基于神经网络模糊控制的单交叉口信号控制

在分析城市交通信号控制研究现状的基础上,提出一种基于神经网络模糊控制的单路口交通信号灯控制方法,通过检测当前相位的排队长度和下一相位的排队长度得出当前相位以及下一相位的车流密度,进而判断是否进行相位变换.以每个周期内交叉口的车辆平均延误作为控制指标,来判断该控制器的控制性能.计算机仿真结果表明,该方法能够降低车辆在交叉路口的平均延误.     

网联电动汽车信号灯控路口经济性驾驶策略

针对智能网联电动汽车在信号灯控路口的经济性驾驶问题,提出一种基于最优控制的经济性驾驶车速优化策略.首先,构建包含信号灯、车速限制等约束,以能量消耗最小化为目标的信号灯控路口车辆速度优化问题;然后,利用庞特里亚金极小值原理解析求解最优控制率;考虑到动态交通场景中车辆对未来交通信息的预测能力有限、信号灯约束条件多变等特点,提出了一种双层滚动距离域车速优化策略,将信号灯控路口经济性驾驶问题转化为分段最优控制问题,得到分段最优速度轨迹.仿真结果表明:在有限预测能力和无限预测能力2种情况下,所提出的经济性驾驶车速优化策略较加速—匀速—制动策略分别有9.2％和10.3％的能量节省;随着预测距离和信号灯控路口通行速度的增大,在提高通行效率的同时,能量节省效率进一步提高.     

考虑信号灯状态的经济车速规划

为解决车辆在信号灯控制区域频繁启停造成的通行延误和通行效率低问题,提出了考虑信号灯状态的经济车速规划方法。首先,借助车路协同技术通过车-车、车-路交互获得车辆当前的位置和运动状态数据,以及信号灯相位信息,对近信号控制区车辆通行特征及路口可通过性进行判定,建立车辆通行引导控制模型;其次,对各驾驶行为下车辆时空轨迹进行分析,分别以路口停车次数及车辆延误最小为目标,建立统一优化目标函数,利用多目标粒子群算法求得最优经济车速,以向驾驶员提供车速建议;最后,为验证车速引导模型的有效性,利用PreScan、Vissim和MATLAB/Simulink联合仿真。结果表明,该方法可有效避免红灯停车,车辆行程时间可减少18.7%,停车次数在高车流密度下减少44%以上,车辆延误减少45%。     

一类模糊混合Petri网的交通信号灯的实时控制

针对固定周期的交通信号灯浪费道路资源的问题,提出一种模糊混合Petri网用于交通信号灯实时控制的建模方法。该模型结合本相位方向的排队长度和路口的车流量对本相位绿灯时长实时控制,再结合其他相位红灯时长和其他相位的排队长度,实时控制相序的变化。仿真分析表明,基于模糊混合Petri网对信号灯实时控制可最大程度降低车辆的停车次数。     

面向城市交通事故的多节点自组织信号控制优化

城市道路发生交通事故后,事故区会形成通行瓶颈,若上游汇入事故区的车流不加以管控,则会导致车流在瓶颈区形成排队,甚至造成排队溢流、拥挤扩散.针对此问题,本文在获取事故路段通行能力和上游交叉口车辆流量流向的基础上,基于交通流均衡原理,构建事故点上游多节点交叉口分级截流的信号控制优化模型,以限制上游汇入事故点的交通量,同时在模型中考虑上游截流交叉口进口道的饱和度、排队长度、截流时长和主要截流路线,防止拥堵转移并减小调控交叉口的范围.案例仿真表明：该模型能够有效抑制事故点的排队长度,避免拥堵扩散,使路网平均车速提升20.54%,平均单车延误降低24.83%,且不会对周边路网造成较大负担.研究成果可为交通事故拥堵治理提供决策依据和方法参考.     

预知交通信号的电动汽车分层能量管理策略

在城市路况下,电池和超级电容复合电源电动汽车会对信号灯判断不准确而频繁起停,造成额外的能量消耗.基于智能交通系统中预知交通信号信息的应用场景,本文提出了一种分层能量管理方法.首先,根据交通信号信息,上层车速设计策略优化车速,得到车辆经济参考车速,避免车辆在信号灯区域频繁起停.其次,基于经济参考车速,设计了一种基于非线性...     

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.     

考虑主路左转延误的主路优先交叉口信号设置流量阈值

为了进一步完善主路优先交叉口信号灯设置流量条件,考虑了主路左转车流延误对交叉口信号灯设置条件的影响.通过分析主路左转车流在信号灯设置前后的交通特性,利用控制延误方法和Webster方法的研究思路,分别建立主路左转车流在信号灯设置前后的车均延误改进模型.从交叉口交通运行效率的角度出发,以交叉口车均延误作为判别指标,建立信号灯设置前后交叉口等车均延误曲线,以此曲线作为判断交叉口是否需要设置信号灯的阈值条件,同时还给出了不同主路左转车流比例下的流量阈值.与美国MUTCD提出的阈值曲线相比,考虑左转车流延误影响的流量阈值曲线更符合我国主路优先交叉口交通特性,具有更强的实用性.     

考虑有左转专用信号灯的交叉口车辆延误模型与算法

近年来 ,国内大中城市有些重要交叉口安装了左转专用信号灯 ,对这种路口的交通流分析迄今尚不多见 .有鉴于此 ,此文提出了有左转专用信号灯的交叉口车辆延误模型 ,详细分析了不同车道的车辆通过最大排队断面到达停车线及通过停车线时的随机过程 ,并由此得到相应的车头时距分布 .在非饱和状态下 ,当左转交通量比较大时 ,此模型可以较好地计算车辆的平均延误     

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。     

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.     

基于轨迹数据的信号交叉口排队长度估计

排队长度是信号交叉口最重要的性能指标之一,也是信号交叉口配时优化的关键参数。对于一些偏僻的路口或者固定检测器损坏的交叉口,由于无法获取准确的排队长度信息而无法了解交叉口的实时状态。针对以上情况,提出通过浮动车轨迹数据来估计信号交叉口的排队长度,通过对轨迹数据的分析,建立了基于浮动车集群队列的排队长度估计模型,利用排队长度估计模型可以实现交叉口排队长度的估计。通过SUMO仿真获取早高峰、晚高峰、平峰流量下输入下的浮动车轨迹数据,分别采用早高峰、晚高峰、平峰流量下时间间隔为2、4、6、8、10 s和渗透率为5%、10%、15%的数据集对模型进行验证。验证结果表明,所建立的模型可以较为准确地估计交叉口的排队长度。与相关方法的对比结果表明,在早高峰流量下和晚高峰流量下,所建立的模型误差更低,不同的时间间隔和渗透率下比不考虑集群车队的精准度平均提高约12%,即使在平峰流量、时间间隔大、低渗透率场景下,所建立的模型估计的排队长度误差仍在可接受范围内。相关的研究成果将为交叉口的交通状态评估以及信号配时优化提供支撑。     

车道被占对道路通行能力影响的定量分析

针对车道被占对城市道路通行能力影响的问题,以差异检验、排队论、车流波动论为基础,求得了事故横断面实际通行能力的变化过程.利用队列分析模型,分析对占道不同的实际通行能力,建立基于车流波动理论的排队长度模型,求解出了排队长度与通行能力、持续时间、上游车流量的关系.     

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。     

服务速度有变化的可修M/G(M/G)/1排队系统

通过对系统中顾客数设置门限N，研究了当服务台对某顾客服务完毕时如发现系统中顾客数超过门限N时就提高服务速度的M／G(M／G)／1排队系统模型，通过L-变换、母函数及补充变量法得到了瞬态队长分布、稳态队长分布及可靠度等指标。     

M/P(areto)/1/K自相似排队模型的性能分析

现有网络的业务流测量结果表明,在多种通信业务中业务流量存在自相似特性。研究了服务时间为Pareto分布情况下具有自相似特性的M/P（areto）／1/K排队过程。通过将M/P（areto）／1/K过程拟合为M／PH／1／K过程,获得了呼叫损失概率、平均排队队长等排队性能的近似解析解。仿真结果表明,研究得到的结果具有很高的精确度。     

相依型离散时间排队系统的相关分析

讨论了离散时间状态下的相依型排队系统,推广了经典的离散时间排队模型.考虑顾客的到达率依赖于其到达时系统中的顾客数,假定在单个服务台的情形,顾客到达时间间隔服从一般分布,使用嵌入马尔可夫链的方法,得到了该随机排队系统的队长、等待队长、等待时间以及忙期等关键指标的分布或母函数.     

基于元胞自动机的绿色驾驶行为特征仿真

绿色驾驶是可以使驾驶人在驾驶过程中节油减排的一系列驾驶措施。为了研究绿色驾驶的行为特征,建立了多车道元胞自动机模型进行仿真,并以北京北三环某路段作为仿真场景对模型进行标定和验证。利用该仿真模型,研究纵向驾驶行为和横向驾驶行为对交通运行、能源消耗以及尾气排放产生的影响。构建了绿色驾驶行为判别标准,并通过预测得到绿色驾驶行为特征。研究发现,缓慢加速、保持车速稳定、将车速保持在合理区间以及保持较大的安全间距是符合中国道路特性的绿色驾驶行为。     

一种动态自适应医院门诊排队模式

提出了一种动态自适应排队模型,并设计了相关排队算法.根据病人的优先级和在队列中所占的比例不同设置不同的权重参数,该参数可通过层次分析法(AHP)获得,考虑病人等待时间长短和队列长度动态改变病人的就诊序列,并以一个实例验证了该方法.最后利用.NET编程平台、MS SQL Server 2000数据库平台以及TCP/IP网络构建了医院预约排队系统.     

自相似业务流下的排队性能分析

根据到达时间间隔服从Pareto分布的业务具有自相似性这一结论,利用剩余累积分布函数拟合和矩阵几何方法研究了Pareto分布到达时间间隔和负指数分布服务时间下的网络系统排队性能,并获得了Pareto／M／1／K队列平均排队队长和缓存溢出概率的近似结果．仿真结果表明这种方法具有较高的精确性。