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。     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

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.     

交叉口直行待行区时空资源集成优化模型

直行待行区是提高信号控制交叉口空间资源利用率、提高直行进口道通行能力、降低直行车道车辆排队长度及缓解交叉口拥堵的有效方法.探讨了信号控制交叉口直行待行区的设置条件及其利弊,分析了直行待行区设置前后的直行进口道车辆运行特征.针对直行待行区设置后会增加车辆二次起动-停车而造成的车辆油耗及尾气排放增加等问题,提出了一种以车辆排队长度最短、直行进口道通行能力最大、车辆平均停车率最小为优化目标的交叉口直行待行区时空资源集成多目标优化模型.通过VISSIM仿真对该优化模型进行有效性分析,仿真结果表明通过合理设置直行待行区长度,并配以直行相位协调控制策略,能够提高交叉口直行待行区交通运行效益及环境效益.     

周期与流量对交叉口排放和延误的影响

考虑车辆到达类型(可表征交叉口信号联动质量),基于交通波理论重构交叉口车辆运行轨迹,进而应用机动车比功率模型(VSP)开发了信号控制交叉口排放估计算法,并结合HCM 2010延误模型,分析了不同到达类型下信号周期和流量对交叉口排放及延误的影响及排放和延误的博弈关系.结果表明,在相同条件下,交叉口联动质量越好,交叉口车均排放和延误越小;周期增大,车均排放减小,延误先减小后增大,其中,交叉口联动质量越好,基于延误最小的最优周期越大;车均排放对流量的变化较不敏感,而延误受流量影响较大.