公交优先交叉口信号控制参数的多目标优化方法

公交优先交叉口的信号控制方案应平衡车辆出行者时间效益、行人出行效率和环境效益,因此,需要基于多目标优化方法优化设计信号配时参数.首先,以车辆出行者人均延误、行人过街平均延误和停车率最小为目标构建信号周期多目标优化模型;然后,基于相位乘客流量比和相位饱和度优化设计绿信比;最后,构建了多目标优化模型的粒子群算法来寻找Pareto解.应用结果表明,相比常规方法,能根据决策者喜好选择Pareto解;可尽量降低车辆出行者的人均延误,在一定程度上体现了公交优先.     

考虑车流通行需求的交叉口绿信比分配模型

为解决多股跨相车流及非关键车流在未饱和信号交叉口的通行时间分配问题,提出了一种基于车流通行需求的绿信比分配目标函数,建立了交叉口绿信比的基础分配模型与多轮分配模型,给出了绿信比与相位时间的分配流程,设计了一种程序化的交叉口绿信比分配方法,并结合算例阐明了模型方法的求解过程.选取广州市某信号交叉口进行案例分析,与现行配时方案和Synchro优化配时方案相比,所提模型优化配时方案的非关键车流及跨相车流整体延误时间在VISSIM仿真实验中分别减少了22.3%和9.1%,在Synchro仿真实验中分别减少了15.4%和4.8%.模型通过对绿信比与相位时间的多轮分配,实现了对非关键及跨相车流通行时间的优化,可以更好地满足信号交叉口各股车流的通行需求.     

粒子群优化算法在交通信号配时中的应用

以交叉口车辆平均延误和停车次数最小为目标,建立信号控制交叉口配时模型,运用粒子群优化算法求解该模型,得到各相位最优配时参数绿信比和周期时长。以某一交叉口为实例,将此方法配时结果与经典配时方法的结果进行比较,交叉口车辆停车次数略有上升,通行能力略有降低,但是车辆的平均延误时间大大降低。这表明运用粒子群优化算法解决交叉口配时问题是有效和可行的。     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

考虑区域交通信号配时优化的公交专用道线网规划

在公交专用道线网实际规划时,需要综合考虑交叉口延误与信号配时等因素的影响。为了使公交专用道线网规划更加合理,在考虑区域信号配时优化的条件下,以绿信比作为各个交叉口的信号配时优化变量,建立了双层规划模型,上层模型的目标函数是使网络的总出行时间最小,下层模型由交通方式划分模型、小汽车客流分配模型和公交客流分配模型3部分组成,并采用遗传算法对模型进行了求解,通过算例验证了模型的有效性。结果表明：在进行公交专用道线网规划时,交叉口的延误不可忽略;在考虑交叉口延误的基础上,对区域信号配时优化可进一步降低网络的出行总成本。     

基于熵值法的左转可逆交叉口配时优化方法

为提升左转可逆车道交叉口通行效率,提出一种基于熵值法的左转可逆车道交叉口配时优化模型。从交叉口道路条件和相位条件两方面对左转可逆车道设置进行分析,以交叉口通行能力和车均延误为优化目标,调整交叉口信号配时方案,运用熵值法构建设置可逆车道交叉口配时优化模型选取最优解。以青岛市典型交叉口为例,用该优化模型对交叉口设置左转可逆车道后的配时方案进行优化设计,并与现状配时方案和未优化配时方案进行对比。结果表明,早、晚高峰交叉口通行能力分别提高了3.2%和19.4%,车均延误分别降低17.6%和14.7%,优化方案有效提高了交叉口通行效率。     

考虑交叉口延误的信号控制路网容量模型

为了研究信号控制延误对路网容量的影响,考虑到出行者针对交叉口信号控制延误的路径选择行为,建立了双层规划的路网容量模型.下层问题是考虑信号控制延误的用户均衡分配模型,它能预测司机对于某一种信号设置方式的择路行为;上层问题是考虑用户择路行为时的信号配时参数的优化,以使路网容量最大.该模型所调节的参数包括周期时长和绿信比.采用基于灵敏度分析的启发式算法求解该问题.算例应用表明,考虑交叉口延误的路网容量模型可以通过调节交叉口各个入口的延误使交通量在各个路径之间分配更为均衡,路网容量比不考虑延误时增大了35.16%.     

基于元胞自动机研究驾驶员特性对信号交叉口交通流的影响

为了研究驾驶员特性对信号交叉口交通流的影响,建立基于元胞自动机的信号交叉口交通流模型,研究驾驶员行为特性对信号交叉口平均车速和车辆延误等的影响。研究表明,不同绿信比情况下,驾驶员特性均对信号交叉口交通流产生较大的影响;冲动型驾驶员比例增加会加快绿灯放行时交通密度的疏散,稳重型驾驶员比例增加可减少绿灯交通流稳定时车辆通行的延误,胆小型驾驶员比例增加可提高黄灯时间内的通行效率以及减少红灯时间内的排队延误。研究还表明,当绿信比超过0.7时,它的变化对信号交叉口交通流影响不显著。     

绿波协调下公交车辆在交叉口的延误影响分析

道路交通绿波协调以及拥堵协调等控制策略提升了车流运行效率和通行能力,一定程度上缓解了路网交通压力,但面向绿波协调的交叉口信号控制尚未考虑对公交车辆运行的影响。现对绿波协调控制下交通流运行特性进行分析,利用交通流运动学理论确定公交车交叉口延误的影响变量,建立定量化模型进而得到交叉口公交车延误因子。选取示范路线青岛西海岸经济新区长江路干线交叉口,采用组合优化方法对延误因子模型进行验证,得出交叉口信号绿信比、公交运行速度对公交车延误的影响。结果表明,增加绿信比、适当提高公交车速可有效提升交叉口整体通行效率,减少公交车在交叉口的延误。     

基于车流轨迹的交叉口相位相序优化

在城市交叉口信号控制中,相位相序的设计与通过交叉口的车流轨迹有着非常密切的关系,在不改变相位组合的情况下,合理的相位相序可使交叉口通行效率大幅度提升。本文通过对交叉口车流轨迹冲突点进行分析,在保证车辆安全通过的情况下,以绿信比最大为目标,建立相位相序优化模型。此外,文中以广州市某交叉口为例进行相序优化,使交叉口效率提高13.4%。     

路段上游直线式公交站点对车辆延误影响分析

针对公交车在直线式公交站点停靠时对车辆运行效率影响问题,利用交通波理论对交通流稳定输入下路段上游直线式公交站点对车辆延误影响分析,将延误分为在公交站点受公交车停靠阻滞产生的延误及受到公交车停靠影响的车辆在交叉口处产生的延误,并利用交通波理论分别对不受公交车停靠影响的车辆延误及受到影响的车辆延误计算模型构建,进而得到公交车停靠引起车辆延误变化即车辆附加延误。最后对所提出的延误模型数值分析,分别得到交叉口信号周期、绿信比、交通流量及公交车停靠时间对车辆延误影响。结果表明,随着绿信比、信号周期减小和交通流量、公交车停靠时间增加,车辆附加延误呈上升趋势,其中公交车停靠时间和交通流量对附加延误影响较大。      

综合考虑公交相位优先和非公交相位补偿的单点信号优化方法

为降低公交车辆在交叉口的延误,同时兼顾社会车辆的通行效率,提出了一种综合考虑公交相位优先和非公交相位补偿的单点信号优化方法。首先,公交优先算法以交叉口的人均延误模型为目标函数,以遗传算法为求解工具,研究了绿灯延长策略ΔGt和红灯早断策略ΔRt的选取。然后,在实施公交信号优先的后续周期对非公交相位进行补偿,从而降低公交相位优先对社会车辆的影响。最后,以北京市朝阳路与高碑店北路交叉口为例进行验证。结果表明:优化后的交叉口人均延误明显降低,且非公交相位补偿策略使社会车辆的通行效率没有受到太大的损害。     

基于速度变化量的车辆折算系数研究

车辆折算系数是道路通行能力计算和服务水平评价等方面最重要的基础参数之一。通过对基于密度相等的方法、时距法和超车法进行了介绍和分析,提出了以车辆速度变化量为基础的车辆当量折算系数,分析了影响车辆折算系数的因素;并分别选取了不同车道数、不同坡度、不同服务水平以及不同大车比例。通过微观仿真平台验证了不同组合交通情况下的车辆当量折算系数及折算系数的变化趋势。结果表明:从1车道到2车道,折算系数增加,从2车道到3车道,折算系数出现了减小的趋势;在下坡路段折算系数比上坡路段大;随着流量的增加,折算系数先增加后减小;随着大车比例增加,折算系数出现增加的趋势。     

空间异质性视角下常规公交客流影响因素

常规公交出行是城市客运体系重要的组成部分,其出行强度明显受城市建成环境的影响作用。以往建模方法未考虑影响因素之间的多尺度空间异质性问题,研究结果均存在一定局限性。以青岛市主城区为研究对象,首先基于公交GPS与IC卡数据提取常规公交客流为研究的因变量,并通过网络地图开放平台获取14个指标作为自变量;其次,通过探索性空间数据分析探究303个研究单元的常规公交客流空间演化特征;最后,分别构建地理加权回归与多尺度地理加权回归模型量化分析建成环境变量对常规公交客流影响的空间异质性。研究结果表明：与地理加权回归模型相比,多尺度地理加权回归模型的对回归结果的解释性更强;学校密度、医院密度、公交线路密度和停车场密度正向影响早晚高峰公交客流量,购物密度、土地利用混合度、距公交站点距离对早晚高峰的常规公交客流均有显著负向影响;公交线路密度、学校密度具有明显的空间异质性,对常规公交客流的影响程度整体上呈现由南向北扩散性递减的趋势。     

基于生存决策法的公交系统调度

城市公交系统运营调度优化是公交优化的一项重要内容,随着道路交通网络运行可靠性的降低和公交客流波动性的增大,公交车辆在运行中会出现一些突发状况,公交调度优化能够确保公交系统在突发状况发生后仍然能够较好的运行,保障公交系统的可靠性和公交系统服务水平。本文将联动调度引入到驾驶员与公交车辆的调度中,综合考虑了客流突变、车辆条件、交通拥堵、交通事故和驾驶员状况等多种因素,在生存决策法的基础上依据上述因素建立了驾驶员和公交车辆的系统调度模型,通过生存动态模型与惯性约束模型的分析来判断系统的生存状态,并结合义乌市现有公交线路系统对模型进行验证分析。结果表明此方法对公交系统调度具有较为重要的意义。     

基于博弈论的信号配时方法研究

针对信号控制的交叉口,存在高饱和度的相位,且相位间饱和度不同的情况,提出了一种基于博弈论的信号配时方法,实时缓解了高饱和度进口车道的拥堵,降低了进口道延误。对于不同饱和度下的车道,通过解析流量与信号配时的博弈关系,建立了基于博弈论的信号配时模型,设定了新配时方案的迭代步骤以及相关参数的标定。通过算例分析出现状信号配时的效果以及现状车流的需求,饱和度较低的相位博弈分配到的有效绿灯时间降低,进口车道延误上升7.23%;而饱和度较高的相位博弈分配到的有效绿灯时间增加,进口车道延误降低了5.91%;该进口道的总延误降低1.03%,优于原来的信号配时方案     

基于公交乘客可靠度的信号配时优化研究

为优化交叉口车流运行状态,本文引入公交乘客可靠度指标用于评估公交乘客通过交叉口的可靠性,分析了信号周期时长、公交车比例与公交乘客可靠度之间的关系,并研究了非公交优先方向流量对公交乘客可靠度的影响。结果表明：提高公交优先方向的公交乘客可靠度会使信号周期时长增加,并且随着公交优先方向的公交车比例增加,交叉口信号周期长度也随之增长。最后通过与Webster信号配时方案的对比,通过仿真验证了所提出的模型具有一定的效果,可为城市交通提供不同信号配时方法。     

方式划分与路网配流联合模型

利用方式划分和交通分配联合模型将公交OD在轨道交通和普通公交路网形成的广义路网上进行分配.构造了广义旅行费用函数,利用惩罚系数模拟乘客的心理行为,改进了BPR路段经验阻抗函数,对公交的拥挤条件进行描述,讨论乘客平均等车时间.基于广义旅行费用在广义公交路网上提出了满足用户平衡(UE)的方式划分与交通分配的联合模型和多路径增量分配法来近似模拟用户平衡状态的分配算法,提高了分配算法的效率.并给出简单的算例说明该联合模型能够实时地反映公交线路的实际客流量对旅行时间以及公交服务水平的影响.