时变化特性,建立基于约束卡尔曼滤波的转向需求估计模型,实时更 新单位间隔的转向需求.实例分析结果表明,宏微观耦合模型满足城市道路交通流在线估 计要求.     

考虑动态交通流的停车场车辆最优疏散模型

为有效地制定停车场车辆疏散方案,缩短车辆疏散时间,研究了考虑道路网动态交通流特征的停车场车辆最优疏散模型.首先,根据排队论将停车场每个出口车道的车辆排队抽象成一个M/M/1/1排队系统,分析出口道路交通流车头时距对车辆离开率的影响,从而估算车辆在停车场内的排队时间.其次,构建道路网节点交通流均衡模型和路段交通流均衡模型...     

自动跟踪动态临界占有率的匝道协调控制方法

为了解决高速公路主线合流区交通拥挤与入口匝道排队溢出问题, 提出了一种入口匝道协调控制方法, 依据主线合流区交通状态和入口匝道排队长度设计需要协调控制的匝道个数, 以扩大协调匝道组的空间容量, 增大截留进入主线交通拥挤区域车辆的能力; 应用实时检测的主线合流区通过量和占有率估计主线动态临界占有率, 采用入口匝道调节率自动跟踪主线合流区动态临界占有率的变化, 以提高主线通过量; 采用匝道相对排队长度设计启发式规则, 以提高入口匝道协调控制能力, 防止排队溢出; 以沪宁高速公路G42为仿真背景, 应用VISSIM仿真软件, 从路网性能、主线合流区交通状态和匝道排队长度三方面对提出方法的控制效果进行评价。计算结果表明: 相比于无控制算法, 采用控制方法的总行程时间减少约8.44%, 路网平均延误减少约62.97%;采用ALINEA算法的总行程时间减少约2.85%, 路网平均延误减少约21.20%;采用Linked-control算法的总行程时间减少约6.00%, 路网平均延误减少约56.17%;采用控制方法的主线合流区的交通通过量在交通状态突变时增加了540 veh·h^-1, 且各个匝道之间排队长度更加均衡。可见, 提出方法控制效果优良。     

城市快速路分层分布式优化控制方法研究

针对城市快速路控制系统对实时道路交通状况不能及时、有效地响应问题,利用时变的交通状态估计与OD矩阵预测信息,基于智能交通控制及分层分布式思想,提出一个新颖的城市快速路匝道控制方法. 采用基于多项式趋势模型的滤波方法对路段总的交通需求进行估计与预测,提前确定道路将来排队长度的上界;对快速路网未来的交通状态进行预测,基于全局最优的思想,提前为路网中各个匝道建立协调约束,为匝道调节率的制定提供依据. 仿真结果表明,分层分布式的快速路控制系统通过协调各个匝道之间的利益,能够有效缓解高峰出行时的拥堵现象,对实现城市快速路网整体性能优化具有现实意义.     

交叉口混合控制及其切换方法

针对交通控制中时段划分的主观性,根据Fisher最优分割原理,实现了时段的科学有效的划分;利用时段划分结果,采用混合控制方法对交叉口进行控制并给出了混合控制的平稳切换方法,实验表明相比感应控制和定时控制,该方法平均延误、排队长度、平均停车次数都得到了显著改善。     

周家嘴路车流起动波速统计研究

通过实际观测和统计分析 ,论证了平面交叉口红灯转绿灯时车流起动波速可以满足正态分布假设 ,更可以满足泊松分布假设 ,后者拟合优度高于前者。揭示了在周家嘴路条件下 ,随着车辆排队长度增加 ,起动波速会相应变大 ,呈负指数规律上升的趋势 ,与低速混合路段有明显差异。据此建议 ,如将交通流动力学模型应用于高速公路或城市高架道路一类问题时 ,状态指数取值在 2 .5左右为好。