基于冲突分析的四肢环形交叉口信号周期计算

针对四肢无信号环形交叉口通行能力不足的问题,为这类交叉口设置了八组的交通信号灯,以及相互协调的信号相位方案,使其直行车流最多一次停车,左转车流最多两次停车.详细分析这种协调信号相位的车流结构,解剖各股车流的冲突关系,在Webster周期公式的基础上,提出了这种协调信号配时方案的周期计算方法.并应用到株洲市中心广场环形交叉口的信号周期确定中.     

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。     

信号控制交叉口左转相位协调设计方法

基于左转交通流的路径分析,给出了相邻交叉口左转相位协调优化的约束条件,包括流量守恒、绿灯最大最小时间、饱和度和周期时长等.考虑不同左转相位设置模式,建立了相邻交叉口间通行能力差计算模型.在此基础上,以通行能力差最小为目标,提出了相邻交叉口左转相位协调设计模型.最后,基于两个实际交叉口的几何条件和交通流数据,采用车均延误和最大通过量为指标对比分析了交叉口现有方案、Synchro优化方案和本文模型优化方案的信号控制效益.结果表明,基于本文模型的相位方案,能降低各交叉口间的通行能力差值,并有效降低交叉口群的车均延误,提高交叉口群整体通行能力,同时该协调设计方法对整个系统的负面影响较小.     

基于Ring-Barrier相位的交叉口车道功能判分与信号配时协同优化模型

为了最大限度地利用交叉口的时空资源,以Ring-Barrier相位模式为基础,建立了交叉口信号配时与进口车道功能划分协同优化的数学模型.该模型是一个常规的整数非线性规划模型,目标函数是整个信号交叉口的车均延误最小,连续变量包括周期时长和各相位的绿灯时长,整数变量是交叉口各个进口处不同转向运动的车道数量.根据该模型的特点,给出了分支定界的解法.选取南京市一个交通繁忙的信号交叉口进行实地调查,采集了信号配时和车道功能划分等相关数据,并采用VISSIM仿真软件对该路口的优化效果进行评价.结果表明,相比常规的优化模型,该协同优化模型可以将交叉口的车均延误减少20.01%,周期时长缩短18.15%.     

进出口道综合效率最优的交叉口配时参数优化方法

针对分时段定周期控制的单点交叉口,从进口路段和出口路段的整体效益出发,提出一种以优化时段内交叉口所有路段的周期平均车辆数之和最小为控制目标的优化思想。基于目标路段及相应出口路段的剩余容纳能力限制,确定了路段每周期的最大输入量和输出量,提出路段实时容纳车辆数的计算方法;考虑相位最大绿灯时长及最小绿灯时长等因素的约束,建立进、出口路段综合效益最优的相位绿灯时长优化模型。最后,设计相关实例并通过遗传算法进行求解。结果表明:本文模型可同时适用于过饱及低饱和状态下的信号参数优化,并能有效防止排队上溯现象的发生,可为包含短连线路段交叉口的信号参数优化提供一种新的理论参考。     

考虑出行成本的信号交叉口周期时长优化方法研究

信号周期是影响交叉口运行效果的重要因素之一。为了寻找最佳信号周期时长,保证交叉口通行效率和环境质量的同时投入较低成本,文章在分析交通控制信号与交叉口通行能力、车均延误和尾气排放量的规律基础之上,综合考虑时间成本、油耗成本和环境污染治理成本因素,建立了以车均出行成本最低的信号周期选择模型。并针对实际交叉口进行了仿真验证,结果证明该方法即保证了交叉口运行效果又保证了成本投入,为交叉口信号周期优化提供了一种新的思路。     

信号交叉口周期时长区间决策模型

为缓解未饱和状态下交通流不确定性对交通信号控制方案实施效果的影响,针对单交叉路口定时控制信号周期时长优化问题,通过分析比较交通流不确定性、周期时长设计、控制实施效果三者之间的相互影响程度,依据区间数多属性决策评价方法,在属性权重完全未知、属性值为区间数且对方案无偏好的情形下,提出了基于相离度和可能度的交叉口信号周期时长多属性决策模型,最后运用VISSIM仿真软件对北京市某相交路口晚高峰时段进行模拟分析.结果表明:该周期时长区间决策方法可行有效,且当该交叉口交通流量比介于[0.804,0.909]时,机动车平均延误、交叉口通行能力分别较Webster方法优化了17.4%与6%.     

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。     

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。     

平面交叉口信号模糊控制与仿真

在分析平面交叉口交通信号控制问题的基础上,根据车辆感应控制理论和模糊控制理论,提出了一种平面交叉口信号的多相位多级模糊控制方案,仿真结果表明其优于多相位定周期控制。     

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。     

交叉口动态车道功能与信号控制协同问题研究

基于信号控制交叉口时空关系分析,综合运用交通流理论和信号控制技术,建立了动态车道功能与信号相位组合模型,用Visual Basic语言编制程序对该模型求解.为验证模型的有效性,应用该模型对实际案例进行了优化,并通过交通仿真软件VISSIM分别对优化前后的方案进行了仿真对比分析.仿真结果表明:交叉口动态车道功能与信号控制存在协同作用,与仅改善车道功能或信号控制相比,实现两者的协同能有效提高交叉口时空资源的利用率,使关键状态参量如延误与排队长度显著降低.     

短车道信号控制交叉口通行能力概率模型

针对短车道信号控制交叉口,提出考虑不同流向相互阻塞概率的通行能力计算模型,该模型克服了以往交叉口通行能力计算模型中对交叉口短车道影响考虑不足的缺陷.根据短车道条件下不同交通流的相互阻塞特征,将交叉口短车道分为三类.基于车流到达随机性,考虑相邻周期排队状态的相互作用,将阻塞过程划分为不阻塞、可能阻塞、阻塞后三个阶段,建立了通行能力计算模型.基于实测数据标定后的微观仿真分析表明,相对于HCM(Highway CapacityManual)模型,该模型计算结果能够相对更真实地反映短车道信号控制交叉口通行能力.针对短车道长度、短车道数目,绿信比和周期长度的参数敏感性分析,进一步揭示了在不同流量水平下短车道对交叉口通行能力的影响.     

信号交叉口自行车通行能力研究

为研究自行车在信号交叉口的通行能力,建立流体扩散模型.在深入分析自行车进入和驶出交叉口集聚扩散现象的基础上,用扩散距离D和散布角θ两个参数描述自行车在交叉12内的扩散及分布特征,并分析交叉口长度、信号周期及有效绿灯时间对自行车通行能力的影响,建立信号交叉12自行车通行能力模型.对北京中关村大街4个交叉12实测数据和模型预测结果的对比分析表明,二者平均误差仅为8.6%;模型完全能够应用于交叉口交通设计及控制.     

基于知识的信号交叉口配时设计系统

信号配时是影响信号交叉口通行能力的关键,本文根据专家系统的有关理论和信号交叉口的配时设计原理,研究了一种基于信号交叉口配时设计系统,并编写了相应的软件,研究该系统的主要出发点是基于交通流的随机性和不确定性较强,难以用精确的数学模型加以描述,但是可以根据经验进行适当的分析。     

信号交叉口汽车燃油消耗的研究

为探索交叉口信号灯的设置对汽车燃油消耗影响的规律，对信号交叉口汽车的运行过程进行了分析，研究了汽车在通信信号交叉口时减速、怠速停车、加速离开过程中的燃料油消耗，并得出了相应的计算方法，在此基础上，建立了信号交叉口的汽车燃油消耗增量增模型，并对该模型的应用进行了分析，该模型可为信号交叉口的信号配时的优化，交叉口设计与渠化，运输成本分析等提供参考。     

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。     

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.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.     

公路信号平面交叉口安全服务水平研究

为了客观评价公路平面交叉口的交通安全状况,提出了交叉口安全服务水平基本概念.分析了影响信号交叉口安全服务水平的因素,给出了信号交叉口安全服务水平评价方案.分别建立了基于机动车与机动车、机动车与非机动车、机动车与行人冲突点的安全服务水平主模型和基于交叉口几何特征、交通标志等次要影响因素修正模型,并由此得到信号交叉口安全服务水平总模型.根据多个信号交叉口的数据,把安全服务水平分为A～F等级,并验证了安全服务水平模型的合理性.应用安全服务水平模型评价实际交叉口的安全状况,得到交叉口危险度为11.7,安全服务水平为B级.评价结果表明该安全服务水平模型可以快速有效地评价信号交叉口的交通安全.