车路协同环境下信号交叉口车速引导策略

为降低车辆需停车通过信号交叉口的可能性,减少停车时间,针对在三、四线城市交叉口区域实时的车辆排队长度数据不易或无法获得这一实际情况,提出车路协同环境下的车速引导策略。搭建了车载交通灯提醒系统,并对安徽省芜湖市衡山路-凤鸣湖北路交叉口的交通灯进行了数据采集。在实际数据的基础上,运用VISSIM软件进行仿真验证,结果表明,在高峰和平峰流量时车速引导策略均能有效降低单车行程时间,平均降低比率分别为9.2%和13.0%,且改善效果在平峰流量时优于高峰流量时。该车速引导策略提高了信号交叉口的交通效率,为车路协同环境下车速引导的实际有效运用提供了思路。     

关联信号交叉口排队长度计算模型

以相邻信号交叉口的最大排队长度为研究对象,分析了路段长度、相位差、绿信比等时空参数对路口最大排队长度的影响机理.基于交通波理论建立了最大排队长度计算模型,通过微观交通仿真实验对模型进行了验证,并提出了相邻信号交叉口时空协调指数的概念及其计算方法,分析了时空协调指数对相邻信号交叉口最大排队长度的影响规律.研究表明,该模型能定量计算相邻信号交叉口不同时空参数下的最大排队长度值,对相邻信号交叉口的时空协调设计具有指导意义.     

基于行程时间可靠度的区域交通控制系统评价方法

在定义行程时间可靠度的基础上,利用浮动车调查数据,得到不同时段路径行程时间可靠度;然后建立了以行程时间可靠度为指标的城市区域控制系统运营效率的评价模型.该模型在武汉市区域控制系统评价中进行了应用研究,结果表明:区域交通控制系统运营后,早高峰、平峰和晚高峰3个时段路网行程时间可靠度显著提高,全日路径行程时间可靠性波动小于实施前,离散程度降低,城市交通系统的运行状态得到改善.相对于传统评价方法,所建模型灵敏度更高,适用性更强.     

基于集成学习的信号控制交叉口排队长度估计

基于电子警察(LPR)数据和网联车辆轨迹数据，提出了一种基于集成学习的信号控制交叉口排队长度估计方法。通过分析不同数据条件下估计方法的适用条件和精度水平，运用随机森林方法设计集成学习器，并构建电子警察和网联车辆轨迹感知信息及不同方法估计结果和真实排队长度之间的非线性映射关系。仿真结果表明：本方法的平均绝对误差为1.3 m·周期^-1·车道^-1，平均绝对百分比误差为1.4%。     

信号控制下路段交通承载能力计算及交叉口配时优化模型

为了能够对信号控制下的路段交通承载能力进行准确分析计算,综合考虑路段空间属性、路段排队长度、驶入驶出流量以及交通控制方案等因素,给出了道路及路段与信号交叉口的交通承载能力定义,推导了最长承载时间与最大承载车辆总数的计算方法,建立了信号交叉口的交通承载能力优化模型,并搭建了基于VISSIM与PYTHON的实时交互仿真实验平台.针对算例中信号交叉口流量不变与流量动态变化2种情形进行了计算仿真.结果表明,与现有的等饱和度配时方法相比,该优化模型2种情形的最长承载时间分别增加了约23.0％和55.1％,且仿真结果与计算值的最大偏差在12.4％以内,验证了优化模型的有效性,实现了通过延长最长承载时间降低过饱和交叉口上游发生排队溢流的风险.     

公交车调度问题的数学模型及应用

本文针对公交车调度问题,在车辆载客限制、乘客等待时间等约束条件下,以公交公司运营的公交车数最少为目标函数,建立整数规划模型。通过具体数据分析,将公交车运行时段分为早高峰、平峰、晚高峰,进而计算出发车时间间隔。由于考虑到乘客和公交公司的利益,对发车时间间隔做出调整并计算出公交车的平均满载率。     

基于电警数据的单点自适应信号控制优化方法

通过深入挖掘利用电警数据蕴含的交通流信息,提出了一种基于电警数据的单点自适应信号控制优化方法。研究对象为各进口道均布设电警设备的四肢交叉口,4个上游交叉口也布设有电警设备,能够获取前往目标交叉口的车流。首先,根据TOD时段上下游电警匹配历史数据,利用高斯混合模型估计各路段行程时间参数,进而标定基于截断正态分布的车队离散模型;其次,基于实时到达率预测值,以目标交叉口总延误最小为优化目标,建立整数规划模型对信号控制参数进行实时滚动优化,采用动态规划算法求解;最后,在不同需求场景下对该方法进行仿真验证。结果表明,路段行程时间均值与标准差的估计误差均小于3s,车均延误与排队长度较最优灯组配时分别减少34.2%和40.5%以上。与感应控制相比,该方法在高需求场景下改善效果更为明显,车均延误与排队长度分别减少12.9%和15.8%,在其他场景下也分别有2.6%和5.4%以上的改善。同时,滚动优化时长的增加也能带来控制效益的提升。     

下游交叉口设置对快速路出口通行能力的影响

为缓解下游交叉口设置造成快速路出口不畅、特别是下游交叉口进口排队车辆易上溢堵塞快速路出口问题,在考虑快速路辅路流量基础上,利用间隙接受理论,建立快速路出口通行能力计算模型;通过分析辅路流量、信号周期、绿信比、交叉口进口道通行能力及进口道排队车辆传播速度5个参数,提出快速路下游交叉口进口道排队长度模型;通过分析不同变量对交叉口进口车辆排队长度的影响,提出快速路出口与下游交叉口的优化设计方案。结果表明：随着辅路流量增加,快速路出口通行能力呈缓慢下降趋势;随着交叉口辅路方向绿信比增加,排队长度快速变短;出口与下游交叉口可采用外侧式匝道设计,优化辅路进口方向绿信比,可有效避免快速路出口堵塞。     

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。     

基于时空检测的城市交通网络瓶颈识别方法研究

为了解决拥堵状态下交通网络瓶颈识别问题,文章基于时空检测数据对道路节点和路段拥堵状态进行了分析,并以此为基础建立了城市交通网络瓶颈识别与分类模型。拥堵发生期间,以任意2辆浮动车连续通过拥堵路径各个交叉口时间间隔作为统计时间,以拥堵路径各个交叉口对应流向流出率作为统计对象,连续统计多辆浮动车通过时的交通量序列,建立了拥堵路径交叉口关联度模型并以此划分交通网络瓶颈。以划分的交通拥堵瓶颈区域作为密闭区域,通过分析拥堵路径平峰期间与拥堵期间的流入流出率,使用切比雪夫不等式在置信度95%范围内建立了拥堵瓶颈的3类模型:输入型瓶颈、输出型瓶颈和通过型瓶颈。以实际区域道路网络为研究对象,使用上述模型对拥堵区域进行了分析,结果表明该模型可有效识别并分类交通网络瓶颈。     

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。     

冰雪条件下信号交叉口上游拥堵识别方法

为解决冰雪条件下的信号交叉口上游拥堵识别问题,提出基于研究临界消散车队长度值的拥堵识别方法. 该方法根据汽车行驶理论与拥堵区间车辆行驶特点,将拥堵临界车辆的行车过程分为加速、匀速和减速过程,通过分析的拥堵排队车辆通过交叉口的过程,建立不同冰雪路面信号交叉口拥堵识别模型. 通过不同条件下相关参数标定,计算上游路段拥堵临界位置. 利用哈尔滨市区一个交叉口的实际调查数据进行验证,证明该模型能很好与实际相契合.     

基于实车驾驶数据的信号交叉口车辆运行特性

为得到信号交叉口的车辆运行特性和驾驶模式,开展实车驾驶试验,采集车辆在自然驾驶状态下通过信号交叉口的速度、加速度等运行参数,得到了车辆速度和纵向加速度的变化趋势、分布范围和统计特征值,分析了车速与行驶距离的相关性,确定了减速停车和起步加速的驾驶模式。结果表明：车辆驶入交叉口时在停车前100米范围内车速下降最明显;而绿灯启亮后,车辆在头50米内速度提升最明显。减速距离与初速度之间具有较高的关联度,加速距离和稳定速度之间的关联度略低。减速度总体上大于加速度,85分位减速度为1.19 m/s2,85分位加速度为1 m/s2。减速度峰值出现在停车前5秒内,而加速度峰值出现在起步后的3秒内。本研究可为跟驰模型和微观交通仿真提供参数标定值,为城市交叉口信号配时和交通管理提供实际数据参考和理论依据。     

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。     

信号交叉口排队消散特性实证对比

对中国上海和天津2个城市的11条直行车道的数据分析表明,信号交叉口的排队消散过程可分为三个阶段,即启动阶段、稳定阶段和上升阶段.与日本名古屋市17条直行车道的数据进行对比,分析了两国案例城市排队消散特性的异同.结果表明,我国案例城市的饱和车头时距较大(0.05s),饱和流率较小(80pcu·h-1),启动损失较大(0.83s),大车的折算系数是日本的1.07倍;但3个城市排队消散过程都出现了末尾车头时距的下降且相关参数分别服从相同分布.最后,以上海市一个典型交叉口为例比较了两国案例城市的排队消散特性对信号配时与通行效率的影响.     

联网自动车环境下的信号交叉口优化方法研究

为适应智能交通发展新趋势,改进了两个信控交叉口通行能力模型,使得新模型适用于联网自动车（connected autonomous vehicles,CAVs）环境。其一是最小延迟模型,通过最小化交叉路口的总延迟得出绿灯时间并根据流速得出周期长度,模型引入了每个车道或车道组的绿灯延时和具体排队服务时间的比率作为参数,该参数依赖于交叉路口处车辆到达的概率分布。其二是混合模型,包括两个模型,分别是估计排队服务时间的静态排队模型和从单位延时、流速、车道的限速、检测器长度中估计得到绿灯延伸时间的动态模型。数值算例表明,CAVs环境下新模型的交叉口延误显著减小,从而验证了两个通行能力模型的有效性,可为交管部门进行路口改造提供依据。     

联网自动车环境下的信号交叉口优化方法研究

为适应智能交通发展新趋势,改进了两个信控交叉口通行能力模型,使得新模型适用于联网自动车（connected autonomous vehicles,CAVs）环境。其一是最小延迟模型,通过最小化交叉路口的总延迟得出绿灯时间并根据流速得出周期长度,模型引入了每个车道或车道组的绿灯延时和具体排队服务时间的比率作为参数,该参数依赖于交叉路口处车辆到达的概率分布。其二是混合模型,包括两个模型,分别是估计排队服务时间的静态排队模型和从单位延时、流速、车道的限速、检测器长度中估计得到绿灯延伸时间的动态模型。数值算例表明,CAVs环境下新模型的交叉口延误显著减小,从而验证了两个通行能力模型的有效性,可为交管部门进行路口改造提供依据。     

Modeling of Spacing Distribution of Queuing Vehicles at Signalized Junctions Using Random-Matrix Theory

The modeling of headway/spacing between two consecutive vehicles in a queue has many applications in traffic flow theory and transport practice.Most known approaches have only studied vehicles on freeways.This paper presents a model for the spacing distribution of queuing vehicles at a signalized junction based on random-matrix theory.The spacing distribution of a Gaussian symplectic ensemble(GSE)fits well with recently measured spacing distribution data.These results are also compared with measured spac...     

基于数据驱动的交叉口通行效率评价

为了弥补单一评价在评价交叉口通行效率当中的缺陷,构建由排队长度、通行时间、延误和停车率组成的交叉口通行效率评价指标体系,并结合出租车 GPS 数据估算交叉口进口道通行效率,建立了基于粗糙集理论和自组织映射神经网络方法的交叉口通行效率影响因素定量分析模型,通过实测数据和VISSIM 仿真方法分析了本文方法的适用性。结果表明：（1）基于轨迹数据的信号交叉口4个进口道服务水平分别为 F、E、F和F,分析表明,通行效率评价方法估算结果能够准确的反映研究区域的高峰时段交通流现状。（2）排队长度、延误、通行时间和停车率等交叉口通行效率影响因素在总的影响因子池中所占权重分别为0.3253、0.2313、0.2147和0.2287,揭示本文方法在量化交叉口通行效率影响因素方面有一定参考价值。（3）分析表明,出租车GPS数据的坐标漂移和定位误差导致,基于轨迹数据的评价结果和基于实测数据的仿真模型结果之间的部分差异,但总体结果是一致的。同时基于轨迹数据的通行效率方法在获取交通参数的获得性方面具备一定的优势。本研究在动态分析交叉口通行效率及其影响因素方面提供借鉴。     

过饱和信号交叉口的多目标控制模型

过饱和条件下信号交叉口优化控制往往是采用可以接受的最大信号周期,忽略了其他性能指标,并非真正意义上的最优。本文以典型的十字交叉口、四相位信号控制为例,根据车辆初始排队长度、车辆实时到达率和离开率,通过对各进口道的延误、通行能力及排队长度分析,建立了过饱和条件下以平均车辆延误最小、通行能力最大、平均车辆排队长度最小为目标函数的多目标信号优化控制模型。该模型以实时交通流的到达情况为依据进行实时优化,不仅考虑了交叉口的交通效率,还考虑了其效益指标,为研究过饱和条件下交叉口的多目标分析提供了有用信息。