城市交叉口综合模糊控制

基于交警对城市交叉口交通指挥的决策过程,设计了一种综合模糊控制器,把每一时刻各车道的平均车辆排队数之和作为控制目标,综合考虑各相位车道上的车队长度以及各相位的延误次数,以此来决定绿灯延时和下一放行相位。仿真表明,综合模糊控制方法比以往模糊控制方法能更有效地减少排队车辆数。     

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.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.     

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。     

部分联网环境下交叉口排队长度估算与信号自适应控制

为改善城市道路交叉口的交通拥堵状况,克服传统交叉口感应控制的弊端,提出了部分车辆联网环境下交叉口实时车辆排队长度的估测算法,建立了基于延误时间最小化的通行优先级计算模型,在此基础上综合考虑交叉口通行安全等因素,设计了交通流向动态组合的交叉口自适应控制方法.为了验证模型与方法的准确性和可行性,通过对VISSIM-COM编程完整地实现了上述控制逻辑,并选取典型交叉口进行仿真验证.结果表明:文中提出的排队长度估测算法具有较高的准确性;相比传统感应控制和固定配时设计,文中提出的控制模型在交叉口平均排队长度方面的优化幅度达70%,平均延误时间分别降低约65%和55%,并且弥补了传统感应控制在接近饱和及过饱和交通状态下疏导能力不足的缺陷,有效地提高了交叉口运行效率.     

十字口4相位信号灯模糊控制模型设计与仿真

以车辆排队长度和绿灯时间分别作为控制模型的输入和输出,运用模糊控制算法模拟交通警察指挥时的判断决策过程,设计了一个基于绿延时的十字口4相位信号灯模糊控制模型.该模型采用Zadeh表示法描述模糊集合,用Matlab中的FIS和Fuzzy Logic Toolbox工具进行参数优化,并采用Simulink工具对模型进行了仿真.仿真结果表明,该模型的输出基本与期望值相符,可以降低车辆平均延误时间.     

基于排队最远点约束的最大周期时长优化方法

为充分考虑排队最远点对上游节点的影响,尽量避免短连线路段发生排队溢流现象,利用交通波理论分析了进口道排队长度的演化规律,推导了饱和状态持续时段内排队最远点相对停车线位置距离的计算方法,并以交叉口关键相位关键车道排队最远点最近为优化目标,建立了一种最大周期时长的优化模型.然后,设计了8种不同交通需求的测试环境,运用文中方法和现有方法分别计算了最大周期的最优值,根据等饱和度原则确定了两种方法下的信号配时方案,并利用VISSIM仿真获取了不同测试环境下两种方法的运行效率指标.结果表明:8种测试环境中,相对于现有方法,文中方法下关键相位关键车道的平均排队长度、排队最远点相对停车线位置的距离和车均停车次数分别降低了10.67%、11.36%和11.01%,上下游交叉口总的车均延误和停车次数分别降低了3.86%和3.81%,通过车辆数和平均车速分别提高了1.19%和3.58%.     

基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略

传统的公交优先控制策略无法有效地解决公交车辆的多向请求问题.提出了绿灯需求度的概念,设计了绿灯相位、红灯相位下绿灯需求度的计算方法,提出了一种基于绿灯需求度的相位切换决策流程.充分考虑公交车辆和社会车辆的到达、排队和等候情况,计算得到考虑公交优先的绿灯需求度,在此基础上进行相位切换决策可以实现基于绿灯需求度的公交信号优先控制.仿真测试和结果分析表明,该控制策略比常规公交优先控制策略更有效;相比跳相序方法,定相序的控制策略优先效果略差,但是对社会车辆的负面影响更小;当背景流量增加时,公交车辆延误增加很小,但社会车辆延误增加较多.     

快速公交车辆平面交叉口信号优先实现方法

提出以等待延误大小为约束条件在设置快速公交（BRT）专用进口道的十字平面交叉口给予BRT车辆有条件信号优先．有条件优先含义是只给予满足特定条件的BRT车辆信号优先．具体做法是利用检测系统检测BRT辆抵达交叉口遇红灯开始排队待行时刻，依据所有待行BRT车辆的最大等待延误判断是否应提供信号优先服务．信号优先实现方法包括实时调整优先相位、优先相位分隔多次出现和压缩非优先相位．与定时信号控制相比，感应控制根据BRT车辆等待延误大小进行信号调整，提高BRT系统服务质量．     

考虑远端停靠站的交叉口公交优先控制方法

建立了考虑交叉口端停靠站排队的公交到站时间计算模型.在此基础上,提出以交叉口和停靠站构成的系统为对象的信号优先控制总体逻辑和优化模型.模型以公交车辆在出口道停靠站时刻表偏差最小和社会车流延误最小为优化目标,能够响应公交车辆"早到"和"晚点"两种情形,同时考虑了相位长度约束、优先策略适用条件约束、公交停靠站排队长度约束和相位饱和度约束.算例针对不同停靠车辆数下信号优先进行了分析,结果表明,不考虑远端停靠站排队和公交运行状态无条件提供优先,可能导致更大的公交运行时刻表偏移值;缺乏对远端停靠站排队的考虑,可能导致交叉口的信号优先策略失效.而本模型能够较好地解决上述问题,取得信号优先的满意解.     

收费站与衔接交叉口半感应控制研究

为了解决高速公路出口匝道及衔接交叉口车辆排队导致交通拥堵倒灌至收费广场甚至高速公路主线的现象,文章结合目前电子不停车收费系统(electronic toll collection, ETC)车流量迅速增长的现状,提出在无法改善交通组织的前提下,基于经典的感应控制方法理论,引入对收费站通行的ETC车辆车速的控制,采用对城区高速公路收费站与衔接信号交叉口进行半感应控制的方法。以该方法借助微观交通仿真软件VISSIM对广州市北二环高速公路石湖收费站进行仿真实验,采用信号控制延误等参数评价服务水平。案例仿真结果表明,该方法可以有效地提高收费站及衔接交叉口的通行效率,使通行区域的平均排队长度减少42.3%,平均延误时间与停车次数下降约20%,服务水平由D级提高到C级。     

一类特殊路口的多相位模糊交通控制

模糊控制不需建立被控对象的精确数学模型,特别适用于具有较大随机性的城市交通控制。对一类特殊路口的交通流进行了分析,确定了相应的信号配时方案。提出了以当前相的主队列和后继相的主队列共同决定信号配时的模糊控制方法,阐述了模糊控制器的整个设计过程。以通过交叉口的平均车辆延误为性能评价指标进行了仿真实验,仿真结果表明模糊控制优于定时控制。     

公交优先的交通信号多层模糊控制模型

针对城市交通信号控制及公交优先问题,首先提出了一种基于交通需求强度的单路口多层模糊控制模型。第一层用来判断路口的交通需求强度,第二层主要完成相位优化功能,第三层用来确定各个相位的有效绿灯时间。进而考虑公交优先将模型扩展为公交优先的交通信号多层模糊控制模型,给出了模型结构与控制方法。仿真结果表明,与定时公交优先控制模型相比,该文提出的公交优先的多层模糊控制模型在交通量较大情况下能有效减少公交车辆延误,可应用于未来的信号控制系统中。     

交叉路网信号灯的模糊控制

提出了一种新的交叉路网交通灯的可变相位的模糊控制方法。首先计算该路口在交通路网的交通流,然后根据通行权转移度来确定通行相位及通行时间。仿真结果表明,该算法具有良好的控制效果。     

城市单交叉路口信号灯的模糊控制

提出了一种适应于交通状况复杂的城市单交叉口的可变相序的模糊控制方法.该方法根据通行权转移度来确定通行相位及通行时间.仿真结果表明,该算法具有良好的控制效果.     

基于卡尔曼滤波理论的实时交通信号控制研究

针对城市交通信号灯单独控制,以及信号配时固定等问题,提出一种基于卡尔曼滤波理论的实时交通信号控制方法。该方法利用卡尔曼滤波理论,对通过道路交叉口下阶段交通流量进行预测,并更新交通信号配时。通过对交叉口高峰小时交通流量实时调研,采用卡尔曼滤波理论预测交通流量后,对信号配时进行实时优化,并采用VISSIM软件对此交叉口进行仿真,仿真结果表明,车辆排队长度缩短,停车次数下降,通行效率得到大幅提高。     

城市快速路出口匝道与衔接交叉口协调控制研究

城市交通出行需求具有动态性,快速路出口匝道与下游衔接交叉口具有较强的关联性,当交叉口交通疏解能力有限,出口匝道与衔接交叉口距离未合理设置时,交叉口排队易延伸至出口匝道,影响快速路车流正常运行。利用并行微观交通仿真软件Paramics对不同交通需求、出口匝道与下游衔接交叉口间距情况下的城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制进行研究,分析出口匝道的信号控制和相位差对路网交通流量和行程时间的影响。仿真结果表明出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制能明显提高交通流量,降低行程时间。     

兼顾效率与公平的模糊交通控制模型

为了在控制过程中既强调交通效率又兼顾交通公平，提出了一种新的信号交叉口模糊逻辑控制模型，该模型由2个子控制器构成．当前绿灯结束时，通行相位控制器根据各车道的车辆数和平均等待时间计算它们的交通紧急度，然后根据交通紧急度选择下一个通行相位，通行时间控制器则根据被选相位中车辆数最大车道的交通情况来决定通行时间．仿真实验结果表明，该模型与感应控制和Pappis模型相比，在车流量很小时控制效果相近，但随着各向车流量的增加，该模型开始优于其他模型，车流量越大优势越明显，而且变化十分平稳，不仅提高了交通效率，而且使交通供给更加公平．     

基于线轴结合的过饱和交叉口群信号实时优化方法

采用实时动态自适应的优化思想,建立城市路网过饱和状态交叉口群的实时控制框架和方法,针对传统自适应信号控制方式在交叉口过饱和状态下无法很好发挥作用的问题,系统考虑交叉口群关键路口可能发生的排队溢流现象、绿灯空放现象,提出线轴结合方法优化过饱和交叉口的信号相位差;考虑交叉口的实时最值通行能力和最大饱和度为约束来确定信号控制参考周期,进而提升交叉口群信号控制的效果和通行效率。最后选取青岛市香港路及周边某一交叉口群为例通过仿真验证了该方法相较于传统的分时段定时信号控制方法能有效降低交叉口群过饱和状态下的车辆总延误和排队长度。     

单交通路口变相位变周期信号控制

在城市交通控制中,平面交叉路口各方向的交通量在不同时刻是不相同的,针对这特点,利用模糊控制理论,提出一种变相位变周期的控制算法,使得单个平面交叉路口信号控制的相位、周期及绿信比等成为可变的参数.仿真结果表明,与传统信号控制方式相比,变相位变周期的信号控制效果更好.