关联交叉口间高饱和度路段排队长度研究

为了研究高饱和度路段车辆排队长度,根据高饱和度下车流离散小、车速趋于统一的特点对排队演变进行分析,并基于冲击波理论建立了排队长度计算模型。通过VISSIM仿真软件验证模型的适用性,设计了35组饱和度在0.40～1的仿真实验,将各组最大排队长度、排队最大时刻的仿真均值与计算值对比。仿真结果显示:饱和度处于0.9～1时,两者的仿真均值与计算值的相对误差均控制在5%～10%;利用模型分析了相位差对于最大排队长度的影响规律,为利用相位差进行溢流控制提供理论依据。     

关联信号交叉口排队长度计算模型

以相邻信号交叉口的最大排队长度为研究对象,分析了路段长度、相位差、绿信比等时空参数对路口最大排队长度的影响机理.基于交通波理论建立了最大排队长度计算模型,通过微观交通仿真实验对模型进行了验证,并提出了相邻信号交叉口时空协调指数的概念及其计算方法,分析了时空协调指数对相邻信号交叉口最大排队长度的影响规律.研究表明,该模型能定量计算相邻信号交叉口不同时空参数下的最大排队长度值,对相邻信号交叉口的时空协调设计具有指导意义.     

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。     

信号控制下路段交通承载能力计算及交叉口配时优化模型

为了能够对信号控制下的路段交通承载能力进行准确分析计算,综合考虑路段空间属性、路段排队长度、驶入驶出流量以及交通控制方案等因素,给出了道路及路段与信号交叉口的交通承载能力定义,推导了最长承载时间与最大承载车辆总数的计算方法,建立了信号交叉口的交通承载能力优化模型,并搭建了基于VISSIM与PYTHON的实时交互仿真实验平台.针对算例中信号交叉口流量不变与流量动态变化2种情形进行了计算仿真.结果表明,与现有的等饱和度配时方法相比,该优化模型2种情形的最长承载时间分别增加了约23.0％和55.1％,且仿真结果与计算值的最大偏差在12.4％以内,验证了优化模型的有效性,实现了通过延长最长承载时间降低过饱和交叉口上游发生排队溢流的风险.     

基于AD-ALINEA的入口匝道控制方法

本文提出了一种新的AD-ALINEA与匝道排队长度相结合的匝道控制方法。在AD-ALINEA基础上,兼顾入口匝道排队长度对整体路网交通的影响,将匝道调节率取为AD-ALINEA和排队控制所计算出的调节率的最大值。通过元胞传输模型对ALINEA、AD-ALINEA及本文新方法进行仿真,并对三种方法的主路下游流量及匝道排队长度进行比较分析。结果表明,新方法能够明显降低匝道排队长度,又能保证主路下游流量,同时兼顾了整体路网的效率与公平。     

基于排队最远点约束的最大周期时长优化方法

为充分考虑排队最远点对上游节点的影响,尽量避免短连线路段发生排队溢流现象,利用交通波理论分析了进口道排队长度的演化规律,推导了饱和状态持续时段内排队最远点相对停车线位置距离的计算方法,并以交叉口关键相位关键车道排队最远点最近为优化目标,建立了一种最大周期时长的优化模型.然后,设计了8种不同交通需求的测试环境,运用文中方法和现有方法分别计算了最大周期的最优值,根据等饱和度原则确定了两种方法下的信号配时方案,并利用VISSIM仿真获取了不同测试环境下两种方法的运行效率指标.结果表明:8种测试环境中,相对于现有方法,文中方法下关键相位关键车道的平均排队长度、排队最远点相对停车线位置的距离和车均停车次数分别降低了10.67%、11.36%和11.01%,上下游交叉口总的车均延误和停车次数分别降低了3.86%和3.81%,通过车辆数和平均车速分别提高了1.19%和3.58%.     

基于总量控制的城镇桥梁信号协调模糊控制

为提高桥梁两端交叉口的通行能力,减少桥梁上车辆的排队长度,降低车辆拥堵对桥梁的损害,提出一种总量控制的思想,根据不同桥梁可容纳的最大车辆总量,对桥梁两端交叉口进行实时的信号协调模糊控制,并以最大排队长度为评价指标。通过MATLAB和VISSIM仿真,结果表明:最大排队长度由溢出减少至25.1辆,能够有效地提高桥梁及其两端交叉口的通行能力及运行效率,降低桥梁交通拥堵对桥梁安全的影响。     

平均排队长度差最小的单交叉口在线Q学习模型

建立了以平均排队长度差最小为优化目标的在线Q学习模型．针对控制性能指标相对于临近的配时方案不敏感的特点,提出了以平均排队长度差作为基本单位重新构造奖励函数,目的是拉大各行为对应的Q值差距,提高模型的收敛速度和鲁棒性．集成ExcelVBA、Vissim、Matlab建立了在线仿真平台,作为计算环境对模型进行了计算．利用GPS数据对Vissim软件中车辆加减速度曲线进行了标定．计算结果表明以平均排队长度差作为优化目标能够优化整个交叉口的时空资源,本文建立的在线Q学习模型具有较快的收敛速度和鲁棒性,通过学习能够实现优化目标．     

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.     

基于中观仿真的路网容量算法研究

中观仿真模型既能分析微观层面的排队长度和延误等详细交通状态指标,又能模拟宏观层面的交通量特性、路径选择行为,特别适用于大中型路网的交通仿真。本文提出了一种借助中观仿真软件通过逐步加载OD量来计算整个路网内所有的道路和交叉口能够容纳车辆数的计算方法,并采用实例分析的方法对提出的路网容量算法的可行性给予论证。     

下游交叉口设置对快速路出口通行能力的影响

为缓解下游交叉口设置造成快速路出口不畅、特别是下游交叉口进口排队车辆易上溢堵塞快速路出口问题,在考虑快速路辅路流量基础上,利用间隙接受理论,建立快速路出口通行能力计算模型;通过分析辅路流量、信号周期、绿信比、交叉口进口道通行能力及进口道排队车辆传播速度5个参数,提出快速路下游交叉口进口道排队长度模型;通过分析不同变量对交叉口进口车辆排队长度的影响,提出快速路出口与下游交叉口的优化设计方案。结果表明：随着辅路流量增加,快速路出口通行能力呈缓慢下降趋势;随着交叉口辅路方向绿信比增加,排队长度快速变短;出口与下游交叉口可采用外侧式匝道设计,优化辅路进口方向绿信比,可有效避免快速路出口堵塞。     

基于概率论的车辆排队长度测量方法

为了更好地分析交叉口车流情况,为交通流检测、交通拥堵识别提供数据,依据概率论,对交叉口的车辆排队长度进行研究.将离散的驶入交叉口的车辆数和驶离交叉口的车辆数与时间拟合成车辆数-时间曲线,通过建立起始修正时间用于修正车辆通过交叉口上游到交叉口之间的行驶时间,并建立速度-距离模型分析车辆行驶状态推导起始修正时间的计算方法,最后通过微积分方法推导出交叉口车辆排队长度的计算方法.采取了长春市红旗街与湖西路交叉口的交通数据为例,对该方法进行试验验证.结果表明:该方法数据采集方便,设施布设简单,便于大规模应用;在16个时间点中,有14个时间点的排队长度相对误差E小于6%,可见计算较为准确,可以作为交叉口车辆排队长度的测量方法.     

车道被占用对城市道路通行能力的影响

通过所给视频,收集数据,利用2个变量的模拟值与车辆排队长度数组建立GM(1,N)模型,得到车辆排队长度的累加数组与另外2个变量的累加数组之间的函数关系式.利用此关系式可间接地解释车辆排队长度与横断面实际通行能力,以及路段上游车流量之间的关系.     

基于线轴结合的过饱和交叉口群信号实时优化方法

采用实时动态自适应的优化思想,建立城市路网过饱和状态交叉口群的实时控制框架和方法,针对传统自适应信号控制方式在交叉口过饱和状态下无法很好发挥作用的问题,系统考虑交叉口群关键路口可能发生的排队溢流现象、绿灯空放现象,提出线轴结合方法优化过饱和交叉口的信号相位差;考虑交叉口的实时最值通行能力和最大饱和度为约束来确定信号控制参考周期,进而提升交叉口群信号控制的效果和通行效率。最后选取青岛市香港路及周边某一交叉口群为例通过仿真验证了该方法相较于传统的分时段定时信号控制方法能有效降低交叉口群过饱和状态下的车辆总延误和排队长度。     

最大当量排队长度模型及其时空特性

为描述最大排队长度的时空特性,基于单车道路段当量排队长度模型,推导出最大当量排队长度模型.运用数理统计方法分析最大当量排队长度的交通流特性、时间特性与空间特性.使用偏微分方法求解各个影响因素对最大当量排队长度的灵敏度.结果显示:最大当量排队长度对路段长度最为敏感,其次为滞留车辆数,对到达车流量、周期时长或绿信比的敏感程度均取决于另外两个变量.研究表明在交通控制系统中应优先协调短连线以避免交通多米诺效应;考虑不同园素对最大当量排队长度的影响特性,可以为优化或调整信号控制方案提供理论依据.     

新型柔性车辆约束系统长度变态模型

为了研究出一套适合柔性车辆约束系统试验长度变态模型,根据国内最新护栏评价标准,通过建立汽车-护栏有限元模型,并基于冲击载荷下几何变态模型方法,展开了对柔性车辆约束系统试验长度方向变态试验分析。首先,对比长度为80m和200m的柔性车辆约束系统仿真数据,得知在碰撞试验中护栏长度变化对柔性车辆约束系统数据结果影响较大;其次,利用几何变态模型理论,以客车最大加速度和最大偏移量为定量评价指标,得到柔性车辆约束系统理论变态模型;最后,通过仿真计算确定NV,获得长度变态模型。通过柔性车辆约束系统长度变态模型预测,得到的结果与长度为200 m的柔性护栏数据的误差在5%以内。该长度变态模型试验方法能直接运用到实际试验研究中。     

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。     

小型信控环形交叉口自适应控制模型与算法研究

针对各进口流量不均衡的城市小型环交,本文以单位绿灯时间通过的车辆数最大为目标,结合排队长度与等待时间的限制,建立了小型环交单进口放行自适应控制模型。在不同的流量均衡度下,仿真结果表明本文建立的自适应控制模型相较于单进口放行定时控制与左转二次停车控制,在交叉口平均延误、排队长度等方面均有较为明显的优势。     

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.     

小型信控环形交叉口自适应控制模型与算法

针对各进口流量不均衡的城市小型环交,以单位绿灯时间通过的车辆数最大为目标,结合排队长度与等待时间的限制,建立了小型环交单进口放行自适应控制模型。在不同的流量均衡度下,仿真结果表明建立的自适应控制模型相较于单进口放行定时控制与左转二次停车控制,在交叉口平均延误、排队长度等方面均有较为明显的优势。