基于虚坡模型的交叉口交通流的解耦方法

交叉口交通流的模型是进行红绿灯优化管理仿真模拟的基础。传统的方法仍有其不足之处，主要表现在对统计手段有较大的依赖性。为此，提出了一种基于虚坡模型的解耦方法，它将路口的红灯黄灯效应用假想路障代替，将一个方向上的车流对另一个方向上车流的影响用另一个假想的宽度变化的路障代替，而假想路障则在虚坡模型中表示为速度为零的车辆。由此，交叉口两个方向上的交通流被表示为两条独立道路上的交通流，用虚坡模型算出每一方向上各车的行驶规律，并求出折合行驶延误时间。调整信号灯切换时问令总体延误时问为最小，就能得到最佳的信号灯管理方案。通过对一个大规模问题的试算，得到了有用的结果，表明可用虚坡模型通过仿真手段对交通管理问题进行直接研究。     

轨道交通的虚坡模型

建立准确有效的列车行驶的计算机仿真模型,对于优化轨道交通管理,具有十分重要的意义.以往在此方面已做了较多的研究工作,但尚存不足之处.主要表现在对于寻找一种能自动满足列车运动约束条件的时间空间大范围列车运行方案方面尚未给予足够重视.元胞自动机模型被用于模拟公路车辆的行驶,但这类模型对于轨道交通问题,难以严格满足约束条件.为此将公路交通车辆行驶中的超车跟车虚坡模型推广应用于轨道交通,通过引入假想道路宽度参数,得到了一种轨道交通的虚坡模型.假定每一列车或站台尾部有一假想尾巴(或称虚坡,或称假想S形斑马线),通过它来表示当前列车或站台对于后方列车的减速作用.对一个实例进行了设计计算.结果表明该模型是有效的.     

城市交通网络的混杂Petri网建模

针对城市交通网络中的动态车流具有连续时间特性而动态信号灯具有离散事件特性的情况, 采用混杂Petri网建立了一个四相位信号交叉口模型，该模型包含了城市交通网络中的连续车流动态和离散信号灯动态.在此基础上分析了交叉口各个方向的输入、输出车流动态，并与四相位信号交叉口的物理模型相对比，结果表明该混杂Petri网模型能够较好地描述城市交通网络的混杂特性.仿真结果表明了混杂Petri网模型的有效性.     

相邻交叉口相位差优化模型及仿真

由于国内交通流特点与国外有很大不同,导致采用国外的信号控制系统很难达到满意的控制效果。以北京市两个相邻交叉口组成的干道协调控制系统为研究对象,通过分析干道上双向车辆在交叉口的延误规律,考虑车流在行驶过程中的离散性和受阻情况并结合中国道路交通的实际状况,以车辆延误最小为目标,建立了相邻交叉口相位差协调控制的优化模型。针对传统的图解法和数值解法的缺点,采用遗传算法对该模型进行求解。仿真结果证明本文所建立的模型求解结果优于传统数值解法,能更准确地反映实际的交通运行情况和控制效果,是一种减少相邻交叉口车辆延误的有效方法。     

机非混行交叉口右转机动车行程时间计算方法

为了定量地研究混合交通交叉口右转机动车通过交叉口的延误时间,用行程时间来表征延误,即用右转机动车的实际行程时间与不受干扰时行程时间的差值表示右转机动车的延误。从分析四相位信号交叉口右转机动车与直行自行车之间的冲突规律入手,描述了非机动车在交叉口的运行特性。应用排队论和间隙理论,建立了机非冲突交叉口右转机动车行程时间模型,同时以右转机动车流率和直行自行车流率为自变量建立了右转机动车行程时间的二元回归模型。以石家庄调查数据为基础,对这两个模型进行了验证,结果表明,排队论和间隙理论只适用于自行车流量较小的情况,而二元回归模型适用范围较广,并通过F检验证明了模型的可靠性。     

饱和交通状态下的绿信比优化及其应用研究

在饱和交通状态下,Webster绿信比优化模型要同时消散各个方向上的拥挤车流,忽略饱和与非饱和交通状态下的车流特征差异,导致信号交叉口各个方向上的排队车辆越来越长,为此,提出采用通行优先权的方式,对交通需求大的方向给予更多的绿灯时间,以期实现尽快消散该方向上的拥挤车流．各个方向（相位）通过轮流获得相位通行优先权进而逐步消散各自方向上的拥挤车流,最终达到预防交通拥挤和快速消散交通拥挤的优化目标．仿真实验证实,本优化方法在处理饱和交通流上较Webster绿信比优化模型更有效．     

基于VII的定时信号灯交叉口车辆通行引导策略

定时信号灯交叉口是目前城市中最常见的交叉口类型之一,行驶在城市道路上的车辆由于受到交叉口信号灯的约束而造成延误,不稳定的行驶速度和停车等待所产生的排放和能耗不符合当前节能减排和"低碳出行"的要求.随着技术的不断发展,智能车路已经越来越多地应用到解决交通问题中,VII的出现使得车路之间的关系更加协调.论文基于VII的交通环境,面向提高通行效率和节能减排,提出了一种新的定时信号灯交叉口车辆通行引导策略,针对城市主次路交叉口主路车辆延误和排放问题进行深入分析,提高主路车辆的行程时间同时减少了排放和能耗.利用基于VISSIM的COM端口编写的仿真程序并进行评价,优化效果明显.     

两相位交叉口左转交通流冲突延误改进模型

为改善两相位交叉口左转车流与直行车流冲突延误模型的适应性,解决现有冲突延误模型多以负指数分布为主描述车头时距分布与信号控制交叉口的实际运行状态不一致问题,用M3车头时距分布对冲突延误模型进行研究．首先采用M3分布来描述交叉口车头时距分布,并考虑左转车排队延误以及1个周期内绿初直行车排队数对冲突延误的影响,建立两相位交叉口冲突延误改进模型．结果表明:改进后的冲突延误模型计算得到的左转车在冲突点处的延误与实际比较吻合,从而模型的有效性得到验证．模型既完善了现有冲突延误的计算理论,又可以为信号配时进一步优化提供理论依据．     

基于聚类思想的交通信号相位组合优化研究

为合理地进行信号相位组合的优化设计,从单点信号控制交叉口车辆运行特性出发,对相位组合优化问题进行分析。首先定义相位绿灯时间的相对利用率,在此基础之上,将相位内交通流的组合优化问题抽象为不同交通流对象之间的聚类问题,运用聚类分析方法建立相位组合优化模型。模型选取相位绿灯时间的相对利用率作为聚类结果的检验标准,将交叉口延误时间作为相位组合优化方案的评价指标。通过vissim仿真对比,信号交叉口总延误降低15%左右。     

渠化可变导向车道交叉口预设信号配时优化模型

为了充分利用渠化可变导向车道交叉口的时空资源,建立了以交叉口车辆总延误最小为优化目标、以可变导向车道功能和相位有效绿灯时间为决策变量的预设信号配时优化模型。使用交通仿真软件VISSIM对本文模型进行了模拟验证。结果表明,可变导向车道功能和相位有效绿灯时间存在最佳组合,这种组合能使各股车流的车均延误最小、各进口道的平均排队长度和最大排队长度最短。为了进一步考虑多时段信号控制问题,提出了渠化可变导向车道交叉口多时段预设信号配时设计流程。研究成果能够合理地设定信号交叉口任一时段可变导向车道功能与信号配时方案,可以有效地提高交通流运行效率,为可变导向车道控制提供理论依据与方法。     

基于交通冲突的行人过街危险度研究

行人过街的危险度不仅与过街条件、过街设施有关,而且与道路上的交通量及分布情况、道路的断面形式、驾驶员的注意状态有关.运用交通冲突技术理论对行人过街过程进行分析,选择车辆制动时间距离作为判别冲突严重程度的标准.定义行人过街的危险度,研究在行人自由过街、无控制人行横道、信号控制无干扰人行横道、信号控制有干扰人行横道处等条件下行人过街的危险度的计算方法,通过算例明确了计算过程和计算方法.     

基于交通效益的路段无控制人行横道设置

为了使人行横道更好地服务于过街行人,同时不对道路上的车辆产生过大影响,对路段无控制人行横道的设置条件和选址进行了研究.分析了路段上设置与不设置无控制人行横道两种情况下的行人和机动车的运行特征,提出两种情况行人过街条件下交通总费用的计算方法,通过对比提出以总体交通效益最大为目标的路段无控制人行横道设置依据,给出分析计算流程.以交通系统的交通总费用最小为目标建立路段无控制人行横道设置的优化选址模型,采用枚举法和遗传算法进行优化选址,分别给出了计算流程和实例验证.可以用于指导城市道路路段无控制人行横道的设置,优化行人过街环境.     

平行流交叉口左转非机动车钩形转弯优化设计

为提升平行流交叉口的运行效率,消除左转非机动车和直行机动车冲突,将钩形转弯的概念引入到平行流交叉口设计中,给出非机动车过街控制策略,并结合机动车通行和行人过街,将其整合到一个统一的优化模型中。考虑信号相位相序、绿灯时长、周期时长、左转非机动车待行区容量、非机动车清空时长、车道平衡等约束条件,以机动车通过量最大为优化目标,建立线性规划优化模型。研究结果表明：两步过街和优化设计解决了左转非机动车安全过街问题,是平行流交叉口非机动车过街设置的有效替代设计方案;在低高两种流量场景下,相对于常规设计,两步过街分别降低了35.02%、55.52%的机动车延误,优化设计分别降低了42.71%、65.60%的机动车延误;两步过街会造成左转非机动车延误大幅增加,不适用于左转非机动车流量较高的场景;常规设计机动车最大通过量受直行机动车流量和左转非机动车流量的影响最为严重,说明消除左转非机动车和直行机动车冲突,对提升交叉口通行能力作用显著,有助于推动绿色出行发展。     

港湾式公交车出站对道路交通流影响分析

公交站点的运行往往影响道路交通流畅通与否。文章根据港湾式公交车出站过程中所具有的"车队"特性,提出使用修正韦伯斯特延误模型对公交车出站过程中公交车和社会车辆的延误进行分析,以便反映港湾式公交车出站对道路交通流的影响。最后,利用算例分析了不同到达率水平下的延误。     

势能场影响区域车辆交互速度变化模型

为定量分析交通流中车辆间的交互影响,开展了主干路车辆交互速度变化模型研究,通过类比势能场理论中的引力和斥力,界定了势能场影响区域的概念,将目标车运行时与周围车辆的吸引和排斥作用归结为势能场影响区域交互面积的变化,提出考虑势能场影响区域的车辆交互分析方法,建立了目标车速度变化量与势能场影响区域交互面积的线性模型. 采用P3-DT北斗高精度定位测向机采集车辆坐标和速度,标定模型参数. 用该模型计算目标车速度变化量,并与实测数据进行对比. 结果表明:模型计算值与实际值之间的误差小于15%,车道变换时间越短,目标车与目标车道后方车辆间的交互作用越明显,后车的减速操作越迅速,验证了模型的有效性. 该模型将传统微观交通流分析中的车速与车辆间距两大因素归一为势能场影响区域交互面积,可为微观交通流中的多车交互研究提供方法,并为自动驾驶车辆提供速度控制策略.     

混合交通中非机动车对路段交通流的影响

在混合交通流中,交通流由于非机动车的阻滞干扰,容易造成交通延误.目前尚缺乏明确对这种延误进行分析的数学模型和计算方法.本文针对双向两车道的道路,建立了非机动车由于阻滞干扰造成的路段交通流延误的模型.该模型对于定量分析混合交通中非机动车对路段交通流的影响,对于评价路段的服务水平,确定合适的路阻函数等具有一定的意义.     

Cellular automation model for analyzing capacity of branch road section

In order to reduce the traffic pressure of urban arterial road with the rational utilization of the branch road, the vehicle meeting behavior on the branch road without divided lane was described, and the cellular automation (CA) model was put forward by introducing meeting behavior to reflect the relation between safe meeting speed and road width. The numerical simulation results depict several relation curves between road section capacity, speed and road width under different directional distributions of traffic flow, as well as the curves between the major and minor direction saturation flow, speed and road width. These relation characteristics indicate that except the one-way road section capacity and speed remaining unchanged, other road section capacities and speeds under different directional distributions increase with the increase of road width. On narrow road, the two-way traffic capacity and speed are less than those of one-way traffic; on wide road, the two-way traffic capacity doubles that of one-way traffic, but their speeds are almost the same. As the directional distribution moves to an even distribution of 50/50, the major direction saturation flows and speeds as well as the minor direction speeds tend to decease, while the minor direction saturation flow tends to increase.     

城市客货混行干道交通优化控制方法

以客货混行城市干道为研究对象,研究了车辆组成对交叉口及路段交通运行的影响,确定了车流率等因素对车队通过交叉口所需时间的影响.针对客货混行的特点建立客货混行交通信号模糊控制模型,根据车队领头车辆类型、车队组成、主次要通行方向的特性以及各相位车辆排队长度,采用模糊控制算法来确定各相位的绿灯延长时间,并确定了调整相位差.最后用VISSIM软件,对所提出的优化控制方法与常规控制方法进行了对比仿真验证,结果表明,优化方法比常规方法平均减少车辆延误3.6 s,证明了方案的可行性和有效性.     

逐步回归法在无检测器交叉口交通流量预测中的应用

在研究交叉口相关性的基础上 ,利用逐步回归法预测无检测器交叉口交通流量 ,并应用长春市路网的实际数据对结果进行了检验 ,取得了满意的效果。此研究成果有效地解决了无检测器交叉口交通流量的预测问题 ,它使得只有很少检测器交叉口的城市的交通流诱导成为可能 ,并为交叉口的宏观管理提供了理论依据。