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。     

借BRT车道掉头的交叉口渠化与信号控制优化

针对城市快速公交(BRT)时空优先权引发的交叉口拥堵问题,以太原市平阳路与学府街交叉口为例,通过交通调查分析交叉口存在的问题,运用"借BRT车道掉头"的方法对该交叉口的渠化和信号控制方案重新设计,用Vissim交通仿真软件对原方案和设计方案进行对比分析。得出优化后北进口道左转车辆的车均延误与车均停车时间分别下降了15.2 s、13.2 s,掉头车辆的车均延误与车均停车时间分别下降了9.6 s、10.8 s,左转与掉头的平均排队长度降低42%.结果表明:文章所给"借道掉头"设计方法能缓解BRT与其他车辆在平交口的冲突,提高交叉口通行效率。     

交叉口快速公交车道共享策略及延误时间研究

为了缓解因交叉口公交优先策略引起的社会车辆延误加剧,在设置有快速公交(bus rapid transit,BRT)专用道的交叉口提出一种借道系统.社会车辆在一定条件下可以借用BRT道通过交叉口,通过动态控制BRT车道的使用权限,可以显著提高BRT道利用率;然后在借道系统的基础上,根据BRT车到达时间的不同,利用三角形法对社会车辆进行延误分析;最后利用Lingo求解软件进行算例分析.对比启用借道系统前后的社会车辆延误,结果表明启用借道系统后交叉口社会车辆延误平均值明显小于启用前;BRT车辆在一定时间内到达交叉口,借道系统效果最好,社会车辆延误率最低;随着社会车辆到达率的增加,借道系统共享优化率升高,优化幅度变大.借道系统并没有影响BRT优先,交叉口整体延误率降低.     

车路协同环境下信号交叉口车速引导策略

为降低车辆需停车通过信号交叉口的可能性,减少停车时间,针对在三、四线城市交叉口区域实时的车辆排队长度数据不易或无法获得这一实际情况,提出车路协同环境下的车速引导策略。搭建了车载交通灯提醒系统,并对安徽省芜湖市衡山路-凤鸣湖北路交叉口的交通灯进行了数据采集。在实际数据的基础上,运用VISSIM软件进行仿真验证,结果表明,在高峰和平峰流量时车速引导策略均能有效降低单车行程时间,平均降低比率分别为9.2%和13.0%,且改善效果在平峰流量时优于高峰流量时。该车速引导策略提高了信号交叉口的交通效率,为车路协同环境下车速引导的实际有效运用提供了思路。     

车路协同下基于速度引导的双周期干道绿波协调控制方法

针对传统双周期干道绿波协调控制方法的不足,建立了一种新的双周期干道绿波协调控制模型,利用车路协同环境下车-车、车-路实时双向通信的特点,提出了一种基于加减速引导的双周期干道绿波协调控制方法,并结合算例对比分析了加减速引导前后车辆的通行效果。仿真结果表明:加速引导策略能够有效降低车辆的平均行程时间、平均延误时间与平均停车次数;减速引导策略则能够在保证平均行程时间与平均延误时间不增加的前提下,有效降低车辆的平均停车次数.     

收费站与衔接交叉口半感应控制研究

为了解决高速公路出口匝道及衔接交叉口车辆排队导致交通拥堵倒灌至收费广场甚至高速公路主线的现象,文章结合目前电子不停车收费系统(electronic toll collection, ETC)车流量迅速增长的现状,提出在无法改善交通组织的前提下,基于经典的感应控制方法理论,引入对收费站通行的ETC车辆车速的控制,采用对城区高速公路收费站与衔接信号交叉口进行半感应控制的方法。以该方法借助微观交通仿真软件VISSIM对广州市北二环高速公路石湖收费站进行仿真实验,采用信号控制延误等参数评价服务水平。案例仿真结果表明,该方法可以有效地提高收费站及衔接交叉口的通行效率,使通行区域的平均排队长度减少42.3%,平均延误时间与停车次数下降约20%,服务水平由D级提高到C级。     

智能网联环境下CAV混行车流集聚策略及分析

针对目前的交叉口控制方法无法适应于网联人工驾驶车辆(CHV)与网联自动驾驶车辆(CAV)的混行而导致冲突增多、效率下降的问题，提出了一种适用于主干路交叉口的基于多智能体系统(MAS)的CAV混行车流集聚控制模型(MTF-ACM)．构建基于V2V(车对车)技术的混行车流集聚策略，以降低混行车流的随机性．设计虚拟动态预信号，通过时空同步机制对集聚车队进行速度诱导．根据主预信号协同配时策略，使集聚车队以最大可能不停车通过交叉口．研究结果表明：当CAV的市场渗透率(MPR)为60%时MTF-ACM取得通行能力的最佳效益；当交通流量临近饱和状态时，相较于无ACM和CAV-ACM,MTF-ACM平均延误时间和停车次数分别降低30%和50%以上，燃油消耗和CO₂排放分别减少20.59%和22.21%.     

基于多智能体的车路协同环境下单车道微观交通流模型

介绍车路协同系统(cooperative vehicles infrastructure system,CVIS)下车辆多智能体(vehicle multi-agent,VMA)的概念及其属性列表.提出传统交通环境和CVIS下的车辆决策机制,分析两者在交叉口及路段上对于交通状态判断与决策的差异.建立CVIS下的单车道微观交通流模型,给出车辆的微观动力学模型,包括加速模型和减速模型,同时考虑交叉口的信号灯对车辆行为的影响.最后,数值试验将分析车辆在两种不同环境中的时空轨迹图以及宏观的交通参数.结果表明:CVIS下的车辆比传统交通环境下的车辆总行驶时间、平均行程时间以及平均延误均有极大降低,提高了通行的效率;车队车头时距降低、速度方差减小,提高了车队行驶的稳定性.     

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。     

饱和度导行控制及其方法研究

分析了交叉口饱和度变化对路段行程时间和交叉口延误时间产生影响的灵敏性 ,在实现SO/UE(系统最优 /用户均衡 )混合均衡模式的系统目标时 ,确立路网中交叉口饱和度为导行控制依据 .建立了以饱和度为导行依据的导行方法 ,给出了导行路线优化流程图 .在非拥挤状态下 ,建议实施多路线导行 ,以均衡路网交通需求 .在拥挤 /交通异常存在状态下则实施饱和度导行策略 ,并对饱和度导行方法中的控制变量进行了分析说明 .     

一种面向车辆闯黄灯和处理两难区问题的控制策略

为降低交叉口车辆闯黄灯和陷入两难区事件的发生,设计了车载预警控制和黄灯控制策略,对制动距离、剩余绿灯时间以及黄灯时间进行数学建模分析.在车载预警控制方面,对车辆是否将要闯黄灯进行实时监控和预警;在黄灯控制方面,进行黄灯合理时间设定和黄灯延时控制.该策略可有效降低交叉口车辆闯黄灯和陷入两难区事件发生的概率,减少车辆交叉口交通事故,缓解道路拥堵情况.     

公交站点车辆停靠对信号交叉口进口道交通延误模型

为评价进口道具有公交停靠站信号交叉口的公交停靠影响和车辆运行效益,建立公交站点车辆停靠对信号交叉口进口道的交通延误模型.根据公交车停靠对不同类型信号交叉口交通延误影响情况的不同,将影响延误模型分为3类.针对最常见的影响延误模型,首先通过详细分析不同情况下公交车停靠对信号交叉口进口车辆的作用机理,研究分情况的交叉口进口车辆延误计算方法和计算公式;然后根据这些延误计算公式,利用积分方法,得到一套公交车辆停靠对交叉口进口车辆平均延误的计算公式.该公式能较好地计算进口道具有公交停靠站的信号交叉口进口车辆延误,为有效改造和合理布设公交站点提供理论基础与定量分析工具.     

综合考虑公交相位优先和非公交相位补偿的单点信号优化方法

为降低公交车辆在交叉口的延误,同时兼顾社会车辆的通行效率,提出了一种综合考虑公交相位优先和非公交相位补偿的单点信号优化方法。首先,公交优先算法以交叉口的人均延误模型为目标函数,以遗传算法为求解工具,研究了绿灯延长策略ΔGt和红灯早断策略ΔRt的选取。然后,在实施公交信号优先的后续周期对非公交相位进行补偿,从而降低公交相位优先对社会车辆的影响。最后,以北京市朝阳路与高碑店北路交叉口为例进行验证。结果表明:优化后的交叉口人均延误明显降低,且非公交相位补偿策略使社会车辆的通行效率没有受到太大的损害。     

基于干线协调的公交信号优先方法研究

以多个交叉口组成的干线路段为研究对象,提出一种基于干线协调的公交信号优先控制方法以实现交叉口所有车辆整体效益的最优。该系统由公交请求生成系统、通信系统、交通信号控制系统组成,通过双层优化的方法,即干线协调处于双层优化方法的上层,公交优先处于双层优化方法的下层,并以干线协调作为公交优先的前提条件,通过红灯早断和绿灯延长策略实现公交信号优先。具体案例分析表明,在不违背干线协调这一前提条件下给予到达交叉口的公交车以优先通行权,可以减少公交车辆在线路各个交叉口的等待时间,同时公交相位社会车辆的延误也得到降低。     

考虑汇入汇出车流影响干线协调相位差模型构建与应用

为解决城市道路拥堵问题,在干线协调的基础上,充分考虑上游交叉口左右转向车流。分析这些车辆运行至下游交叉口排队情况,给出一种动态相位差模型的计算。在VISSIM仿真基础上结合MATLAB进行二次开发,随着上游交叉口左右转向交通量的不断变化,模型会及时调整周期、绿信比等,也会结合排队情况给出新的相位差,再通过VISSIM中的检测器,检测车辆延误、停车次数等。结合大连市实际数据验证,结果表明：考虑汇入车流对城市道路干线协调相位差影响是具有重要意义,干线车流总延误较原配时方案减少33.3%,停车次数减少65.6%。     

城市路口双模交通控制系统的研究

针对城市交通道路十字路口的交通灯信号控制现状及存在的问题,提出了一种新的路口双模控制方案。在路口车流量达到饱和不可调状态时,采用传统的定时控制方式;当路口处于未饱和可调状态时,采用智能控制方式,系统由性能优越的ARM11控制器S3C6410承担主要的控制任务。实验表明,此种控制方法对减少车辆平均延误时间,节约资源和提高路口通行能力具有很好的效果。