引入谈判博弈的Q-学习下的城市交通信号协调配时决策

由于城市交通路网中交叉口间交通信号决策是相互影响的,并且车联网技术使得交叉口交通信号配时agent间能进行直接交互,此决策问题可用博弈框架来描述。建立了城市路网中相邻交叉口间交通流关联模型,通过嵌入谈判博弈模型来设计Q-学习方法,此方法中利用谈判参考点来进行配时行为的选择。仿真实验分析表明,相对于无协调的Q-学习算法,谈判博弈Q-学习取得更好的控制效果和稳定性能。谈判博弈Q-学习在处理交通拥挤及干扰交通流时,能根据交通条件灵活地改变交通信号配时决策,具有较强的适应能力。     

基于粒子群算法的多效益交叉口信号配时模型

城市交通的延误主要发生于交叉口,提高交叉口信号的运行效率对缓解交通拥堵具有重要作用。本文建立了基于车辆平均延误、停车次数和通行能力的多效益信号配时优化模型,并使用了粒子群算法进行编程求解。实际案例分析结果表明,模型求解出的优化配时方案降低了交叉口车均延误和停车次数,同时提高了交叉口的通行能力,综合改善了交叉口的多个指标,对提高交叉口的运行效率具有显著作用。     

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。     

钩形弯交叉口信号协同控制优化方法研究

针对车辆在钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的整体运行特性,建立了各条车道的车辆平均延误计算模型。以各交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束,钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的车辆平均延误最小为目标,建立了信号协同配时方案。以位于苏州市高新区内有轨电车沿线的两个相邻交叉口为例,采用实际数据验证所建立的方法,并设置钩形弯渠化方案。将设置的钩形弯交叉口与其相邻常规交叉口的信号协同作为改进方法,在VISSIM软件中对比分析改进方案与现状方案的车辆延误指标。实验结果表明,钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法可有效提高交叉口的通行能力,尤其是干道直行机动车的通行能力,可降低车辆的平均延误。     

车路协同环境下公交车队车速优化调控方法

城市公共交通系统具有服务频率高、客流需求大、运行环境复杂等主要特点,公交车辆之间串车、交叉口延误、站点延误等问题较大,严重影响了公交系统的运输效率以及服务可靠性。公交优先控制是降低公交车辆在信号控制交叉口延误的有效方法,然而当前研究主要考虑公交车辆的通行效率需求,欠缺考虑公交车辆之间的串车以及交叉口下游站点由于泊位数不足而导致的排队延误问题。本研究基于车路协同环境提出了一种公交车队运行速度调控方法,让公交车辆以协同车队的方式主动适应信号配时相位;同时,对协同车队引入准入规则,使得协同车队同时满足串车预防与下游站点停靠泊位数约束的双重要求。实例研究结果表明:该方法在显著降低信号控制交叉口公交车辆停车延误的同时,可以有效避免同一线路公交车辆的串车现象以及站点排队进站情况,实现了公交运行效率与可靠性的双重提升。     

基于临界车速的平面交叉口通行模式设计

城市道路平面交叉口成为限制路网通行能力的瓶颈之一.针对大部分交叉口入口车速较慢,导致车辆相互作用强烈、延误时间增加、通行能力下降等问题,提出了基于临界车速的通行方法,建立了停车线位置及信号周期配时的优化模型,将车流提前放行,提高车辆在交叉口内的通行速度,以达到降低车辆运行延误、提高交叉口通行能力的目的,使交叉口内通行模式转变为路段通行模式,并通过VISSIM仿真,验证其有效性.结果表明:该交叉口通行模式在避免车辆排队溢出的条件下,车辆平均延误降低了31.92%,出口流量提升了4.54%.     

钩形弯交叉口信号协同控制优化方法研究

针对车辆在钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的整体运行特性，建立了各条车道的车辆平均延误计算模型。以各交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束，钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的车辆平均延误最小为目标，建立了信号协同配时方案。以位于苏州市高新区内有轨电车沿线的两个相邻交叉口为例，采用实际数据验证所建立的方法，并设置钩形弯渠化方案。将设置的钩形弯交叉口与其相邻常规交叉口的信号协同作为改进方法，在VISSIM软件中对比分析改进方案与现状方案的车辆延误指标。实验结果表明，钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法可有效提高交叉口的通行能力，尤其是干道直行机动车的通行能力，可降低车辆的平均延误。     

现代有轨电车交叉口信号优先控制研究

运用先进的信息化技术与管理手段提升运营安全与效率,是推动现代新型有轨电车在城市交通系统中应用与发展的重要环节。以交叉口车辆运行总延误为优化目标,设计有轨电车在单个交叉口的半感应式信号优先控制策略,以某实际交叉口为例,制定合理的信号优先配时参数,既可提高有轨电车通行效率,也可确保对其他社会车辆的影响控制在合理范围。     

基于TransModeler的非对称交通流干道绿波控制研究

城市外围区干道朝夕交通流通常呈现出不均衡现象,上午进城交通量大,下午出城交通量大。而以往很多这样类型的干道交叉口,采用交通流对称放行方式不能满足需求,增加延误,通行效率降低。改变以往采用对称相位的设置方法,设计交叉口单口放行的方法,加之以绿波协调控制系统,使得道路资源得到充分利用,提高道路的通行率。以昆明市白龙路朝夕交通流量不均衡现象为例,结合信号配时优化即交叉口交通流单口放行方法,设计不同时段的绿波协调控制系统,通过TransModeler进行交通仿真,仿真结果表明双向非对称的交通流干道采用单口放行并加之以绿波控制对交叉口的延误大大减少,提高通行效率。     

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.     

一类特殊路口的多相位模糊交通控制

模糊控制不需建立被控对象的精确数学模型,特别适用于具有较大随机性的城市交通控制。对一类特殊路口的交通流进行了分析,确定了相应的信号配时方案。提出了以当前相的主队列和后继相的主队列共同决定信号配时的模糊控制方法,阐述了模糊控制器的整个设计过程。以通过交叉口的平均车辆延误为性能评价指标进行了仿真实验,仿真结果表明模糊控制优于定时控制。     

干线协调背景下触摸式行人过街信号配时方法研究

干线协调控制是有效缓解城市交通拥堵,提升城市干线交通运行效率的重要手段之一。为保证干线绿波通行,减小触摸式行人设施对干线车流通行效率的影响,设计了一种干线协调背景下路段触摸式行人过街信号配时方法。基于目前国内外干线协调研究现状及实际需求,提出了触摸式行人信号配时内外循环的概念、配时步骤及配时参数;选取内蒙古包头市民族东路干线路段的行人过街设施为研究对象,通过现状数据调查与分析,进行实例验证;通过Vissim仿真进行前后对比分析。结果表明：高峰时期干线各路口总延误分别改善9.64%、2.50%、8.05%,平峰时期路口总延误分别降低24.49%、8.71%、16.96%,平峰期改善效果较高峰期更为显著。     

基于公交优先的多路口车速引导控制方法

对于复杂的交通流,传统公交信号优先有可能会破坏干线协调控制效果,为此,提出公交优先可变车速引导和多交叉口信号配时优化的集成方案. 以背景公交线路需求的历史数据为前提,通过定时检测公交车流状况,优化公共周期、绿信比和相位差,实时调整多路口交通信号配时,以此改善公交车的通行效率. 同时,以福州市金山大道三个交叉口为例,进行Vissim仿真模拟验证,仿真结果表明： 所提方法可有效提升多交叉口公交车流的通行效益,减少公交车辆的延误,最大化减少停车次数.     

粒子群优化算法在交通信号配时中的应用

以交叉口车辆平均延误和停车次数最小为目标,建立信号控制交叉口配时模型,运用粒子群优化算法求解该模型,得到各相位最优配时参数绿信比和周期时长。以某一交叉口为实例,将此方法配时结果与经典配时方法的结果进行比较,交叉口车辆停车次数略有上升,通行能力略有降低,但是车辆的平均延误时间大大降低。这表明运用粒子群优化算法解决交叉口配时问题是有效和可行的。     

基于深度强化学习的大型活动关键交叉口信号控制

大型活动举办时期,场馆周边路网的交通压力与日常交通运行状态存在差异,活动场馆周边关键交叉口的正常运行是保证大型活动顺利举办的重要因素之一,应采取动态的管控方式以达到提高关键交叉口通行效率、满足参与大型活动出行者交通需求的目的。为此,文中基于A2C（Advantage Actor Critic）的强化学习算法,考虑大型活动背景下出行者数量大且大多采用公共交通出行的特点,在奖励函数构建过程中将车辆排队时间细分为出行者不同出行方式的车辆等待时间,通过引入参数,修正不同车型的奖励计算方法,使智能体在信号配时优化的过程中优先考虑大型活动参与者的出行需求。最后,以北京市首都体育馆周边大型交叉口为例,借助交通流仿真软件SUMO进行仿真实验,仿真实验结果证明,修改奖励函数结构后的A2C信号控制方法在控制效果上优于定时信号控制以及基于DQN（Deep-Q-Network）算法的控制方法,可以达到提高交叉口公共交通以及整体车流通行效率的目的。     

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。     

基于车均延误的预信号交叉口信号配时优化

为了缓解交叉口的过饱和问题,提出一种面向机动车流的交叉口预信号控制方法.即在给定的交叉口渠化以及相位相序方案下,建立主信号和预信号处机动车的延误计算模型;以交叉口车辆平均延误最小为目标,以信号配时参数和待行区长度为自变量,构建预信号交叉口的配时方案优化模型;并采用可行方向法对这两个模型进行求解.最后以典型的十字交叉口为例对所提出的方法进行验证.结果表明:当交叉口处于饱和或过饱和状态时,与传统信号控制方法相比,预信号控制方法降低车辆延误可以达到60%.     

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。     

实时模糊控制的行人过街信号与交叉口信号联动控制

介绍了城市主干道模糊控制方法.根据单路口模糊控制的思想,提出了一种城市主干道行人过街信号与交叉口信号的模糊线控制方法.给出了城市交通多路口模糊线控制仿真程序框图,经过仿真得出结果,改善后的平均延误大大地减少,说明递阶模糊控制效果良好.     

绿波协调下公交车辆在交叉口的延误影响分析

道路交通绿波协调以及拥堵协调等控制策略提升了车流运行效率和通行能力,一定程度上缓解了路网交通压力,但面向绿波协调的交叉口信号控制尚未考虑对公交车辆运行的影响。现对绿波协调控制下交通流运行特性进行分析,利用交通流运动学理论确定公交车交叉口延误的影响变量,建立定量化模型进而得到交叉口公交车延误因子。选取示范路线青岛西海岸经济新区长江路干线交叉口,采用组合优化方法对延误因子模型进行验证,得出交叉口信号绿信比、公交运行速度对公交车延误的影响。结果表明,增加绿信比、适当提高公交车速可有效提升交叉口整体通行效率,减少公交车在交叉口的延误。