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。     

一种改进的多带宽干线协调控制模型

针对经典的多带宽干线协调控制模型——MULTIBAND中绿波带按照一条中心线严格对称造成的求解范围小和绿波带在绿灯时段内的位置不合理造成的绿波不稳定两个问题,从取消绿波带中心线对称和增加绿波带位置约束两方面入手,提出一种改进的MULTIBAND干线协调控制模型.改进后的模型提出了非对称式绿波的概念,允许不同路段上的绿波具有一定的灵活性,不拘泥于与其他路段绿波构成连续对称;同时增加了绿波带位置的约束,使得求解出的绿波带会尽量靠近上下游绿灯的中间位置,提高绿波运行的稳定性.以临沂市沂蒙路8个相邻交叉口的干线协调控制设计为例,用VISSIM仿真软件对改进后的模型进行了仿真测试和评价.结果表明,改进后的模型在绿波带宽与绿灯时间比值方面增加了7.1%,在延误和停车次数方面分别减少了20.8%和30.8%.     

绿波协调控制方案的速度区间适应性分析与评价

针对实际行驶车速的不确定性,分析了行驶车速变化对交通信号绿波协调控制方案实际效果的影响;通过确定行驶速度的正常变化区间,设定绿波协调控制平均设计车速,生成干道绿波协调控制备选方案;根据速度分布下的绿波带宽期望评价备选方案,并对方案进行优选.算例分析与仿真实验结果表明,该方法考虑了干道不同行驶方向行驶速度的变化范围与分布情况,可依据行驶速度的数据样本与概率分布,在多个备选方案中优选出一套面向行驶速度区间需求的最佳绿波协调控制方案,实现了交通信号协调控制方案风险的量化评估,提高了干道绿波协调控制方案的适应性与鲁棒性.     

基于双路口划分的城市绿波模糊控制方法

用模糊控制方法设计城市交通绿波协调控制方法。将多路口的绿波带划分为若干个协调控制相位差优化双路口子系统,子系统内路口间的相位差需要两个路口的交通参数确定,各个路口的各相位绿灯时长由各自的绿灯时长模糊控制快完成。通过子系统的逐级串联,完成整个绿波干线上的相位差计算。该方法避免建立绿波带内各路口的综合模型,减少了模糊规则和计算量,同时减少了多个路口控制机之间的数据交换。在VISSIM仿真中将相位差优化模糊块嵌入到干线绿波方向绿灯时长模糊控制块中实现。以延误时间和停车次数作为评价指标,实现城市干线上绿波协调控制的优化配置。     

基于集对分析的干道绿波协调控制方案评价方法

针对车辆实际行驶速度的区间变化特点,以双向绿波带宽最大为目的,利用集对分析方法,对不同信号协调控制方案在车速不确定情况下的控制效果进行分析评价.通过采集干道车辆行驶速度样本,生成干道绿波协调控制备选方案集合,计算行驶速度与绿波带宽度之间的联系度,选取联系度数值最大的备选方案作为最佳干道绿波协调控制方案,实现了车速不确定情况下的绿波协调控制方案评价及优化.实际案例分析表明,所提方法可以直接利用行驶速度的实际采集样本,从备选方案集合中对比选出一套最佳绿波协调控制方案,最大限度地满足一定行驶速度区间内的车队绿波协调控制需求,尽量使行驶速度区间内的车队车辆均处于干道绿波带宽之内.     

浅谈干线绿波协调控制方法

干线绿波协调控制作为城市交通控制的重要组成部分,本文系统分析了干线绿波协调控制的相关问题与因素,对干线绿波协调控制的优点做了总结以及对现有的方法进行了归纳,并对今后干线绿波协调控制的实际意义做了展望。     

城市交通干线局部拥堵红绿波带协调控制方法

我国经济的迅速发展导致车辆数量的直线上升,也使我国交通供给与交通需求之间的差异与矛盾越来越显著,造成了日益严重的城市交通干线局部拥堵的现象,因此,设计了一种城市交通干线局部拥堵红绿波带协调控制方法,首先对城市交通干线局部拥堵红绿波带协调控制方法的整体方案进行设计,然后选取协调控制范围,对下游绿波带与上游红波带进行设计实现了该方法,最后通过实验验证了该方法的有效性。     

基于排队消散模型的干线协调控制

干线协调控制是解决城市道路交通问题最有效、最便捷的方法之一。基于交叉口的数据采集,提出适用于不同层次、不同特点的交叉口相位相序结构,进行干线动态协调控制。利用排队消散时间进行周期优化以及修正相位差,实现干线道路动态绿波协调控制的灵活性和时效性。最后通过银川市具体案例分析和仿真验证。结果表明,基于排队消散模型的干线协调控制,绿波协调控制更简捷有效。     

基于重叠相位的双向绿波优化方法

针对当前绿波协调控制存在的单向绿波通行效率低和双向绿波信号配时方案不合理问题,在交叉口绿信比和相位差确定的情况下,基于相位相序对单个交叉口从相位空间顺序上提出更多的信号配时方案模型;依据干线协调方向上、下行相位绿灯启亮时刻关系,利用重叠相位的空间灵活性和特定的取值区间,建立绿灯启亮时刻与有效绿灯时长的模型关系,实现双向绿波上、下行绿波带宽最大化;以银川市友爱中心街的交通控制为例,进行信号方案和仿真设计。仿真结果证明,该模型可以提高协调交叉口群整体的通行效率和绿灯时间利用效率。     

干线信号协调控制下的公交优先研究

为了在干线协调控制下实现公交信号优先,提出了干线协调控制下的公交优先双层优化方法.上层为干线协调层,以检测到的社会车辆信息为依据,采用最大绿波带法,优化干线交叉口的公共周期、绿信比和相位差;下层为公交信号优先,以干线协调控制层的绿波带上下限为控制约束条件,在不破坏约束的条件下采用绿灯延长、红灯早断的公交优先控制策略,将公交优先融合到干线协调控制中.根据优化算法,建立公交优先控制流程,利用微观仿真软件Transmodeler进行了模拟验证.仿真结果表明:协调控制下的公交优先控制算法虽然会导致干线总体车均延误增加,但是能有效减少公交车辆延误和干线人均延误.     

城市干道绿波协调控制系统交通评价方法

为判别城市干道绿波协调控制系统的优劣性,考虑绿波系统交通通行规律,提出绿波的不均匀度、通行比例、可达性、车队通行率、出行时间和单车平均延误等效率评价指标.然后通过交通冲突分析,以跟驰车辆速度差作为同向追尾冲突和直右合流冲突等安全评价指标.在此基础上,提出绿波协调控制系统灰色关联评价方法.最后以某干道沿线交叉口为例,对基于数解法的3个绿波协调控制方案进行评价.评价结果表明,第2方案为最优方案,对应最大灰色关联度为0.733,此时数解法的初定带速与理想间距范围较为合理.可见通过构建绿波系统评价体系,提出的干道绿波协调控制系统交通评价方法有助于绿波控制技术的优选与改善.     

基于多智能体的城市环道交通信号控制算法

针对城市环道交通信号控制问题,利用多智能体系统自主性、分布性、协调性、主动学习等特性,提出基于多智能体的环道交叉口绿波协调方法,将每个环道交叉口都看作一个智能体,相邻智能体间能够进行信息的互通交流,利用智能体系统记忆存储以及推理学习能力,对环道上的多个交叉口进行绿波协调优化,从算法模型与参数描述、协调方式的相位选择策略等角度对所提算法进行描述和推导,并通过实验仿真验证了所提的算法的有效性.     

基于改进Q学习的双周期干线信号协调控制方法

针对双周期干线信号协调控制中干线协调与双周期交叉口通行效率存在一定矛盾的问题,提出了一种基于改进Q学习的双周期干线信号协调控制方法,从状态空间和动作空间两个方面对Q学习算法进行了改进。首先,提出了新的交通状态描述指标——排队消散指数,依据该指标的阈值对交通状态进行等级划分,降低了Q学习状态空间的维数。其次,综合考虑相邻交叉口交通状态之间的关联和影响,针对每种系统状态分别设定可行的关联动作,降低了Q学习的动作空间。最后,以北京市两广路为例验证了改进的Q学习算法。结果表明,改进Q学习算法相比于普通Q学习算法、固定配时方案,干线平均延误分别减少10.47%、9.93%,平均停车次数分别减少22.64%、7.96%,双周期交叉口平均延误分别减少21.58%、24.96%,平均停车次数分别减少8.51%、11.64%,表明该算法对减少双周期干线延误,降低停车次数具有较为显著作用。     

基于绿灯时间的交通子区划分

针对传统交通子区划分方法对协调系统中车流运行状态分析不够透彻导致车流量与协调系统公共周期不匹配的缺陷,将实际交通量转换成系统公共周期下的协调交通量,通过协调系统中车流散布密度进行初级子区划分;分析协调系统车流进入影响因素及运行时协调相位绿灯间相互作用关系,提出基于绿灯时间的交通子区划分方法;对划分出的交通子区协调相位差求解提出切合实际的求解方法,对子区间协调时相位差调整提出合理计算方法,并以双向绿波带宽和最大为目标函数,寻求最佳相位差;最后选取实例利用Vissim软件对进行仿真验证。仿真结果表明,划分出的交通子区协调控制效果优于传统分区的协调控制效果。     

飞航导弹四维精确制导仿真研究

以多弹协同制导律研究为背景,针对四维制导控制中的时间协同和空间协同问题进行了系统的研究.在原有的三维空间的基础上增加时间维,使导弹满足协同作战的四维制导要求.而到达时间的控制又与导弹的速度和飞行路径有直接的关系.在设计了高度速度解耦控制器并设计了BTT导弹协调回路、高度补偿回路、速度补偿回路之后,完成了四维制导控制系统的整体设计并进行了仿真试验研究,通过仿真验证了所设计的控制系统可以实现多弹协同作战的时间协同和空间协同问题.     

飞航导弹四维精确制导仿真研究

本文以多弹协同制导律研究为背景，针对四维制导控制中的时间协同和空间协同问题进行了系统的研究。在原有的三维空间的基础上增加时间维，使导弹满足协同作战的四维制导要求。而到达时间的控制又与导弹的速度和飞行路径有直接的关系。在设计了高度速度解耦控制器并设计了BTT导弹协调回路、高度补偿回路、速度补偿回路之后，完成了四维制导控制系统的整体设计并进行了仿真试验研究，通过仿真验证了所设计的控制系统可以实现多弹协同作战的时间协同和空间协同问题。     

环形行波超声电机非工作模态的影响及检测

为了研究非工作模态振型对环形行波超声波电机运行性能的影响,在参考理想环形行波超声波电机接触模型的基础上,将相邻高阶模态振型与工作模态振型相结合,构建新的接触模型,并采用解析法推导非工作模态影响下的环形行波超声波电机的输出特性.结果表明:电源频率距离工作模态频率越远,非工作模态振型占比越高;相同预压力和负载情况下,非工作模态振型占比越高,转矩转速波动越厉害;轻载时预压力越大,转速转矩波动越大,重载时情况与轻载时相反.由理论和试验分析可知,非工作模态振型对电机输出的影响较大且比较复杂,研究成果有助于为环形行波超声波电机的控制方案设计提供有价值的参考.