单交叉口信号配时软件设计

经济的发展、人民生活水平的提高以及小汽车数量的剧增,对现在交通造成越来越大的压力,特别是对交叉口通行能力造成很大影响.平面交叉口是城市交通的关键,它是整个城市道路的瓶颈地带,对其交通信号控制方法进行研究具有重大意义.从定时控制着手,解决单交叉口信号控制中人工配时计算复杂的问题,运用VB软件对交叉口进行单点配时研究,从而提高配时计算效率.基于单交叉口信号控制目前存在的问题,进行了如下研究:首先介绍了单点定时信号控制算法及基本工作原理;其次,设计了一种基于VB软件的单交叉口定时信号配时软件,运用这个软件,根据交叉口实际交通情况选择合理的定时信号配时方案.     

单交叉口信号配时优化方法效果对比研究

单个交叉口信控是干线和区域协调控制的基础,探索单个交叉口信号配时优化的最优方法,对构建干线和区域协调控制具有重要意义.研究选取并对比了Webster方法、ARRB方法、HCM2000方法、延误-通行能力联合双目标方法、基于模糊算法的配时方法、以及基于遗传算法的配时方法等6种交叉口信号配时经典方法,以实际交叉口为案例,运用VISSIM仿真软件定量化评价了不同配时优化方法在非饱和、饱和、过饱和状态下的信号配时优化效果.研究表明,在非饱和状态下,HCM2000方法最优;饱和及过饱和状态下,遗传算法(GA)方法最优.     

近距离交叉口信号配时协调控制方法研究

连续近距离信号灯控制交叉口采用协调控制,可以提高车辆运行速度,减小路段总延误。对北京市白云路莲花池东路至长安街段的四个近距离交叉口,运用交通调查数据,分析了目前信号配时方案及交通运行中存在的问题,按照交叉口信号配时协调控制设计的方法,确定了交叉口信号协调方案,并对配时方案的效果进行了分析评价,结论表明合理的信号协调控制可达到降低交叉口延误的目的。通过该实例研究获得了近距离灯控交叉口信号配时应注意的问题。     

单条主干道信号协调方案

就如何根据各交叉口几何特性、交通流特征等影响因素,合理进行交叉口信号灯配时的问题进行了探讨,并在此基础上,研究了干线交叉口交通信号协调控制理论.在对某街道3个交叉口交通情况进行调查的基础上,对这3个交叉口进行了合理的信号配时.求解出了由这3个交叉口构成的信号控制系统的绿波宽带.并用SimTraffic交通仿真软件进行了模拟仿真,绿波现象较为明显.     

基于环境质量的城市道路环形交叉口信号配时优化研究

城市道路交叉口中具有代表性的环形交叉口的信号控制与污染排放相关联系的科学研究,是根据城市道路交通的环保理念,将交通污染排放控制引入城市交通信号管理与控制过程的创新思想,通过上海市杨浦区江湾五角场区域环形交叉口为例进行分析研究,提出基于环境质量的江湾五角场区域环形交叉口的信号控制建议方案。并运用AIMSUN交通仿真软件,对上海市杨浦区江湾五角场区域环形交叉口新的配时建议方案进行仿真,验证提高环形交口通行效率对减少机动车尾气排放量的有效性结论。     

十字交叉口信号配时的自动机建模与分析

应用周期线性微分自动机(CLDA)理论研究十字交叉口的信号配时问题. 建立十字交叉口排队的一类特殊形式的CLDA模型——切换服务系统. 在假定车辆到达率和驶离率满足某种条件的情况下,基于模型证明了在定相序情况下按照车辆排空后切换信号的配时策略能使车辆排队长度全局周期稳定,给出了信号配时周期的计算公式及周期的最佳设置范围. 以北京市海淀区会议中心处的十字交叉口为例,针对高峰时段的车辆到达率和驶离率变化情况,利用所得结果对该交叉口进行分时段信号配时,通过Matlab仿真,验证了结论的正确性及有效性.     

过饱和交叉口信号配时方法的优化及实证研究

在城市道路交叉口交通管理的信号控制常用信号配时方法,对于饱和度较低的交叉口有较好的交通调控作用;但实际交通管理的高峰时段常常会出现过饱和交叉口,信号配时方法就显示出不适应性。针对饱和交叉口的交通特性进行分析,采用了一种考虑进口道排队长度的信号配时模型,通过与传统配时模型的比较并进行了实例验证,得出这种模型更适合对过饱和交叉口的交通控制。     

基于F-B法的多路交叉口信号配时优化设计分析

交叉口是城市道路网的重要组成部分,尤其多路交叉口的交通问题决定着整个路网交通的运行效率。从F-B法在普通交叉口的配时设计中得到启示,将F-B法运用于多路交叉口的信号设计中,并以五岔路口的信号配时优化为实例研究,通过验证充分说明其可行性。     

基于Q-强化学习的干道交叉口信号配时模型

交叉口是城市交通的核心和枢纽,要想有效地提升城市交通体系的通行效率,对交叉口信号配时的优化显得尤为必要。由于城市路网中大范围的信号配时方法决策属于模糊决策问题,而且路网中的车辆具有实时性,强化学习的方法可以适用于交通信号配时领域。本文把主流的Q-强化学习方法应用于干道交叉口信号配时,在每个路口以状态空间、信号周期、每个相位绿灯时间为参数建立模型,设置奖惩函数,并以车辆延误为指标,即Q函数,在相邻路口Agent的信息交换之后得出每个路口该时段的最优动作,降低了由于交叉口数量增多造成的各交叉口Agent间信息交互的次数,避免了独立强化学习可能出现的维数灾难、无法长期学习等问题。实验结果表明:基于Q-强化学习的城市干道交叉口信号配时方法相比于固定配时和传统的Q-强化学习策略,能降低车辆延误,提升收敛速度,提高系统效率。     

信号交叉口汽车燃油消耗的研究

为探索交叉口信号灯的设置对汽车燃油消耗影响的规律，对信号交叉口汽车的运行过程进行了分析，研究了汽车在通信信号交叉口时减速、怠速停车、加速离开过程中的燃料油消耗，并得出了相应的计算方法，在此基础上，建立了信号交叉口的汽车燃油消耗增量增模型，并对该模型的应用进行了分析，该模型可为信号交叉口的信号配时的优化，交叉口设计与渠化，运输成本分析等提供参考。     

公路信号平面交叉口安全服务水平研究

为了客观评价公路平面交叉口的交通安全状况,提出了交叉口安全服务水平基本概念.分析了影响信号交叉口安全服务水平的因素,给出了信号交叉口安全服务水平评价方案.分别建立了基于机动车与机动车、机动车与非机动车、机动车与行人冲突点的安全服务水平主模型和基于交叉口几何特征、交通标志等次要影响因素修正模型,并由此得到信号交叉口安全服务水平总模型.根据多个信号交叉口的数据,把安全服务水平分为A～F等级,并验证了安全服务水平模型的合理性.应用安全服务水平模型评价实际交叉口的安全状况,得到交叉口危险度为11.7,安全服务水平为B级.评价结果表明该安全服务水平模型可以快速有效地评价信号交叉口的交通安全.     

基于HCM2000延误模型的最佳周期时长估算公式

提出了一套新的、基于美国道路通行能力手册2000版(HCM2000)延误模型的信号控制交叉口最佳周期时长估算公式.首先探讨信号交叉口最佳周期时长的理论计算方法,然后选取代表不同交通状况的典型交叉口,计算其最佳信号周期时长,以此作为样本数据进行回归分析,得到两个分别适用于两相位和多相位信号控制交叉口的最佳周期时长估算公式.该公式克服了久用的Webster最佳周期时长估算公式不适用于高饱和度交叉口的问题.     

信号交叉口可变导向车道上游检测器布设及触发条件研究

为提高设有可变导向车道的信号交叉口进口道车辆运行效率,使上游车队平滑过渡到进口道,对可变导向车道上游交通特性进行了分析,明确进口道上游车辆换道的主要区域及换道特性,为可变导向车道上游检测器的布设提供了依据. 同时,基于检测器数据的可变导向车道控制策略,提出检测器的触发条件及触发时间点的选取方法,通过VISSIM仿真和具体实例对给出的控制策略进行了验证,结果表明该方法可以提高信号交叉口的通行能力,并且提出的触发条件和触发时间点能够使进口道上游车辆平滑过渡到进口道.      

信号交叉口碰撞冲突分析及风险评估模型研究

针对信号交叉口的安全风险问题,对银川市3个城市交叉口的交通冲突情况进行了比较分析,指出有全红清空间隔交叉口的正交直角碰撞明显低于无全红清空间隔的交叉口.进一步利用4个设置和4个没有设置全红清空时间的交叉口每年平均发生的正交直角碰撞次数y和闯红灯违规比率nRLV以及速度离差vSD,开发了交叉口的正交直角碰撞风险评估模型.采用多元线性回归分析,给出了该模型的具体数学描述及风险评估分析,在设置全红清空时间的交叉口,nRLV的系数只有0.029,对交通安全风险没有实质的影响.在没有设置全红清空时间的交叉口,nRLV的系数为2.620,对正交直角碰撞有显著的影响.这说明,设置全红清空时间能有效地减少信号交叉口的正交直角碰撞.     

重载公路信号交叉口车辆跟驰特性及折算系数

为研究重载公路信号交叉口处不同车型车辆跟驰行为的差异,调查获取自然驾驶条件下某重载公路信号交叉口通行车辆的跟驰数据,分析各车型车辆的跟驰特性。结果显示：绿灯启亮后,重载公路信号交叉口的车辆加速非常缓慢,车流长期处于加速阶段,几乎无法在绿灯期间达到稳定车速;此外,在跟驰过程中,车辆车间时距随车型变化差异显著,随车速变化差异不明显。基于以上发现,并考虑不同运行阶段车流运行特性的差异,分别对容量计算法和车头时距法进行改进,利用实测数据计算得出重载公路信号交叉口加速阶段和稳定阶段的车辆折算系数。     

关键交叉口与双周期交叉口间路段上的车辆排队模式及测算方法

为了描述周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆排队的集结与消散现象,以关键交叉口周期时长为双周期交叉口周期时长的2倍为例,基于冲击波理论,针对两个相邻交叉口之间路段上的上、下行车流分别描述了车辆排队的各种模式并建立了车辆排队长度模型。为了验证模型的有效性,利用VISSIM交通仿真软件设计了模拟实验方案。考虑不同条件下信号红时差与交通流率的多种组合,通过仿真实验共得到35组数据,每组数据均获得84个有效数据点。结果显示,上、下行方向的车辆排队消散长度的计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占75.56%和95.00%;交叉口信号周期越长,其排队消散长度的平均值和最大值也相应地越长。研究结果表明,该模型可以用来估算周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆的排队长度,从而为交通控制方案的优化与调整提供理论依据。     

基于轨迹数据的信号交叉口排队长度估计

排队长度是信号交叉口最重要的性能指标之一,也是信号交叉口配时优化的关键参数。对于一些偏僻的路口或者固定检测器损坏的交叉口,由于无法获取准确的排队长度信息而无法了解交叉口的实时状态。针对以上情况,本文提出通过浮动车轨迹数据来估计信号交叉口的排队长度,通过对轨迹数据的分析,本文建立了基于浮动车集群队列的排队长度估计模型,利用排队长度估计模型可以实现交叉口排队长度的估计。通过SUMO仿真获取早高峰,晚高峰,平峰流量下输入下的浮动车轨迹数据,分别采用早高峰,晚高峰,平峰流量下时间间隔为2s/4s/6s/8s/10s和渗透率为5%/10%/15%的数据集对模型进行验证。验证结果表明,本文建立的模型可以较为准确地估计交叉口的排队长度。与相关方法的对比结果表明,在早高峰流量下和晚高峰流量下,本文建立的模型误差更低,不同的时间间隔和渗透率下比不考虑集群车队的精准度平均高出约12%,即使在平峰流量、时间间隔大、低渗透率场景下,本文建立的模型估计的排队长度误差仍在可接受范围内。相关的研究成果将为交叉口的交通状态评估以及信号配时优化提供支撑。     

绿灯充足时段交通违法监控对车速及行为决策影响分析

为了解信号交叉口处绿灯充足时段交通违法监控是否对机动车车速及驾驶人驾驶行为决策产生影响,运用录像法,分别对经过青岛市黄岛区2类4个信号交叉口绿灯充足时段的机动车进行调查。采集了车辆经过交叉口的车速、加速度、所在车道等具体数据,对经过2类信号交叉口的车速及行为决策进行对比分析;并运用logistic回归模型建立信号交叉口驾驶行为决策模型。结果表明在绿灯充足时段,在装有交通违法监控的信号交叉口,进入交叉口前的机动车车速较低,且离散程度较小;进入装有监控的信号交叉口时,驾驶人采取匀速行为决策的比例比无监控情况高22.78%;较减速行为决策相比,加速和匀速行为决策与交通违法监控、车速及所在车道有关。     

基于时空消耗法的信号交叉口行人通行能力

为计算信号交叉口行人通行能力,提出时空消耗的方法.采用摄像法和人工测量法对北京中关村大街北四环和黄庄信号交叉口进行观测,采集数据包括交叉口人行横道长度、宽度、行人绿灯时间、行人步行时间、行人占用空间等,得到交叉口的时空资源并计算行人最小平均时空消耗,从而推算出人行横道的通行能力.2个交叉口的模型计算结果与实际观测数据误差分别为11.0%和5.8%.其对比分析结果表明,基于时空消耗方法的行人通行能力模型能够应用于交叉口的规划设计和控制管理.