基于Paramics的干线协调控制模型效果对比研究

文章基于微观交通仿真软件Paramics,提出针对干线协调控制优化模型控制效果的比较评价思路以及较全面的评价指标。以典型城市干线为仿真实例,从干线控制效果及全路网控制效果两方面,选取6个评价指标,对比分析了三个不同优化模型的控制效果。结果表明,基于Paramics的干线协调控制模型效果评价思路有效可行;实例中三个模型都有不同程度的优化;TRANSYT模型明显减小路网总延误;MAXBAND模型提高干线车流行驶连续性;三者中TRANSYT-MAXBAND结合模型最优,可在减小路网延误的前提下,提供较大的主干道双向绿波带宽。     

变带速干线协调控制模型研究

建立了以绿波带宽度为目标函数、以时差为决策变量的变带速干线协调控制的数学模型。模型中以各交叉口可以为绿波带提供的绿时最大为分解目标,以各交叉口间上下行实测自由行驶时间代替以平均车速计算的交叉口间行驶时间,大大地提高了绿波控制的效率。     

临界饱和状态交通干线协调控制模型

为提升临界饱和状态下干线车流通行效率,提出了一种基于冲击波理论的干线双向信号协调控制方法。首先,建立了考虑车速变化、转向比例、车道变化等因素的干线交通流模型,分析了临界饱和交通干线交通流运行状态与各参数间的关系。第二,构建了以干线双向通过量最大化为优化目标的混合整数线性规划模型,通过优化干线公共周期和各交叉口绿信比以提高干线通行能力。第三,构建了以延误最小化为优化目标的二次规划模型,并提出了相应的求解算法,通过优化相位差和相位方案实现了干线交叉口的信号协调。临界饱和交通干线协调控制模型由通过量最大化模型和延误最小化模型构成,考虑各交叉口间的制约影响关系,有效避免了排队滞留、溢出、交叉口“死锁”等现象。采用两阶段优化方法,通过通过量最大化模型优化周期及绿信比,继而应用延误最小化模型优化交叉口相位方案及相位差,获得干线系统双向信号协调最优控制方案。最后,应用临界饱和交通状态干线协调控制模型对南京市中山东路10个交叉口进行了信号协调优化,并对优化结果进行了仿真分析。结果表明：临界饱和交通状态干线协调控制模型能对双向临界饱和干线的信号控制方案进行优化,与对照方案相比,优化方案的双向总交通量提升了21.9%,车均延误降低了63.1%,通行能力与服务水平提升显著。     

缓解大型活动拥堵的城市干线交通协调控制

为缓解大型活动交通拥堵,针对活动期间拥堵演化特征以及交通需求和道路时空资源的耦合关系,研究以精细化管控为导向的、基于红波和绿波理念的干线协调控制系统方法.面向大型活动期间的线拥堵和辅助局域网络拥堵疏解的要求,构建干线协调控制的基本框架,进而确定决策交叉口,采用图解法分情况研究了红波协调控制相位差和绿波协调控制相位差的确定,给出了计算模型.结合2个真实路段采集的交通数据,对提出的方法和模型进行了仿真测试.结果表明,基于红波、绿波理念的干线协调控制可有效均分交通压力,瓶颈交叉口拥堵状况得到缓解,平均排队长度相比现状方案降幅分别为72%和70%;整个干线交通流有序性得以增强,车辆通过流量相比现状方案增幅分别为19%和22%.所提方法在现有交通设施条件下,协调优化道路交通系统的时空要素,有利于提升大型活动期间路网运行效率、改善活动参与者和居民出行品质.     

基于Ring-barrier相位的干线公交协调控制

为减少城市干线公交运行延误,提高干线公交运行效率,首先,基于Ring-barrier双环相位控制理念,结合干线公交协调控制技术,提出了一种适合于公交运行的相序与相位结构。在此结构之上,从干线协调控制参数角度出发,以公共周期信号、相位有效绿灯时间和双向相位差等参数分析为基础,考虑公交车行驶过程中受到中间停靠站以及自身行驶特性的影响,建立了干线公交协调控制的优化模型。其次,针对该模型中有效绿灯时间的计算以及相位差的选取,主要采用Lingo、MATLAB工具软件对其中的非线性问题和遗传算法优化进行了求解,同时结合延误三角形法,建立起延误评价函数用于评价公交协调控制效果。最后,结合实际案例与分支定界和遗传算法的解法,选取南京市城区某条城市干线并将其南北方向主干路设定为干线协调控制方向,采用两种计算工具对模型中的公共周期、有效绿灯时间、相位差等重要参数进行了优化、求解。结果表明:实施该算法后,公交车延误随着迭代次数的不断增加,延误函数值总体上呈现不断下降的趋势且收敛速度较快;在迭代计算的过程中,第50次迭代优化结果与第1次迭代结果相比,公交车的运行延误降低20.13%。     

考虑上下游交叉口延误的干线公交优先模型

为克服干线绿波协调控制中上游交叉口公交优先控制策略对绿波协调方案和下游交叉口造成的影响,在单点公交优先控制策略的基础上提出了一种综合考虑上下游交叉口延误的干线公交优先模型。该模型以红灯早断、绿灯延长为基本策略,将相邻上下游交叉口车辆综合加权延误作为优化目标,保证上游交叉口公交优先通行的同时,尽量减少对干线绿波协调控制和下游交叉口的影响,并以干线协调控制下的上下游交叉口为例,利用 Vissim 进行仿真验证。结果表明:该模型与单点公交优先相比虽然上游交叉口车均延误增加2.6%,但下游交叉口车均延误降低10%,上下游交叉口综合车均延误降低3.7%,一定程度上缓解了公交优先控制策略与绿波协调控制策略互相冲突的问题。     

过饱和状态干线协调控制策略适用性研究

续进式绿波协调和同步式绿波协调,均为经典干线协调控制策略。我国传统使用的续进式绿波协调策略,已无法满足高饱和度交通流的需求,甚至会对复杂多变的交通状况产生负面影响。续进式绿波控制在过饱和状态的失效机理,是由于续进式协调控制中上游交叉口先放行,当下游交叉口排队未完全消散时,导致上游绿灯初期放行车辆的二次停车,造成延误增大甚至排队溢出。过饱和状态时,同步式绿波协调更有利于车辆连续不间断地通过交叉口群,车速越高则绿波带越宽,控制效果越显著。以此为基础,基于 Vissim 仿真的建模分析,对比分析了不同交通饱和度,尤其是过饱和状态下,2种干线协调控制策略效果,并对结论进行了实例验证。     

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。     

基于时空特征的干线协调控制子区划分方法

为应对干线交通流的时变性和空间分布差异性给干线协调控制带来的影响,本文提出了基于交通流时空特征的干线协调控制子区划分方法。首先利用交通流时间相关系数和空间相关系数分析交通流的时空特征,根据交通流的时间特征改进时段划分方法;引入相邻交叉口关联系数和不停车通过路口车辆数作为子区划分指标,在时段划分的结果上进行子区划分,以交通流的空间特征改进合并指数法,实现子区划分方案的更新。最后,以玉林市民主路为例验证该方法,结果显示,干线系统的总延误、车均停车延误时间、车均停车次数分别降低了19.5%、23.4%、16.7%,该方法比传统交通控制时段划分方法更能适应交通流的时空变化趋势,显著提高干线交通流的运行效率。     

山地城市信号交叉口延误改进模型研究

为了对山地城市道路状态下的延误模型进行修正,该文首先对经典的延误模型在山地城市道路特征下的适用性进行了验证,并分析了误差产生的原因。针对影响延误模型的车辆速度和饱和流量,通过实测数据拟合,得到了山地城市道路特征下的数值,最后对经典的延误模型进行了修正,结果表明:修正后的模型可以将延误参数的提取精度提高8.87%~11.09%。研究成果为山地城市信号交叉口延误模型的构筑奠定了一定的基础。     

两相位协调控制交叉口延误计算

延误是判断信号配时是否最优以及评价城市交叉口拥挤状况的重要指标之一。和多数文献只是研究孤立交叉口的延误计算不同,主要研究两相位协调控制交叉口,该交叉口由主、次干道相交而成,主干道处于协调控制,进口车流分为未饱和与过饱和2种状态;次干道进口车流只考虑未饱和状态,在此基础上分别对交叉口各进口道在一个周期内的延误计算公式进行推导和分析,并用具体的算例说明了公式的应用。不仅为协调控制交叉口拥挤状态的判别提供了依据,同时也对不同类型交叉口的延误计算给予了有益的补充。     

干线协调控制中公共周期优化方法研究

现有线控公共周期确定取决于关键交叉口交通状态，其目的是满足交通状态最差的交叉口不会产生过饱和现象，但未考虑对实际线控效果影响且可能增大其他交叉口延误。文章分析了周期调整对延误和通行能力产生的影响，确定了干线协调下公共周期的调整区间。在此区间内以交叉口实际间距与理想间距偏差为优化目标，采用优选出的鲁棒简面体爬山法优化目标函数实现绿波带最宽。实证表明所提出的优化方法得到的绿波带和平均延误好于数解法，且对通行能力影响很小。     

基于多Agent的城市快速路协调控制研究

探讨了多Agent技术的特点及其应用,设计了基于多Agent的城市快速路控制系统的结构框架,包括区域协调Agent和控制Agent。并提出一种基于Q-学习的协调控制策略,实现Agent的学习功能。最后,通过微观交通仿真软件PARAMCIS对大望桥——四惠桥快速路交通区域建模,仿真结果表明结合Q-学习、模糊控制、仿真技术和信息诱导等方法的协调控制策略,可以在一定程度上改善整个快速路区域的交通状况。     

平面交叉口相交BRT线路的优先协调控制方法研究

基于公交感应控制的思想,提出了基于公交优先战略的信号配时优化方法。分析了BRT优先信号控制策略,界定了BRT优先控制的研究环境,提出了优先控制原则——引起延误最小优先考虑原则,提出优先控制原理,分析各控制参数,确定了各模块中的关键参数计算过程。实例分析表明,该控制方法对相交BRT车辆在平面交叉口的协调控制具有可行性。     

中关村西区的单向交通干线协调控制

针对中关村西区单向交通干线的交通状况，根据大系统理论的分解协调思想，提出一种干线协调控制方案，可根据交通状况的变化，在决策切换开关的作用下，分别实施绿波协调控制和分散协调控制，并在Paramics平台下进行仿真。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于人均延误最小的干线交叉口协调配时优化

为了提高干线协调控制在国内混合交通流条件下的交通运行综合效率,以干线中小汽车、公交车和自行车为研究对象,提出了综合考虑上述3种车型通行效率的干线交通信号协调控制的配时优化模型与算法。模型的研究从出行者的角度分析干线协调的延误,以干线人均延误最小建立了目标函数,并设计启发式算法进行计算,从而获得目标函数的优化值。为了验证提出的干线协调配时优化方法的有效性,选取南京洪武北路上的干线协调交叉口为实例进行验证,通过在Vissim中建立实际干线协调控制路段的空间模型并采用提出的优化方法进行配时,发现在不同车型组成比例条件下,人均延误最多减少了11．4％。结果显示,该模型能够有效地提高混合交通流条件下的干线交通运行综合效率。     

基于Paramics的城市主干道分段绿波协调控制研究

中心城区主干道是城市道路网的骨架,主要承担着联系重要交通枢纽、重要生产区、重要公共场所的任务,交通量大,任务繁重,单纯靠单点信号控制或传统的绿波协调已难以缓解其交通压力,应根据具体情况选择合适的交叉口作为关键交叉口,分方向、分段进行绿波协调,从根本上解决因为流向产生的交通问题。文中以云南省曲靖市寥廓南路为例,优化信号配时,采用对称式放行结合绿波协调控制,通过Paramics仿真软件进行交通仿真实验,结果证明采用分段式的单向协调控制对提高该类路段通行效率的效果更加明显。     

城市主干线协调控制优化研究

近年来城市化进程加速,城市发展日新月异,相应如交通拥堵、尾气排放、交通事故、噪声污染等矛盾愈加凸显。这种现象随着经济社会的发展,逐步从一线、二线城市向三、四线城市延伸,在许多大城市中道路拥堵现象也明显加重。文章在分析影响干道协调控制效率的关键参数即周期、相位差、绿信比的基础上,分析减少行车延误的相位差优化方法,并构建相位差优化模型~([1]),该模型以车辆通过干道协调交叉口时上行和下行的平均延误总和最小为目标函数,以相位差阈值等因素为约束条件~([2]),重点分析了遗传算法在干线协调控制中的实际应用,对算法流程做了说明,并以济南经七路为例对模型进行实例分析,结果表明:优化模型可以有效降低行车延误与车辆的排队长度。     

基于vissim仿真模型的进口道延误研究

采用延误指标来评价交叉口服务水平，相对于饱和度指标更加直观，但公式计算较为复杂，采用vissim模型模拟仿真现实情况中的车辆行驶，以此来统计常见交叉口进口道的车辆延误，为日后数据运用提供支撑。