基于模式搜索算法的交叉口信号配时优化研究

交叉口信号配时优化,对提高城市道路的通过能力,缓解城市交通拥堵,具有重要意义.本文研究了相对固定周期条件下,交叉口信号配时随道路上交通流量变化而调整的优化算法.以各相位各进口道上总的延误时间最小为目标,并考虑了最小绿灯时间和饱和度限制约束条件,构建了城市单点交叉口信号配时的非线性模型,为设置交叉口信号配时提供了新的方法--模式搜索算法.利用模式搜索算法对模型进行求解得到配时方案,并将得到的配时方案和传统的Webster算法得到的配时方案进行比较.研究结果表明:模式搜索算法在解决单点信号交叉口信号优化控制方面具有较好的实用价值.     

单点交叉口固定信号配时优化模型

为获得更好的单点固定信号配时方案,以交叉口通行能力最大和车辆平均延误最小为目标,以相位有效绿灯时间受限为约束条件,提出一种信号配时优化模型.使用大连市交通调查数据得到韦伯斯特配时方案和2种优化配时方案,采用交叉口通行能力、车均延误和饱和度评价了各种配时方案.利用VISSIM软件进行了交通模拟试验,采用累计通过车辆数、车均延误和平均排队长度对各种方案进行了交叉口评价.结果表明,所提出的配时优化模型优于韦伯斯特配时模型,而且其评价结果更能反映交叉口的实际服务水平.     

基于群体决策的多交叉口协同控制方法

基于竞争-合作的群体决策机制，将单点信号优化构建为各相位的交叉口通行权的竞争过程，将多点协同构建为上下游相位之间的协作过程，提出了一种兼顾多交叉口协同效益和单交叉口控制优化的路网信号配时设计方法；利用车路协同环境下路网内车辆路径信息的可感知性，动态精准地量化解析上下游交通耦合关系；在此基础上建立了分层动态决策框架，在单层决策中剥离了上下游交叉口控制决策对本地决策的影响，解耦协同控制模型中路网交通状态和信号控制决策之间的复合关系；设计了基于交叉口内各交通流向竞争力的分布式信号配时决策算法，并通过仿真试验平台比较了群体决策协同控制方法与传统协同控制方法的控制效果。研究结果表明: 相较于传统协同控制方法，群体决策协同控制方法可动态适应路网交通需求，在交通效率和稳定性上具有显著优势，在不同饱和度的交通需求水平下可降低车均延误15%以上；在路网交通饱和度较高的情况下, 群体决策协同控制方法延误降低幅度可达19.2%，控制优势更加明显；由于群体决策协同控制方法可在下游交叉口进口道车辆排队过长时减少上游车辆流出，可降低路网最大排队长度超40%，有效规避路网溢流风险；通过对群体决策协同控制模型的分布式求解，可实现单次决策过程计算时间小于0.01 s，具有应用于大规模复杂路网的实时信号配时决策的潜力。      

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为改善过饱和状态交叉口群的交通控制效果,优化了交通控制目标和结构,制定了信号配时方案优化的实施框架. 在分析溢流、滞留排队和阻挡等拥堵诱因的基础上,根据优化过饱和状态交通控制的需求,选取关键路径上通过车辆数最大和平均排队最小作为优化目标. 在单点交叉口层和交叉口群层间增加关键路径层,优化交通控制结构. 结合过饱和状态交叉口群交通控制特性,提出信号配时方案优化的实施框架及分层优化措施. 南京市广州路交叉口群仿真验证结果表明, 按信号配时优化框架建立的配时算法,可显著增大交叉口群内关键路径的通过车辆数,降低平均排队长度,改善过饱和状态交叉口群交通运行状况.     

过饱和交叉口信号配时参数设置方法

为了适应过饱和信号交叉口的交通运行特性,研究其最佳周期时长与各相位绿信比参数的设置方法.选择大连市西南路与五一路交叉口开展交通调查.综合考虑过饱和交叉口的平均行车延误及通行能力两方面因素,提出信号周期时长的优化方法.综合考虑机动车流量及排队长度,提出各相位绿信比的设置方法.利用实测交通数据,对调查交叉口进行信号配时设计,并与现状配时方案进行对比分析.研究表明,该方法以适当增加平均行车延误为代价,提高过饱和交叉口的通行能力,有利于疏解该类交叉口的车辆排队现象.     

古棕路与沪城环路交叉口相位及信号配时优化

交叉口相位及信号配时优化是提高交叉口服务水平的重要途径.针对古棕路与沪城环路交叉口现有的交通状况及存在的问题.应用Webster配时方法进行交叉口信号配时设计,并运用Synchro仿真不同配时方案下的交叉口延误情况,最终确定使交叉口延误最小、服务水平最高的配时方案.     

交叉口动态车道与交通信号协同优化方法

以往动态车道研究倾向于在固定信号配时或预先设定的信号配时方案下进行优化，无法充分利用交叉口的时空资源.本文根据实时交通需求，以交叉口车辆平均延误最小为目标，以信号周期、相位绿灯时间和车道数为约束条件，构建动态车道与交通信号协同优化模型.模型分两部分，第1部分考虑进出口道车道平衡，计算可行的动态车道备选方案，将备选方案的输出参数作为第2部分模型的输入参数；第2部分根据实时交通需求，生成动态车道优化方案和信号优化方案.将本文优化方法与传统信号配时方法进行比较，实验结果表明，本文模型能更好地降低交叉口平均延误，有效提升信号交叉口时空资源利用率.     

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.     

基于机动车比功率的单点信号配时优化模型

为减少车辆延误和交通排放,基于机动车比功率提出信号交叉口红、绿灯期间污染物排放因子的标定方法.根据运筹学和交通流理论,以车辆延误和排放最小为目标建立单点交叉口信号配时优化模型.考虑小汽车尾气中的CO、HC和NOx三种污染物,利用 VISSIM 软件设计交通仿真实验,使用MATLAB软件编制参数标定和模型求解算法,根据车辆行驶状况数据标定每条车道组每种污染物的两类排放因子,并验证双目标信号配时优化模型.结果表明,与仅降低延误相比,双目标优化模型所获最优信号配时方案能使车均延误降低19%、交通排放减少11%.研究成果能有效减少交叉口延误和排放,为建立考虑交通排放的干道信号配时优化模型奠定理论基础.     

学府大道双向干道绿波控制研究

基于对学府大道上六个交叉口交通状况的大量调研,提出该路段各交叉口信号控制现状的不合理。首先利用韦伯斯特配时模型优化各交叉口单点控制,然后引用数解法,针对学府大道上的研究交叉口群进行信号协调线控设计。最后,利用VISSIM交通模拟软件对线控配时方案进行仿真验证,通过比较道路通行能力和延误时间的变化,证明通过该双向绿波控制可有效地改善干道交通运行状况。     

车道拥挤收费与信号控制组合优化模型研究

针对设有公交专用车道的城市道路,在交通过饱和状态下,为了提高道路通行能力,允许私家车以收费模式驶入公交专用车道,以缓解交通拥堵,建立了基于拥挤收费的交通信号控制模型.模型分别计算了公交专用车道和常规车道的行程时间及相关联交叉口的总体排队延误,另外对公交专用车道设置了临界密度.该模型在保证公交专用车道交通服务水平的前提下使所有车道的路段行程时间及路口排队时间最短,最后利用遗传算法和VISSIM仿真相结合对模型进行了求解.结果显示了车道拥挤收费和信号控制组合优化模型的有效性,降低了车辆排队延误.     

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城市道路交叉口各交通方式构成比例不同,对控制方案需求不一. 针对各种交通方式混行的信号控制交叉口,考虑道路使用率、出行者时间效率以及环境效益之间的协调关系,结合多目标规划模型的思想,以通行能力最大、车辆停车率及出行者平均延误最小为目标,以饱和度为约束条件,建立交叉口信号配时多目标优化模型. 根据不同交通状态下,各交通方式混合比例确定各性能指标的重要程度,最后运用遗传算法进行求解. 计算结果表明,配时参数多目标优化模型在综合性能指标下优于Webster算法,而且能较好地适应各交通状态的变化,使快、慢行交通协调运行.     

信号交叉口通行能力计算方法适用性研究

介绍我国常用的两种计算信控交叉口通行能力的方法,以两个典型十字交叉口为例,计算交叉口的通行能力,以交叉口饱和度为评价指标,对两种计算方法结果进行对比分析,适用于不同交通条件和交通流量的通行能力计算方法,旨在探讨各种方法的优缺点及适用范围。     

基于VISSIM仿真的城市道路交叉口优化设计

城市道路交叉口是各类交通汇合、转换的地点,是组织道路交通的控制点。通过对平面交叉口存在的主要问题的分析,提出了以交叉口渠化以及信号控制为重点的优化设计方案,并以案例研究为依托,结合VISSIM软件仿真,对交叉口改善前后的通行效率进行对比,论证了平面交叉口优化设计内容的可行性。     

道路交通信号控制机测试方法探讨

道路交通信号控制机是控制交叉路口交通信号的重要设备,通常各种交通控制方案最终都要通过控制机来实现．故其功能与整机可靠性非常重要。基于此,提出信号机功能测试项目及相应的测试方法,对于相关的测试具有重要的意义。     

一种考虑交叉口因素的改进元胞传输模型

为使元胞传输模型(Cell Transmission Model,CTM)适用于城市道路环境下的交通流仿真,以流量守恒定律和宏观基本图为基础,推导出使用交通流密度描述元胞动态特征的迭代公式,克服了基本CTM中所有元胞长度必须相等的局限性.同时提出了基于车道功能和信号相位的进出口路段和交叉口内部的元胞划分方法,并根据停车线处的放行流率动态调整受信号控制元胞的发送流率,由此提出了考虑信号控制的改进CTM.最后,分别使用该CTM和VISSIM软件对一个包含2个交叉口的城市道路进行仿真,并对比分析输出结果.实验表明,两者输出的交通流密度曲线吻合度高,对信号控制交叉口交通流的排队和消散特征的描述十分接近,与此同时,改进CTM显著地减小了计算开销和用时.     

道路交通信号控制机测试方法探讨

道路交通信号控制机是控制交叉路口交通信号的重要设备,通常各种交通控制方案最终都要通过控制机来实现,故其功能与整机可靠性非常重要。基于此,提出信号机功能测试项目及相应的测试方法,对于相关的测试具有重要的意义。     

美国道路瘦身发展综述

随着完整街道概念的提出,道路瘦身策略在美国的道路规划设计中广泛使用,意在通过减少原有的机动车道空间满足非机动车、行人等出行需求和安全要求。基于美国《道路瘦身信息指南》,整理解析道路瘦身的原则和方法。首先,介绍道路瘦身的概念、发展历程及三种基本形式。从几何要素设计、几何参数设计、横断面设计、交叉口设计几个层面介绍道路瘦身的设计方法。同时探讨横断面空间分配、行人过街、信号控制、标志标线等运行要素的设计。解析影响道路瘦身实施的几项因素并进行效果分析。最后,从提高道路安全性和协调现行标准两方面讨论道路瘦身在中国的应用价值。     

基于仿真的单点交叉口固定信号配时分析

基于解析的交叉口信号配时方法,往往会因为基础数据的误差,造成最终计算所得方案不是所需的最优方案,而依据交叉口进口车道数、饱和流率、流量、流向及周期间的关系建立模型,通过调整模型参数获得多种不同配时方案,并在仿真环境下运行各个方案,输出对应方案的运行指标,通过综合评价方法来确定最优方案不失为一种有效的信号配时方法。将此方法应用于实际信号配时,并与Webster法所得方案进行对比,结果表明,该方法所得方案更符合实际交通需求。     

可变车道的城市路网备用容量模型

为了研究车道分配对路网容量的影响,通过分配道路的双向车道数和设置交叉口的信号配时参数,建立了双层规划的路网备用容量模型.上层模型用于路网车道分配和信号配时参数联合优化,以使路网容量最大;下层模型是用户均衡分配模型,可预测司机对于某种路网车道分配和信号设置的择路行为.用基于灵敏度的启发式算法进行了算例分析.结果表明,该模型可以合理调节路网路径的阻抗,使交通量的分布更均衡,路网备用容量比现有模型增大了32%.