非信号控制交叉口通行能力及延误特性

应用通行能力及延误数学模型,研究了四路双车道主路优先、四路停车以及环形交叉口在不同交通分布模式下的交叉口通行能力及延误特性.研究发现,主路优先控制下主要道路车流通过交叉口延误小,抗交通流量扰动性好,但次要道路车流通过交叉口延误大,同时在交叉口各进口道交通量趋于平衡或左转车流比例较大时效果较差.四路停车控制方式对交叉口各进口交通量非平衡情况及左转车流比例较大情况适应性最好,但通行能力较低,抗扰动性能较差.环形交叉口通行能力较大,对进口道交通量非平衡情况、左转车流比例较大情况以及进口道车流扰动情况的适应能力介于前两者之间,但在交通量较小时延误较大.给出了各类控制方式适宜的交通条件.     

锯齿形公交优先进口道的设计与延误分析

根据锯齿形公交优先进口道的工作原理和工作流程,分析了公交候驶区的长度和主、预信号的信号配时,并采用VISSIM仿真软件,对交叉口进行仿真,分析在设置锯齿形公交优先进口道前后,交叉口的交通延误变化情况。结果表明：通过设置锯齿形公交优先进口道。公交车辆的车均延误减少,社会车辆的车均延误增加。但是乘客总延误和人均延误都减少了,改善了整个交叉口的交通运行状况。     

基于车均延误的快速公交停靠站布设位置

为了提高快速公交(BRT)系统的运行效率,对BRT停靠站在交叉口的布设位置进行了研究.针对BRT停靠站设置在交叉口进口道和出口道两种情况,分别建立了车均延误模型(该延误包括信号控制延误、停靠站上下客时间以及车辆在停靠站等候服务的延误)和绿灯末排队长度模型,并通过仿真验证了模型的准确性.一系列算例分析表明,车流量较小时,停靠站设置在进口道和出口道就延误而言没有区别,但当车流量较大时,应将停靠站设置在交叉口进口道.     

基于占有率的信号交叉口引道延误推算研究

文章对引道延误和占有率分别进行了陈述,利用校验后的仿真模型,通过均匀设置在交叉口进口道的33个检测器,将进口道分为若干个小段,借助于检测器检测到的占有率和计算得到的车辆以自由行驶速度通过该检测段的时间,使用概念分析的方式推算车辆在每个断面的总延误,通过累加得到整个进口道的引道延误,结合每个周期的流量可以得到每周期的车均延误值。通过与仿真平台直接提取的延误值对比,得到延误估算的平均误差值为17.35%,即检测精度为82.65%,表明通过占有率推算进口道的延误具有较高的精度。     

公交站点车辆停靠对信号交叉口进口道交通延误模型

为评价进口道具有公交停靠站信号交叉口的公交停靠影响和车辆运行效益,建立公交站点车辆停靠对信号交叉口进口道的交通延误模型.根据公交车停靠对不同类型信号交叉口交通延误影响情况的不同,将影响延误模型分为3类.针对最常见的影响延误模型,首先通过详细分析不同情况下公交车停靠对信号交叉口进口车辆的作用机理,研究分情况的交叉口进口车辆延误计算方法和计算公式;然后根据这些延误计算公式,利用积分方法,得到一套公交车辆停靠对交叉口进口车辆平均延误的计算公式.该公式能较好地计算进口道具有公交停靠站的信号交叉口进口车辆延误,为有效改造和合理布设公交站点提供理论基础与定量分析工具.     

考虑主路左转延误的主路优先交叉口信号设置流量阈值

为了进一步完善主路优先交叉口信号灯设置流量条件,考虑了主路左转车流延误对交叉口信号灯设置条件的影响.通过分析主路左转车流在信号灯设置前后的交通特性,利用控制延误方法和Webster方法的研究思路,分别建立主路左转车流在信号灯设置前后的车均延误改进模型.从交叉口交通运行效率的角度出发,以交叉口车均延误作为判别指标,建立信号灯设置前后交叉口等车均延误曲线,以此曲线作为判断交叉口是否需要设置信号灯的阈值条件,同时还给出了不同主路左转车流比例下的流量阈值.与美国MUTCD提出的阈值曲线相比,考虑左转车流延误影响的流量阈值曲线更符合我国主路优先交叉口交通特性,具有更强的实用性.     

单进口放行方式下交叉口行人嵌套相位设计

依据单进口放行方式下的信号相位设计原理,考虑到行人与不同相位机动车之间的冲突,利用行人二次过街方案设置原理,提出了单进口放行方式下交叉口行人嵌套相位设计方案;并给出了该方案下行人过街延误计算模型。运用VISSIM仿真软件对南宁市快环路下某信号交叉路口进行模拟分析。结果表明:该方案可行有效,实施行人二次过街嵌套相位方案后,交叉口机动车平均延误降低了22.1%,该相位下行人延误减少了50.7%。进一步,当行人流量不大于1 000 per/h时,行人延误计算模型接近仿真值。     

基于冲突相位组的自动驾驶交叉口行人过街控制方法

【目的】在无信号控制的自动驾驶环境下,自动驾驶车辆的通行轨迹将与过街行人产生大量冲突,如何利用交通控制手段使行人安全通过交叉口,并避免对自动驾驶车辆的通行造成较大的干扰,是亟待解决的关键问题。【方法】本文提出一种基于冲突相位组的自动驾驶交叉口行人过街控制方法,将到达交叉口的车辆流向分为4个冲突相位组,在各相位组内单独分配通行时间,基于冲突相位组对自动驾驶车辆和行人过街的通行时间进行建模;在穿插式通行模式的基础上,使用行人信号灯保障行人过街需求,建立考虑行人二次过街的自动驾驶交叉口交通控制模型。模型以交叉口各流向需求量与实际交通量乘积之和最大为目标,以各流向允许车辆通行的时间比例和行人信号灯状态为决策变量,综合考虑交通流量、行人和车辆通行权等约束,建立混合整数线性规划模型（mixed-integer linear program,MILP）,该控制模型可为各流向的车辆和行人分配通行权。【结果】本文模型的车均延误较定时控制方案的降低26.74%,较单次过街模型的降低11.53%,人均延误较定时控制方案的降低51.66%,较单次过街模型的降低36.20%。这表明本文模型能有效提升交叉口的通行...     

车联网干线协调控制相位差自适应优化

为了提高车联网环境中干线的通行效率,提出一种车联网中干线协调控制相位差自适应优化方法.本文基于车辆换道延误模型建立了以上游交叉口车辆数为输入、下游交叉口信号相位差调节量为输出的模糊控制网络;为解决车流和路况变化造成的控制效果降低问题,以车辆交叉口平均等待时间最小为目标,对模糊规则进行自适应调节;通过基于Q-Paramics的车联网仿真平台对本文提出的方法进行验证.结果表明:本文提出方法控制效果明显优于传统干线协调控制方法;在车流大幅震荡和车流随机波动条件下,较固定规则的干线模糊控制方法能够分别降低车辆平均等待时间12.35%和9.7%.本文方法能够适应车流变化和路况变化,具有更优的适应性、可用性及工程价值.     

考虑汇入汇出车流影响干线协调相位差模型构建与应用

为解决城市道路拥堵问题,在干线协调的基础上,充分考虑上游交叉口左右转向车流。分析这些车辆运行至下游交叉口排队情况,给出一种动态相位差模型的计算。在VISSIM仿真基础上结合MATLAB进行二次开发,随着上游交叉口左右转向交通量的不断变化,模型会及时调整周期、绿信比等,也会结合排队情况给出新的相位差,再通过VISSIM中的检测器,检测车辆延误、停车次数等。结合大连市实际数据验证,结果表明：考虑汇入车流对城市道路干线协调相位差影响是具有重要意义,干线车流总延误较原配时方案减少33.3%,停车次数减少65.6%。     

不同周期信号交叉口间的相位差优化模型

为满足不同周期子区间协调控制的需要,提出对不同周期的信号交叉口实行大周期内协调控制的思想.通过分析不同周期下相邻交叉口间的车流到达规律,利用交通波理论建立了不同周期相邻交叉口间的延误模型,并提出了基于最小延误的不同周期交叉口间的相位差优化方法.最后以两个不等周期时长交叉口为例,利用VISSIM仿真对优化前后的协调控制效果进行对比.仿真结果表明,相位差优化后车辆的平均延误降低了13.60%,平均停车次数降低了6.43%,以此证实了该方法的有效性.文中研究为解决不同周期子区间的协调控制问题提供了新的思路与方法.     

基于双层规划模型的交通信号区域协调控制

针对过饱和状态下的交通信号配时,以区域整体输出总流量最大化和各交叉口进口道总延误时间最小化为目标,构建了基于动态子区划分的交通信号区域协调控制双层规划模型(BP模型).通过分析交叉口滞留排队车辆、进口道交通量以及相位相序对区域协调控制的影响,建立了交叉口相位差、有效绿灯时间和动态交通流量等协调控制变量的约束关系式.采用...     

基于路由选择的城市道路车辆转向换道区域设置

为了减少因随机换道产生的延误,提出基于路由选择的车辆换道区域设置,即通过设置城市路段固定换道区域及制定车辆可变限速策略,将其转化为基于路由选择的车辆静态路径规划问题.利用VISSIM仿真软件,初建车辆换道场景,设计试验分析换道区域设置对城市道路车辆运行情况的影响;汇总数据并借助MATLAB进行数据拟合,得出在不同速度、流量及转向比例条件下的最佳换道区域设置长度.进行了有、无控制策略对比试验.结果表明:在565 m的仿真路段中,设置车辆换道区域、制定路径引导策略后,车辆换道次数减少了106次,车辆平均行程速度增加了12.13％,平均行程时间减少了10.80％,降低了因随机换道造成的延误,有效提高了区域路网的运行效率.     

有限优先下交叉口信号设置的临界流量依据

为完善交叉口信号设置的临界流量依据,引入支路车辆穿越主路车流的风险时间函数和等待时间函数,从微观角度确定了临界间隙与主路流量函数关系,得到了有限优先现象的主路流量最小阈值为500pcu/h,并推导了有限优先下交叉口车均延误模型.在此基础上,从交通安全和效率的角度出发,确定了支路车辆穿越主路车流的最小临界间隙值为4.5s.对比设置信号前后交叉口车均延误的大小,得到了有限优先下1/1,1/2,2/2相交3种常见交叉方式需设置信号的临界流量曲线.与完全优先的主支路交叉口相比,有限优先下3种交叉方式设置信号的临界流量平均增量分别为20.33%,20.95%,21.43%. 研究成果可为信号设置临界流量的确定提供一种新的理论参考.     

排阵式交叉口交通安全分析及鲁棒优化模型

针对排阵式交叉口的交通设计及控制方法,运用交通冲突技术对排序区交通运行安全进行分析,结果显示交通流量是排阵式交叉口交通安全主要影响要素之一.在此基础上,考虑进口道交通流量随机波动的特性,建立了排阵式交叉口鲁棒优化模型,采用改进的NSGA-Ⅱ算法进行求解,运用主客观信息偏差最小法(MDASOI)对优化结果进行决策分析得到最优鲁棒优化配时方案.实例分析及对比结果表明:该模型充分考虑进口道交通流量随机波动的干扰影响,可得到更加优化的配时方法,与传统美国高速公路通信能力手册(HCM)及澳大利亚公路研究局手册(ARRB)配时方法相比,该模型可降低延误指标约28.80%和6.29%,降低最大排队长度约32.43%和7.41%.与实例方案相比,优化方案可降低左转及直行交通冲突约23.8%和11.1%,提高了交叉口的安全效益.     

基于Synchro Studio的行人专用相位仿真研究

基于Synchro Studio软件包对饱和交叉口进行了仿真分析,对有、无行人专用相位带来的车辆延误进行了对比。分析数据表明,当交叉口交通状况处于饱和状态时,行人专用相位对交叉口影响很大。取消行人专用相位后,各方向车辆延误大幅减小,交叉口服务水平显著提高。研究表明,对于饱和交叉口,在其它改善措施难以实施的情况下,取消行人专用相位对提高交叉口通行能力、缓解交通拥堵是非常有效的。     

斜拉式半立交十字路口概念设计研究

通过对现有的两相位信号控制十字交叉路口的交通流线分析,基于消除左转的思想提出斜拉半立交的概念设计:将左转车流全部环形立交;环形立交在交叉口不设置墩柱,在交叉口设置斜拉索塔;左转车道纵坡3%,从交叉口200 m处提升至立交桥高度.在进行基础设计后采用PTV-VISSIM微观仿真软件进行仿真分析,输出行程时间与延误时间并与不设置半立交的两相位控制十字交叉路口进行对比分析.结果表明:建立斜拉式半立交后,在两相位信号控制的十字交叉口中直行与左转车流的行程时间与延误时间明显降低,提高了交叉口通行能力.     

交叉口信号控制方案评价指标动态估计模型

对评价指标在周期内的实时变化进行动态估计是交叉口交通信号动态控制的关键。应用计算机仿真模拟方法以仿真步长为间隔建立了停车延误、停车次数、排队车辆数等常用控制目标与信号灯状态及持续时间之间的动态迭代估计模型,机动车流在路段上的运行特征用CTM描述,在交叉口上的演化规律用微观交通状态描述。以单个进口道的直行车流为研究对象,对经典延误模型进行对比分析,发现随着饱和度增大,各个模型的估计偏差有逐渐增大的趋势,基于仿真步长的迭代估计累积结果基本上处于经典延误模型计算结果的变化范围内。对于单个交叉口而言,迭代算法的时间复杂度为O(n)。     

交叉口快速公交车道共享策略及延误时间研究

为了缓解因交叉口公交优先策略引起的社会车辆延误加剧,在设置有快速公交(bus rapid transit,BRT)专用道的交叉口提出一种借道系统.社会车辆在一定条件下可以借用BRT道通过交叉口,通过动态控制BRT车道的使用权限,可以显著提高BRT道利用率;然后在借道系统的基础上,根据BRT车到达时间的不同,利用三角形法对社会车辆进行延误分析;最后利用Lingo求解软件进行算例分析.对比启用借道系统前后的社会车辆延误,结果表明启用借道系统后交叉口社会车辆延误平均值明显小于启用前;BRT车辆在一定时间内到达交叉口,借道系统效果最好,社会车辆延误率最低;随着社会车辆到达率的增加,借道系统共享优化率升高,优化幅度变大.借道系统并没有影响BRT优先,交叉口整体延误率降低.     

交叉口信号配时的优化设计

本文阐述车辆在定时信号控制下通过交叉口时如何使排队减少、时间延误损失最少的优化问题.根据优化理论,将交叉口各向车流在红灯持续时间内所受的延误时间建立数学模型作为目标函数,以行人、车辆过街所需时间和排队车辆疏散所需要时间作为约束条件,按交叉口总延误最小的原则寻求出最优的红灯时间.对数学模型中的有关参数,本文提出了简便可行的实测和统计方法.通过实例表明,优化后的交叉口总延误时间明显减少,表明信号配时优化改善交叉口的交通运行具有明显的经济效益和现实意义.