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。     

基于结构化视频数据的交叉口评估及问题自动化诊断

为提高视频数据用于交叉口运行评估的处理效率并实现交叉口问题实时诊断,提出了一种使用结构化视频数据、以车头时距为主要分析对象的方法。首先利用流量曲线可复现性快速查找高峰时段;然后仅基于车头时距曲线实现视频数据与信控方案的同步比对,并提出了从信号控制方案和车道两方面进行交叉口效率综合评估方法;最后以动态时间规整和灰色聚类方法,由实际数据识别出车道车头时距曲线的5种类型,并提出了相应的问题及优化方案,可用于低效车道及相位的问题诊断。     

新民广场环形交叉口控制方案设计

信号控制环形交叉口普遍存在于我国各个城市,但是由于环形交叉口信号控制方式的不合理,导致车辆在经过环岛时产生不必要的延误,因此,针对不同的环岛选择合适的控制方法尤为重要。该文以长春市新民广场环形交叉口为依托,对其展开了实地调查,分析其原有信号控制方案在实际运行过程中所存在的问题,在此基础上提出一种基于协调控制思想的控制方案,有效地改善了新民广场环形交叉口的拥堵问题,并提高了其运行效率,对于其他类似信号控制环形交叉口具有指导意义。     

交通干线信号协调控制方法综述

相邻的交叉口联系最为密切,以相邻路口作为系统管理是合理的。交通干线信号协调控制是充分利用交通规律来实现优化控制,以便达到交通系统运行效率最大。文章介绍了交通干线信号协调控制的产生和发展,总结和评述了主要的交通干道信号协调控制方法,包括基于波带最大化和延误最小的干线定时协调控制、干线感应自动协调控制、先进的干线自适应协调控制等交通协调控制方法,着重介绍计算机配时设计方法,并对交通信号协调控制的发展提出了展望。     

基于Synchro系统的交叉口信号协调控制仿真——以秦皇岛市河北大街西段为例

基于对秦皇岛市河北大街西段道路与交通条件的调查，指出其中存在一些影响信号协调控制的问题：（1）各交叉口间距参差不齐，（2）信号灯配时协调性差，（3）交通量及其构成多变，（4）过街行人较多，并提出了相应的解决方案。最后，应用Synchro系统对各交叉口的信号周期与相位差进行优化，并对协调控制实施前后的交通状况进行了仿真实验。结果为实施信号协调控制之后，河北大街西段各交叉口的服务水平均显著提高。另外，对协调控制的两种模式进行了对比，并建议在河北大街西段处采用感应协调控制模式。     

城市干线信号控制策略综合评估体系

城市干线信号交叉口是路网交通流汇合和分离的节点,是保障城市交通顺畅通行的关键所在。面对信号控制策略评估方法单一的问题,构建了一种面向交通效率、交通安全和交通环境的综合指标体系,并利用组合赋权-模糊综合评价（fuzzy comprehensive evaluation,FCE）模型对城市干线信号控制方案展开综合评估。最后以太原市兴华街干线的三种信控方案为例,借助 VISSIM 软件和间接安全模型,获取所需的评价指标值,计算综合得分。结果可知,在城市干线中使用信号联控方案最优,能有效提高干线的综合水平,其评估结果与实际结果较为一致,验证了评估体系的有效性。本文的研究结果为城市干线信号系统的规划与管理提供了理论依据与技术支撑。     

基于Paramics的城市道路复杂交叉口信号控制策略优化研究

基于微观交通仿真平台Paramics,提出了一种针对城市交通路网中复杂交叉口信号控制策略效率评价系统的理论框架与实现方法。作为应用实例,以广州市海珠区的某复杂交叉口为研究对象,通过建立其几何精确的CAD模型,进行现场交通调查获取真实OD的数据,进而建立其微观交通仿真模型。最后,通过加载不同的信号控制方案(包括现行的方案),并仿真分析各方案的运行效率,从理论上寻求最优的方案。实际应用结果表明,所建立的基于微观仿真的城市交叉口信号控制优化方法,能方便、有效、低成本地应用于实际交通工程中,为此类城市交通复杂问题的解决提供有益的理论参考。     

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。     

近距离交叉口信号配时协调控制方法研究

连续近距离信号灯控制交叉口采用协调控制,可以提高车辆运行速度,减小路段总延误。对北京市白云路莲花池东路至长安街段的四个近距离交叉口,运用交通调查数据,分析了目前信号配时方案及交通运行中存在的问题,按照交叉口信号配时协调控制设计的方法,确定了交叉口信号协调方案,并对配时方案的效果进行了分析评价,结论表明合理的信号协调控制可达到降低交叉口延误的目的。通过该实例研究获得了近距离灯控交叉口信号配时应注意的问题。     

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.     

面向运营安全的城市轨道交通线网性能综合评价

为了掌握表征城市轨道系统线网性能的关键指标,给出合理的评价模型,准确获取系统运营安全状况,面向城市轨道交通系统运营安全研究了其线网性能的综合评价问题。通过对城市轨道系统历史事故进行统计分析,构建了面向车站、线路、线网三个不同层次的评价指标体系;运用三角模糊数改进的TOPSIS的评价方法,基于指标集进行综合评价;并结合实际数据,针对评价结果对城轨系统进行分析。研究结果表明：建立面向运营安全的城市轨道交通线网性能综合评价指标体系,运用改进的TOPSIS评价方法,将定性问题定量化,不仅有效反应当前的安全运营水平,而且减少了因为人的主观因素对决策结果产生的影响,提高了城市轨道交通安全评价的科学可靠程度和可信程度,为有关部门和城市轨道交通的安全管理者提供有效的决策支持。     

城市快速路交通事故特性分析与安全评价

通过分析济南市快速路交通事故统计数据,分别从时空分布、事故形态、事故发生原因等角度探究了城市快速路交通事故的特性。通过提取事故发生前5 min内的车型比数据和交通流量数据,并分析其与交通事故之间的规律性特征,构建基于色阶图的事故风险安全评价表,根据概率统计模型推算出事故发生的临界流量,最后综合以上数据分析构建快速路事故风险安全评价模型。数据拟合结果表明,根据当前交通流量和车型比例实时评估快速路的交通流运行安全风险,可以通过调控当前交通流量对可能发生的事故进行预警。针对快速路交通事故规律和特点,提出了事故预防及安全管理对策与措施,以达到预防事故发生、提升快速路运行安全水平的目的。     

综合客运枢纽内各方式协调调度模型研究

以乘客费用最小为优化目标, 以各种客运方式（地铁、轻轨和常规公交）的发车间隔为决策变量, 以各方式的车辆配置及各方式间的运能匹配为约束条件, 建立了综合客运枢纽各方式协调调度模型, 利用Matlab遗传算法工具箱对模型进行求解, 并以北京市西直门综合客运枢纽为例对模型进行了验证. 结果表明实施协调调度后乘客费用显著减少, 已建模型能够较好地解决枢纽内各方式间的协调调度问题.     

基于权重优化的高速公路运营安全评价算法

为客观对比和分析多条高速公路交通运营安全状态,解决基于评价指标体系的高速公路运营安全评价中各评价指标权重确定问题.在分析高速交通安全运营管理及环境特点并充分兼顾系统性、科学性、独立性、可操作性基础上,构建了由高速公路交通设施、交通安全管理、交通事故及严重程度三方面共13个评价指标组成的评价指标体系;构造了层次分析法(AHP)-熵权权重组合目标函数,并求解得到在线性组合情况下,AHP权重和熵权权重各占50%时组合最优.在此基础上提出线性组合权重最优评价算法并进行了案例分析,分析结果表明,该算法可以合理地对高速公路运营安全进行对比和排序分析.     

城市道路交叉口交通设施有效性评价

针对城市道路交通设施设置情况,提出一种以关键绩效指标(KPI)体系为基础的交通设施有效性评价模型.首先通过鱼骨图法确立评价指标体系;其次根据层次分析法(AHP)确定指标权重,结合反木桶原理筛选关键绩效指标,利用模糊理论得到城市道路交叉口交通设施有效性的综合评价值;最后以福州大学周边交叉口为例,对其交通设施设置情况进行评价分析,并提出相应的优化建议.     

宏观交通安全建模研究与安全影响因素分析

由于对规划层面的交通安全研究不足,道路网络特征、区域交通特征及区域其他与交通安全的关系尚不明确,导致在交通规划阶段缺少可用的方法和工具来评价不同规划方案的安全性.依托美国佛罗里达州Orange县的数据对宏观交通安全建模进行了系统研究,基于拓扑学理论计算交通分析小区(traffic analysis zone,TAZ)路网形态结构,提取TAZ层面交通特征和其他影响因素.TAZ在空间上有远近之分,相邻的TAZ在社会经济发展、道路交通特征方面有某种程度的趋同性,距离较远的TAZ之间有某种程度的相异性.贝叶斯条件自回归模型可以分析空间相关数据,利用先进的贝叶斯空间统计模型分析TAZ层面交通安全与影响因素之间的关系.基于事故发生机理考虑,提出将主干路事故和支路事故分别建模的新思路.分析发现新的建模思路能够很好区分不同道路类型的安全影响因素;路网形态结构和安全之间有显著的关系.     

考虑车队离散的路段行人过街感应式信号控制方法

为了在保证路段行人过街安全与过街需求的前提下,同时提升路段车辆运行效率,本文充分考虑车队离散到达与路段行人过街的动态影响,建立了路段行人过街感应式信号控制方法。首先,本文基于Robertson车队离散模型,以车头时距对上游到达车队进行动态划分,并根据路段行人过街点位预测下游车辆排队状态;以车队离散度选择下游到达车队中车辆作为信号优化输入参数建立感应控制方法,同时分析了路段行人过街位置对配时方案的影响;然后,通过SUMO的交通控制接口(Traffic Control Interface, TraCI)搭建仿真环境,以车辆与行人的综合平均延误,分别对路段单向与双向交通环境的信号配时方案进行仿真验证与对比分析。结果表明,相比传统感应控制而言,优化后的感应控制在单向交通与双向交通情况下,行人与车辆综合平均延误分别降低5.56%、7.06%。     

基于事件链的平面交叉口右转评估技术

为了实现对交叉口综合性的评估,安全性和效率被同时纳入评估指标中.研究典型四相位交叉口右转冲突过程,提出右转事件链模型.详细分析机动车右转过程中与机动车、非机动车、行人产生的冲突行为,以及导致的交通延误.引入可靠度,从概率的角度计算事件链的安全性.引入延误,利用排队理论计算交通运行效率.采用蒙特卡洛法模拟交叉口的运行情况,计算交叉口右转机动车的可靠度和延误.考虑公众心理承受度与交叉口服务水平,评估城市道路平面交叉口,为交叉口优化改善提供科学的依据.     

基于XGBoost-PSO的混凝土重力坝体型多目标优化设计

为解决重力坝优化设计以截面尺寸作为唯一设计变量,缺乏考虑材料属性对重力坝优化设计影响的问题,综合经济、抗震安全进行重力坝多目标优化设计方法研究,构建了综合经济、抗震安全指标的多因素评价体系;采用ABAQUS软件对重力坝进行有限元静动力分析,基于计算结果采用变权功效系数法进行量化评价;采用XGBoost-PSO算法进行寻优得到最终优化方案。实例验证结果表明：多目标优化方案与初始方案相比,在经济、抗震安全指标上都得到了明显改善;相比传统单目标优化模式,经济、安全多目标优化更适用于抗震安全要求高的重力坝工程。