过饱和交通网络的多层边界主动控制方法

为了预防交通网络的过饱和堵塞,定义了过饱和网络相邻交叉口关联度,给出了初始拥堵区域的确定流程,提出了以关键交叉口(交通需求超过通行能力的交叉口)为中心的多层边界控制策略,动态确定控制边界,将超过通行能力的车辆控制在多层边界路段上.与单层边界控制策略相比,多层控制策略能够充分利用拥堵区域内路段的存储能力,解决边界路段的排队溢出问题,缩小拥堵影响范围,有效减低停车延误和停车次数.案例结果表明,文中方法是可行的.     

非机动车干扰下信号交叉口的通行能力计算

针对城市信号交叉口非机动车干扰机动车行驶的问题,通过调查分析各进口道机动车运行特性,对直行和直左的进口道机动车饱和车头时距及通行能力计算方法进行研究。首先,从进口道停车线出现4种不同跟驰模型的概率出发,构建车辆起始阶段混合车头时距模型,结合实际数据得到车头时距的修正系数;然后,分析采集数据得到非机动车数量对驶入信号交叉口的机动车混合车头时距的影响,采用回归分析法构建对应的特征模型;最后结合交叉口实际信号灯时间计算通行能力。研究结果表明：本文采用的通行能力计算方法与实测值的误差为2.5%,较《城市道路设计规范》法及HCM通行能力计算法的误差小,提高了信号交叉口通行能力计算结果的精准度。     

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。     

重大事件下的路网交通疏散双层优化模型

针对城市中重大事件期间的交通出行特点,提出基于交通组织的上层优化算法与基于信号控制的"绿波"与"红波"下层协同优化算法,其中对于静态的交通组织优化方案不能及时响应动态疏散需求的问题,通过在时间维度的离散化对上层算法进行优化;根据上层优化结果相应地调整信号控制策略,考虑关键路段的蓄车能力来限制信号周期以及路口可能发生的绿灯空放现象和车辆溢出现象来确定相位差设计范围;并以整体延误最小化、交通通行能力最大化作为优化目标建立路网交通双层优化模型。仿真结果表明,该模型下主要道路交叉口的通行车辆数平均提高7.1%,同时5个道路交叉口的车辆总延误平均减少5.8%,验证了模型在应对重大活动事件造成的道路交通拥堵有更佳的适用性。     

拥堵状态下单行信号控制交叉口的通行能力分析

为拟合拥堵状态下通行能力降低的特性,对拥堵状态下单行信号控制交叉口的通行能力计算方法进行了优化。首先,研究了停车线法、HCM法与规范法在计算通行能力的不足,并在此基础上建立了基于HCM通行能力模型和停车线法的综合计算模型;其次,通过实地调查采集了拥堵状态下单行信号控制交叉口的实际通行能力值,并在此基础上对停车线法、HCM法、综合法进行了对比分析。计算结果表明：综合法计算得到的进口道通行能力值与实测值的误差均小于5％,优于现有的通行能力计算方法。     

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。     

信号交叉口通行能力扩展

针对城市道路信号控制交叉口通行能力问题，提出了一种基于交叉口左转车远引至路段实现左转交通组织方法，为提高信号交叉口通行能力提供了新的思路。在定性分析方案可行性的基础上，以一个具体交叉口为例，计算扩展前后的通行能力。结果表明该方法对于信号交叉口通行能力的提高有显著作用。     

交通事故下路段通行能力变化研究模型

多车道路段中交通事故的发生会极大影响该路段的通行能力.本文根据无信号交叉口与多车道交通事故点交通流的相似性,建立了交通事故下路段通行能力预测模型.对多车道路段的通行能力在交通事故发生前、发生时、发生后的变化情况分别进行了预测,并结合实际案例对模型进行了分析与验证.本模型能较为准确的估算交通事故对该路段通行能力的影响程度,这将为开发城市紧急救援系统提供理论依据.     

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.     

非信号灯交叉口通行能力的新算法

各股车流量所占份额、车流中车型的不同构成及交叉口的几何布置是决定非信号灯交叉口整体通行能力的三个要素．提出了在三要素的不同组合之下计算通行能力的一个有效方法，并指明提高交叉口通行能力的途径及设置信号灯的定量依据．非信号灯交叉口通行能力的新算法@郭冠英     

基于ZigBee的车载交通灯监视系统设计

为解决驾驶员在城市道路十字路口遭遇前方大车遮挡、恶劣天气及眩光时,出现交通灯"盲视"现象而引发交通事故的问题,利用ZigBee灵活的组网功能,在城市道路的十字路口安装交通灯监视系统的主控端,在各个车辆上安装车载终端,形成基于ZigBee的车载交通灯监视系统。系统主控端承担网络管理和交通灯信息发送任务,车载终端负责交通灯信息数据接收、交通灯信息LCD显示和交通灯相位切换前语音提示驾驶员的任务,两者通过ZigBee进行无线通信,圆满地解决了驾驶员的"盲视"问题,极大地提升了十字路口的安全通行率。     

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。     

基于改进微粒群算法的单点信控交叉口配时优化

交叉口的信号控制,对减轻城市道路的交通拥挤,提高城市道路通行能力有极其重要的作用。以典型的四相位单点控制交叉口为例,选取每个相位进道口上的总延误时间、车辆的停车次数和道路的通行能力作为优化目标。由于求解约束优化问题的微粒群算法有利于函数型优化问题,所以利用该算法对模型进行求解,得到新的信号配时方案。仿真结果表明,与传统的Webster算法进行比较,由求解约束优化问题的微粒群算法所得到的信号配时方案是更优,更适合于单交叉口进行信号优化控制,为进一步分析研究城市交通线控、面控提供更好的方法。     

城市道路施工区交通延误建模与仿真

随着城市的快速发展,为了提高道路通行能力,许多道路必须扩建,而施工区广泛存在于路段和交叉口区域,城市道路施工区将改变车道的宽度,对车辆的正常行驶产生一定的影响,导致大量排队和交通延误.针对城市路段施工区的交通流和交通延误进行了仿真,研究施工区域环境中不同因素对车辆延误的影响、机动车和非机动车到达率,分析了受施工区影响的入口交通延误的特征,施工区的尺寸与位置等因素对路段施工区交通延误的影响,提出了基于社会力模型的城市路段施工区交通延误分析方法,并考虑了路段施工区长度、施工区宽度、大型车比例将对路段施工区的交通延误和平均通行速度产生显著影响.模拟结果表明,本文建立的基于社会力模型的施工区交通延误计算方法具有良好的适用性.基于分析结果可制定合适的交通管理措施,减少路段施工区的交通拥堵降低延误和事故率.     

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。     

山区城市道路交叉口纵向减速标线影响

道路交通安全问题是一个受各种因素影响的复杂的系统问题,受不同的驾驶员特性、汽车性能、道路条件及环境之间的相互影响。对速度的分析应该从实际的行驶环境出发,结合车辆行驶轨迹和其他事故致因系统分析。本文通过实车试验的方法对设置纵向减速标线的山区城市道路交叉口路段和未设置标线的对比路段的交通流量、区间速度、驾驶员瞳孔指标和轨迹横向偏移量等试验数据进行采集,再结合山区城市道路交叉口处的交通特性和道路基本参数等数据,分析试验路段的交通流特性、驾驶员生理行为指标和轨迹规律。试验表明:在城市道路交叉口设置纵向减速标线后车辆在试验路段和对比路段的偏移量分布频率最大值42.62%和38.18%在（0.5,1]区间内;在山区城市道路交叉口段设置纵向减速标线可以提前警告驾驶员控制车速等有利的影响,提高交叉口行驶安全性。     

城市道路交通拥堵自动判断算法研究

 与高速公路交通流特点相比较,从城市路网中交通流多数为间断流的特点出发,结合目前城市道路中所使用的交通流采集设备及信号控制设备,利用交通工程中交通流到达－离散模型对城市道路中不同类型的城市交通流进行分析,选择出符合交通流变化的数学模型对进入路段和驶出路段的交通流分别利用模型匹配,从而进行交通拥堵进行自动检测。这类算法的应用既为城市道路拥堵的自动判断提供了手段,又使得城市中所使用的智能交通设施发挥更广泛的作用。     

策略性等待下Y型瓶颈的单步拥堵收费模型

本文针对包含至少一个上游瓶颈路段和一个共用的下游瓶颈路段的Y型交通路网,研究了策略性等待单步收费条件下早高峰期间通勤者的出行行为和最优道路拥挤收费方案。基于出行者的出发时间选择遵循用户均衡准则的假设,推导出了不同汇合规则下用户均衡的流入率和个人出行成本。依据出行者的出发时间选择规律,进一步推导出了最优的道路拥挤收费时段和费率。研究发现,策略性等待单步收费可以有效降低交通网络的系统总阻抗,但可能会增加出行者的个人出行成本。此外,还发现收费的有效性不但与汇合规则有关,还取决于上下游瓶颈路段通行能力的相对大小。该研究验证了Y型交通路网上存在Braess诡异现象,即扩大上游路段的瓶颈通行能力可能会引起系统总出行成本的增加。     

交叉口及路段拥挤界定研究

当前,我国城市交通供需矛盾日益突出,城市道路及交叉节点的拥堵界定及拥堵评价具有重要意义。通过对交叉口及路段拥堵概念的提出,分析了国内外相关研究的成果,提出适合我国城市交通运行特征的交叉口及路段拥堵界定方法。对交叉口及路段服务水平的评价方法进行了归纳总结,通过实例研究了典型交叉口的延误仿真评价,并对交叉口与路段拥堵的相互作用机理进行了初步分析。研究成果对我国城市交通运行的评价和改善具有理论意义和实践意义。     

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%。