城市干道绿波协调控制系统交通评价方法

为判别城市干道绿波协调控制系统的优劣性,考虑绿波系统交通通行规律,提出绿波的不均匀度、通行比例、可达性、车队通行率、出行时间和单车平均延误等效率评价指标.然后通过交通冲突分析,以跟驰车辆速度差作为同向追尾冲突和直右合流冲突等安全评价指标.在此基础上,提出绿波协调控制系统灰色关联评价方法.最后以某干道沿线交叉口为例,对基于数解法的3个绿波协调控制方案进行评价.评价结果表明,第2方案为最优方案,对应最大灰色关联度为0.733,此时数解法的初定带速与理想间距范围较为合理.可见通过构建绿波系统评价体系,提出的干道绿波协调控制系统交通评价方法有助于绿波控制技术的优选与改善.     

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TransModeler的非对称交通流干道绿波控制研究

城市外围区干道朝夕交通流通常呈现出不均衡现象,上午进城交通量大,下午出城交通量大。而以往很多这样类型的干道交叉口,采用交通流对称放行方式不能满足需求,增加延误,通行效率降低。改变以往采用对称相位的设置方法,设计交叉口单口放行的方法,加之以绿波协调控制系统,使得道路资源得到充分利用,提高道路的通行率。以昆明市白龙路朝夕交通流量不均衡现象为例,结合信号配时优化即交叉口交通流单口放行方法,设计不同时段的绿波协调控制系统,通过TransModeler进行交通仿真,仿真结果表明双向非对称的交通流干道采用单口放行并加之以绿波控制对交叉口的延误大大减少,提高通行效率。     

基于重叠相位的双向绿波优化方法

针对当前绿波协调控制存在的单向绿波通行效率低和双向绿波信号配时方案不合理问题,在交叉口绿信比和相位差确定的情况下,基于相位相序对单个交叉口从相位空间顺序上提出更多的信号配时方案模型;依据干线协调方向上、下行相位绿灯启亮时刻关系,利用重叠相位的空间灵活性和特定的取值区间,建立绿灯启亮时刻与有效绿灯时长的模型关系,实现双向绿波上、下行绿波带宽最大化;以银川市友爱中心街的交通控制为例,进行信号方案和仿真设计。仿真结果证明,该模型可以提高协调交叉口群整体的通行效率和绿灯时间利用效率。     

城市快速路交通流特性分析

基于北京市二环微波检测器所获取的交通流数据,建立了快速路流量?速度和占有率关系模型,拟合得到交通流曲线,据此来研究交通流的运行特征?应用模糊c均值聚类得到自由流?拥挤流及阻塞流3种交通流状态划分结果,从而定量标定快速路上3种交通流状态的区域范围?通过对交通流基本参数时变特性?空间特性以及交通流状态分析,能够全面掌握快速路交通状况,为快速路交通管理提供指导?     

信号控制交叉口左转相位协调设计方法

基于左转交通流的路径分析,给出了相邻交叉口左转相位协调优化的约束条件,包括流量守恒、绿灯最大最小时间、饱和度和周期时长等.考虑不同左转相位设置模式,建立了相邻交叉口间通行能力差计算模型.在此基础上,以通行能力差最小为目标,提出了相邻交叉口左转相位协调设计模型.最后,基于两个实际交叉口的几何条件和交通流数据,采用车均延误和最大通过量为指标对比分析了交叉口现有方案、Synchro优化方案和本文模型优化方案的信号控制效益.结果表明,基于本文模型的相位方案,能降低各交叉口间的通行能力差值,并有效降低交叉口群的车均延误,提高交叉口群整体通行能力,同时该协调设计方法对整个系统的负面影响较小.     

信号交叉口周期时长区间决策模型

为缓解未饱和状态下交通流不确定性对交通信号控制方案实施效果的影响,针对单交叉路口定时控制信号周期时长优化问题,通过分析比较交通流不确定性、周期时长设计、控制实施效果三者之间的相互影响程度,依据区间数多属性决策评价方法,在属性权重完全未知、属性值为区间数且对方案无偏好的情形下,提出了基于相离度和可能度的交叉口信号周期时长多属性决策模型,最后运用VISSIM仿真软件对北京市某相交路口晚高峰时段进行模拟分析.结果表明:该周期时长区间决策方法可行有效,且当该交叉口交通流量比介于[0.804,0.909]时,机动车平均延误、交叉口通行能力分别较Webster方法优化了17.4%与6%.     

基于元胞自动机仿真的可变车道控制技术

为了解决左转交通流波动较大引起的交通拥堵,并进一步提交叉口的通行能力,通过对此类交叉口交通特性、服务水平和其他交通特性进行分析,提出了一种基于一维元胞自动机模型的可变车道控制技术。依据交叉口条件确定可变车道参数,利用左转和直行的交通流量确定可变车道触发条件及相应的信号配时方案,并通过信号控制可变车道属性的变化,由Matlab建立交叉口可变车道模型。仿真结果表明:动态可变车道控制技术的使用可将左转方向最大排队长度降低37.5%,交叉口各方向总排队车辆数降低39.9%;进而减少因左转车流波动引起的交通延误,提高交叉口的通行能力。     

基于冲突分析的四肢环形交叉口信号周期计算

针对四肢无信号环形交叉口通行能力不足的问题,为这类交叉口设置了八组的交通信号灯,以及相互协调的信号相位方案,使其直行车流最多一次停车,左转车流最多两次停车.详细分析这种协调信号相位的车流结构,解剖各股车流的冲突关系,在Webster周期公式的基础上,提出了这种协调信号配时方案的周期计算方法.并应用到株洲市中心广场环形交叉口的信号周期确定中.     

考虑有轨电车效率的干线分段绿波协调优化模型

为提升干线交通运行效率并减少有轨电车交叉口停车次数，建立了干线分段绿波协调优化模型，来实现有轨电车与社会车辆的多模式交通协调控制。首先，确定干线各交叉口的信号周期，根据信号周期对交叉口进行聚类，并协调交叉口信号周期与有轨电车发车间隔之间的关系，分类讨论站点位置对有轨电车绿波协调的影响；然后，针对社会车辆分段绿波系统和有轨电车全线绿波系统分别建立约束条件，避免有轨电车在交叉口处停车，并以社会车辆可变绿波带宽最大为优化目标建立混合整数线性规划模型，来对有轨电车和社会车辆多模式干线绿波系统进行协调优化；最后，以南京市有轨电车麒麟线为例对模型进行对比分析。算例结果表明：文中提出的模型协调优化了干线分段绿波内部及带间的信号控制方案，实现了有轨电车在交叉口的优先控制和社会车辆通行效益的兼顾。VISSIM仿真结果显示：与现行的信号控制方案相比，采用文中模型可使各交叉口车辆延误降低20.89%～35.24%；与仅考虑社会车辆的MULTIBAND模型相比，文中提出的模型减少了6.94%的人均延误，提高了交叉口的总体运行效率。     

基于交通流模型的城市快速路交通流特性分析——以北京、洛杉矶为例

为了更好地掌握城市快速路交通流的运行规律,以北京西三环和洛杉矶I405两条交通廊道为研究对象,收集路段检测器数据,通过对交通流数据使用时序分析和交通流模型拟合方法,从时间-空间及交通流原理上分析交通流的时空特性和拥堵基本规律,并用模型拟合方法对道路交通流速度-流量-密度进行分析,获得道路运行状态的关键参数。结果表明：(1)北京西三环廊道与洛杉矶I405廊道自由流速度基本一致,但发生拥堵时的临界速度差值较大,分别为29km/h和44km/h;(2)北京西三环交通瓶颈处的实际通行能力明显低于洛杉矶I405交通瓶颈,实际通行能力分别为1245veh/h/ln和1464veh/h/ln,差值为219veh/h/ln;(3)选定Pipes、Van Aerde和S3三种交通流模型并对模型进一步推导得到通行能力计算公式,利用实测数据对交通流模型进行拟合,并对三种交通流模型的使用范围进行对比分析,结果发现S3模型较其他两种模型的拟合效果较好,此外,Van Aerde模型也适用于描述北京西三环交通流运行特征。可见,本文提出的基于模型拟合的城市快速路交通流运行特征分析方法能够掌握城市快速路运行规律,提取交通流运行的关键参数指标,适用于城市快速路拥堵交通流运行特性分析,具有普适性。     

非均匀路段交通流的元胞自动机模拟

基于细化的 VDR(velocity-dependent-randomization) 模型研究了交通灯控制下非均匀路段道路交通流的演化特征, 并在周期边界下讨论了同相、反相和自组织 3 种交通灯策略对道路通行效率的影响. 模拟结果表明: 对于均匀路段, 低密度下采用同相和反相策略都会出现绿波现象. 同相策略时交通流对路段长度变化不敏感, 而反相时则影响明显, 尤其是存在明显小于平均路长的短路段, 绿波现象也会受到抑制. 在自组织交通灯策略下, 路段交通流对于路段长度变化不敏感, 道路通行效率明显提高, 并在一定密度范围内再现绿波现象.     

公交专用道绿波信号设置及仿真模拟分析

为评价公交专用道绿波信号设置对社会车辆及乘客的总延误影响,引用了人总延误评价方法。给出了公交专用道绿波信号设置方案,建立了公交优先条件下城市道路交叉口绿波协调控制模型,基于VISSIM微观仿真软件分析了交叉口延误情况。实例研究表明：公交专用道绿波信号要使主、次路的道路、交通满足一定宽度及流量条件方可设置;公交专用道绿波信号设置效果可以用交叉口人总延误改善率来判定。该方法分析说明公交专用道绿波信号设置只要使整体效果最优,其设置是可行的。     

高速公路收费站与衔接信号交叉口协调控制研究

针对高速公路收费站与其衔接信号交叉口之间路段的交通拥堵问题,在Webster延误模型的基础上,提出一种公路收费站与衔接信号交叉口的协调控制方法。首先,在交叉口和收费站的上游检测获取基本交通流数据,预测在下一周期内交叉口和收费站的交通需求,然后以预防收费匝道、收费广场、交叉口以及衔接路段发生拥堵为约束条件,以收费站与交叉口整体区域的车均延误时间为目标函数,建立收费站与衔接信号交叉口的协调控制模型,对收费站出入口的实际通行能力和交叉口的信号配时进行协调控制,使得通行能力相互匹配,并通过权重系数的设置优先疏通出入口车流的排队。案例仿真结果表明本文方法能有效缓解交通拥堵,为高速公路出入口限流与城市道路信号相互协调控制提供了一种理论方法。     

带转向延误的拥挤交通网络配流模型及算法

为了更加真实准确地反映道路网络的交通流状态,该文综合考虑拥挤交通网络的特点,建立了带转向延误和通行能力限制的交通网络配流模型,模型中路段和转向通行能力约束条件的Lagrange乘子等于因交通拥堵而产生的排队延误。该文采用动态罚函数算法,将原问题转化为一系列不带通行能力限制的传统交通分配问题进行求解,随后以Nguyen Dupuis网络为算例进行测试。计算结果表明:当流量达到通行能力时,排队延误就会产生,平衡流量满足Wardrop均衡准则。该模型能够很好地反映拥挤交通网络流量特点,提出的算法也具有很好的收敛性能。     

城市道路干线信号协调控制与车速引导集成优化

针对当前干线信号协调控制为基于车辆到达驱动的被动响应型控制的特点与不足,提出一种车联网环境下干线信号协调控制与车辆速度主动引导的协同优化方法。优化原理为:考虑车辆-信号控制系统双向通信的环境下,在干线协调控制的基础上引入速度引导来调节车辆到达交叉口时刻,以避免车辆在红灯期间到达交叉口,减少停车次数并提高协调控制系统通行效率。首先,选择双向绿波带宽模型作为协调控制方案的基础;依据下游交叉口当前信号灯色和剩余时长,将车辆引导分为红灯引导和绿灯引导,分别给出最佳车速方程;基于最佳车速给出车辆到达交叉口时刻、交叉口延误和停车次数的估计方法。然后,以车辆引导速度和干线绿波相位差为控制变量,以绿波带宽最大、车辆延误与停车次数最小为目标,建立集成车速引导和干线绿波的优化模型;应用粒子群算法的多目标搜索算法对优化模型求解。选择长沙市湘江中路4个连续交叉口开展案例研究,分别应用普通干线绿波Maxband模型和提出的集成模型设计信号控制方案,并以VISSIM仿真平台进行效率评价。结果表明:集成模型能同时调节相位差和车辆速度,增大绿波带宽,减少停车次数;仿真周期内与Maxband模型相比,集成模型的上行和下行方向平均延误分别降低了24.8%和31.1%,平均停车次数分别减少了37.6%和41.7%,基于车速引导的集成模型能显著提高干线协调控制的效率。     

信号控制交叉口群左转交通协调设计方法

研究了拥挤交叉口和非拥挤交叉口构成的交叉口群左转交通组合协调设计方法.首先对比分析了允许左转和禁止左转交通对交叉口最优信号周期、车均延误和饱和度的影响.然后分析了禁左后左转交通流的可替代路径,重点分析了利用交叉口群内次要交叉口形成U-turn完成左转的情形,研究了交叉口群左转相位的协调设计方法和相应的空间协调设计方法.基于此,以交叉口群总延误最小为目标提出了交叉口群左转相位组合优化模型,在模型中还考虑了公交车流为直行的条件下,禁止拥挤交叉口左转车流带来的公交优先效益.最后应用一个有两个交叉口且有路中型公交专用道的实际路网,采用车均延误和饱和度为指标对比分析了两个交叉口均允许左转和按照本文方法协调设计完成左转两种情形.案例分析表明,相邻交叉口左转交通的协调设计不但能够改善交叉口机动车的服务水平,而且能够显著降低直行公交车辆的延误,同时,该协调设计方法对整个系统的负面影响较小.     

城市交通信号自组织控制中信号相位建模的优化方法

针对城市交通信号自组织控制中信号相位的建模方式下,在交叉口进入拥堵路况后各个信号相位绿灯损失时间不断增加的问题,提出了一种城市交通信号自组织控制中信号相位建模的优化方法。城市交通信号自组织系统以交叉口内各车道交通拥挤程度为决策信息,以其实时交互与协调的相邻交叉口为自组织单元,根据流体力学建立城市交通信号切换的确定规则集合。通过建立流量分配原则与期望的绿灯时间对控制策略进行更新,解决传统城市交通信号自组织控制中滚动步长的信号建模方法在面向系统每个自组织单元由道路组成、交叉口间联结方式以及交通流随机性等带来的复杂性问题。在传统方法的基础上,首先,对交叉口内各信号相位添加状态约束以提高控制规则的合理性,在完成自身参数优化的基础上,为相邻交叉口间通行效率的协调提供基础。其次,利用元胞传输模型模拟微观交通流传递,预测队列在交叉口处连续传递的运行方式,确定该交叉口放行需求的同时,建立了基于信号相位的上下游流量分配规则。最后,综合从上游交叉口驶出的不同车流量大小,依据下游交叉口当前最大允许驶入的车流量,并按计算得到的放行需求进行动态分配,以此放行车辆需求为基础,确定期望绿灯时间,完成信号相位建模的优化方法。仿真结果表明:优化后的建模方法不仅能同时提高自组织控制在拥堵与非拥堵路况下的通行效率,还能有效减少各交叉口处于拥堵状态的整体时间,使得交叉口群间整体通行能力得到提升,实现一种单点控制与小规模区域控制的同步优化。     

基于公交优先的多路口车速引导控制方法

对于复杂的交通流,传统公交信号优先有可能会破坏干线协调控制效果,为此,提出公交优先可变车速引导和多交叉口信号配时优化的集成方案. 以背景公交线路需求的历史数据为前提,通过定时检测公交车流状况,优化公共周期、绿信比和相位差,实时调整多路口交通信号配时,以此改善公交车的通行效率. 同时,以福州市金山大道三个交叉口为例,进行Vissim仿真模拟验证,仿真结果表明： 所提方法可有效提升多交叉口公交车流的通行效益,减少公交车辆的延误,最大化减少停车次数.     

T型交叉口信号设置临界流量的确定方法

为完善道路交通信号灯设置与安装规范,以不同车流的优先通行规则为基础,提出了T型交叉口各股车流之间的冲突矩阵,并基于可接受间隙理论和排队论建立了车流通行能力及无信号交叉口车均延误模型.在此基础上,以交通流的运行效率最优为控制目标,以车均延误为判别指标,描述了信号设置前后交叉口车均延误差值与车流流量的变化关系;取延误较小者...