信号交叉口实时排队长度估计

通过改进的METANET模型来模拟车辆排队形成和释放过程,并以该模型为基础,通过分析排队队尾车辆的空间分布计算得出排队队尾位置,从而获得实时信号交叉口车辆排队长度。最后,对提出的城市信号交叉口排队长度实时估计方法进行验证。结果表明,用本文提出的车辆排队长度估计方法能够实时精确地得到交叉口信号周期内车辆动态排队长度,进而为城市道路交通控制与管理提供必要的决策支持。     

城市主干路交通溢流控制建模及仿真

利用冲击波理论估计路口的排队消散速度,利用累积的原理估计路段的最大排队长度。下游路口周期开始到最大排队期间,根据上游到达排队车辆加路段初始排队车辆等于下游消散排队车辆的基本物理原理,建立发生交通溢流时的临界相位差模型。通过改变等长度路段的流量和等流量下路段的长度,分别计算临界相位差。结果显示,该模型能够有效避免交通溢流现象的发生。     

协调信号交叉口间路段上的车辆排队模型

为了描述路段上车流受上、下游信号交叉口影响而产生的集结与消散现象,通过分析协调信号交叉口间路段上的车辆排队演化过程,基于冲击波理论建立了车辆排队模型。为了验证模型的有效性,应用VISSIM交通仿真软件设计模拟方案,采集每辆车在上、下游检测器处的速度及其到达时刻,根据模型计算得到55个周期的排队消散长度和二次排队长度。结果显示,排队消散长度和二次排队长度计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占72.73%和85.45%。该模型可以用于估计协调信号交叉口间路段上的车辆排队长度,为交通控制方案的优化或调整提供理论依据。     

干线绿波协调控制优化研究

为改善干线绿波协调控制效果,提出优化系统共用周期和相位差的方法.该方法考虑交叉口间距对共用周期影响,将传统共用周期和韦伯斯特信号周期算法结合进行优化;考虑车辆出入干道对红灯车辆排队消散时间的影响,建立动态车辆排队消散时间模型,将此模型引入最大绿波带法进行改进,从而优化求解相位差.案例分析表明,优化方案有效改善了平均延误时长、排队车辆数、停车次数等指标.     

交叉口延误函数与实时信号配时优化模型

在交叉口初始排队长度和车流到达率已知的情况下,给出了交叉口在一个周期内各相位车辆总延误的函数表达式,继而建立了一个以相位绿灯时长及周期时长等配时参数为决策变量,以交叉口单位时间总延误为目标函数的非线性规划模型.这个模型及与之相应的快速求解算法,可以直接用于交叉口实时信号配时.也可以通过它产生BP神经网络的学习样本,使得利用神经网络实现动态信号配时成为可能.     

基于排队论模型的偏置右转车道长度设计

为了解决因城市交叉口交通渠化中偏置右转车道长度设置不合理,导致右转车辆在交织分流区域与直行车辆冲突的问题,通过对偏置右转车道设置条件和红绿灯信号周期分析研究,运用排队论计算直行等待区信号周期内车辆排队长度以及常规状态下车辆制动距离,结合高密度状态下的车辆右转行为分析,提出了一种测算偏置右转长度的新算法。以淮安市承德南路与枚乘东路交叉口为例,借助VISSIM仿真,结果表明经该算法优化后的偏置右转车道长度能够减少车辆在该交叉口的延误时间,提高其通行效率,缓解拥堵问题,保证车辆运行环境的安全。     

基于模拟退火算法的事件影响交叉口可靠性优化方法

行程时间可靠性是评价交叉口运行效率的关键指标,交通事件是造成交叉口拥堵的主要因素之一。研究一种适用于受交通事件影响的交叉口行程时间可靠性优化方法,将有助于提高交叉口的运行可靠性,防止事件造成交叉口拥堵蔓延。考虑交通事件发生位置对交叉口运行的影响,假设车辆的车头时距服从M3分布,根据间隙接受理论和车辆到达累积曲线推导队列长度的计算公式。所提优化模型将车辆排队长度作为约束,能够使交叉口行程时间可靠性最优,采用模拟退火算法求解该模型。数值结果表明,当交通事件发生在交叉口进口道时,对行程时间可靠性的影响更严重。所提方法能够有效改善事件影响下的交叉口行程时间可靠性,缓解事故造成的交叉口拥堵。     

基于联合概率数据融合的多目标车辆安全跟随

为了实现密集杂波环境下多目标车辆安全跟随，提出多源传感器数据融合的多目标车辆跟踪算法与纵向避撞预警策略.针对多源传感器观测序列因采样周期、采样起始时刻、通信时延差异等引起的时间异步，以及空间上存在不同维度、不同坐标系的问题，给出时间配准与空间融合的软同步方法.采用基于改进的联合概率数据关联(JPDA)的单一传感器多目标状态估计算法对目标轨迹进行滤波估计，能够在保证有效关联的同时，在一定程度上降低计算复杂度.基于多源传感器联合概率数据融合(MSJPDA)序贯滤波算法对目标的运动状态进行序贯更新，将最后一级的输出作为融合中心的最终状态估计，再根据威胁估计模型对追尾危险的发展态势进行评估与分级.实车试验与仿真结果验证了该算法的可行性与有效性.     

单点交叉口信号灯优化配时研究

提出了单点交叉口信号灯优化控制新算法，通过对单点交叉口每个方向每条车道未来时刻车辆到达数的有效预测，采用模糊控制推理信号灯下一个周期的时长. 在此基础上，建立以车辆平均延误最小和交通流量最大为目标的多目标优化模型，采用排序-遗传算法优化得到每个相位的绿信比，根据此绿信比将周期时长分配到各个相位，从而得到了最优的信号灯配时. 仿真试验表明该算法是有效的.     

单点交叉口信号灯优化配时研究

提出了单点交叉口信号灯优化控制新算法，通过对单点交叉口每个方向每条车道未来时刻车辆到达数的有效预测，采用模糊控制推理信号灯下一个周期的时长．在此基础上，建立以车辆平均延误最小和交通流量最大为目标的多目标优化模型，采用排序-遗传算法优化得到每个相位的绿信比，根据此绿信比将周期时长分配到各个相位，从而得到了最优的信号灯配时．仿真试验表明该算法是有效的．     

差分方程模型在交通流计算中的应用研究

针对交通流计算中车道被占对道路通行能力的影响以及所导致的车辆排队长度等问题,本文给出了一种能快速计算车辆排队长度的数学模型,且以此可以分析不同车道被占对道路实际通行能力的影响。首先明确道路实际通行能力的定义,并将车道被占后的时间离散化,然后根据车辆流动数量关系建立车辆排队长度的差分方程计算模型。通过实际视频资料的验证,利用差分方程模型计算的结果能很好地与实际情况相吻合。该研究结果能用于车道被占后,为上游路口车辆放行数量与放行方向等交通信号控制提供预判依据。     

交通信号灯配时优化控制理论研究

针对城市交通拥堵日益严重的问题,提出一种自适应交通信号灯配时优化控制理论.主要采取的方法是利用设置在交通路口的高位摄像机,获得车流图片或者车辆视频,再运用图像处理技术分析图片,结合相位绿灯分配时间的线性算法,以交叉路口流通能力最大、平均延误时间最小或排队等候的车辆数最少为优化目标,尽最大可能地实现绿波带.这项技术使用的结果能用来进行交通滞留状况下的智能交通调节.这种自适应配时优化方案,能够对交叉路口车流情况进行综合优化,实时修正各个相位的配时.     

车路协同环境下基于路径的信号协调优化模型

基于车路协同环境下的动态路径流量、初始排队长度等信息及车辆-信号控制系统实时通信的运行环境,研究并建立了双向协调路径、车辆动态速度和交叉口配时参数的集成优化模型,克服了传统交叉口信号协调方法中路段行驶车速固定、受初始排队长度影响显著和不能优化协调路径的缺点。模型以协调路径流量与速度乘积最大为目标,以双向协调路径、相位差、车辆推荐速度等为决策变量进行优化,并建立了排队、车速、信号配时参数等一系列约束条件以确保集成优化解的可行性,从而实现了协调控制系统不停车通过量最大且延误最小的目的。与经典Maxband模型及Synchro软件的信号协调控制优化方案的比较表明,本文模型能够显著地提高绿波带宽,降低停车次数,提高协调效益。对路径流量波动、路段长度、最大限速及饱和度的敏感性分析进一步表明本模型能适用于不同的道路和交通条件,实时优化协调路径、车速及相位差。     

交通事故下道路通行能力与排队长度的研究

针对车道被占用对城市道路通行能力的影响及车辆排队问题,通过车辆换算、公式推导,综合分析交通事故视频中车流量数据、上游路口交通组织方案及信号配时方案和交通事故位置示意图,建立实际通行能力、事故影响力指数、交通波模型、排队长度分段函数等模型,分析道路通行能力变化过程,并给出了排队长度与实际通行能力、事故持续时间、车流量之间的关系式．     

基于路段下游检测线圈的路段行程时间估计

为解决路段下游线圈检测信息因受交通控制信号影响无法估计路段行程时间的问题,通过分析车辆在停车线处的动力特性,利用牛顿运动定律,对路段下游线圈检测车速进行分析修正,获取车辆通过停车线的修正车速.分析了车辆排队前部与其后车辆在通过下游检测线圈的不同运动特性,分段估计车辆通过路段的时间.用VISSIM4.20模拟软件设计实验,对比分析了基于路段上下游线圈检测信息进行的路段行程时间估计结果.实验结果表明,利用提出方法估计的结果较基于上游检测信息估计结果的准确性和稳定性均有提高.     

有无信号灯控制的T形交叉口元胞自动机模型比较

利用元胞自动机方法建立了一个具有三个进车道的信号灯控制的T形交叉口模型。在以前的无信号灯控制的模型中,一些进车道的车辆在交叉口只有一个行驶方向,而在本文模型中采用更为实际的两个行驶方向,并采用具有固定周期的三相信号灯来控制交叉口的车辆冲突。通过数值模拟给出了本文模型的相图和系统的总流量,并与无信号灯模型结果进行了比较。     

改进的干线协调信号控制优化模型

基于混合整数线性规划方法,对经典MULTIBAND模型进行改进,提出绿波带干线协调信号控制优化方法.通过取消绿波带对称约束和增加带宽比例约束,对绿波带形式进行优化;分析干线上、下游交叉口车辆排队情况,建立排队消散时间模型,得到改进的MULTIBAND模型.选取一典型路网进行模型验证.利用Lingo软件分别求解MULTIBAND模型、AM-BAND模型和改进的MULTIBAND模型,借助VISSIM软件进行信号配时方案评价.仿真结果表明,与其他2种模型相比,采用改进的MULTIBAND模型能够有效地提高干线信号控制效果,降低车辆延误和停车次数,达到了干线协调优化的目的.     

信号交叉口禁左车流交通组织设计

合理组织禁左车流能够减少左转车辆的绕行延误.考虑城市道路双向机动车间为隔离栏的情况,采用排队论和概率论方法研究了"右转—掉头—直行"和"直行—掉头—右转"两种间接左转模式下掉头开口距离交叉口停车线距离的计算方法,得到"右转—掉头—直行"模式下右转车辆与相交道路直行车辆协调控制与不协调控制时掉头开口距离交叉口停车线距离的计算模型;得到"直行—掉头—右转"模式下路段设置信号灯与交叉口信号协调控制以及路段不设置信号灯时掉头开口距离交叉口停车线距离的计算模型;提出了协调控制时路段信号的"早断早启"技术及"早断早启"时间的计算方法.实例分析表明:间接左转交通组织方案可行,对于改善交叉口运行状况效果明显.     

高速公路汽车追尾碰撞预警关键参数估计

为准确、可靠获取高速公路汽车追尾预警算法的关键参数,提出一种基于车辆相对运动典型工况的估计方法。根据高速公路车辆不同的相对运动典型工况建立多个卡尔曼滤波系统状态模型,以全球定位系统与车车通信信息结合雷达信息作为观测量,并在运行过程中检测、容忍传感器信息的不准确甚至失效,利用交互多模型算法,实时、准确、可靠的获取两车相对距离、速度、加速度以及碰撞时间等关键参数。仿真及实车试验结果表明,估计方法具有精度高、鲁棒性和适应性好的优点,且在传感器失效的情况下依然能取得较好的估计效果。     

基于多模交互的车载传感器定位算法

集成全球定位系统(GPS）和车载传感器信息,提出了一种多模交互滤波算法,使车辆可以适应多种驾驶工况。搭建了纵、侧向运动模型对车辆预期行驶位置进行全覆盖预测性描述;通过数据驱动的神经网络和车辆运动模型实现对GPS信号的可信性评价;利用车辆运动模型之间的交互滤波、概率更新等方式实现对过程误差和测量误差的精准估计。最后,在实车测试环境下进行定位融合算法的验证,结果表明,本文算法能够提升多传感器定位系统的定位精度,并在信号不稳定的情况下持续提供较为准确的位置估计结果。