干道交通协调控制的MILP改进算法

为了优化存在瓶颈交叉口干道的协调效果,采用数解算法对干道协调算例进行分析,提出了干道瓶颈交叉口严重制约绿波带宽度的问题.以绿波带宽度最大化为目标,将瓶颈交叉口等效为直行道路,利用数解算法求解等效之后干道的绿波协调参数;以通行能力最大化为目标对瓶颈交叉口建立动态控制模型,计算合适的瓶颈交叉口相序和相位时间,保证干道协调车流不停顿地通过瓶颈交叉口;最后,利用VISSIM交通软件对算例进行仿真,采集车辆在干道的平均旅行时间和瓶颈交叉口的车辆通行能力.仿真结果表明：提出的协调模型与原经典数解算法相比,绿波带宽度增大8.0%,车辆平均旅行时间减少8.9%,瓶颈交叉口通行能力提高5.1%,有效改善了实际中存在瓶颈交叉口干道的协调控制效果.

     

基于五维同步优化的城市干道双向绿波协调控制研究

城市干道双向绿波协调控制是提高城市主干道通行能力,降低停车延误的重要方法,本文以MATLAB图解法为基础,提出一种基于五种要素同步优化的城市干道双向绿波协调控制方法。采用基于周期、绿信比、相位、相位差、相序五维同步图解优化法,在优先保证主要交叉口单向绿波的前提下,反向协调各交叉口之间的相位差,合理运用相位延迟、早闭或单放相位等技术对城市干道双向绿波协调控制系统进行优化设计。     

考虑交织路段掉头车流的邻近交叉口信号协调控制

针对干道出入口汇入车流路段掉头需求导致的交织区车流冲突问题，建立考虑交织路段掉头的邻近交叉口信号协调控制模型.该模型综合考虑汇入车流的路段掉头以及干道直行车流连续通行的需求，以干道直行绿波带宽最大为优化目标；基于车辆轨迹特征分析，建立出入口上游路段排队清空约束，以保证干道协调控制效果；构建出入口下游交织路段清空约束，防止车辆堵塞路段掉头通道，保证入口汇入车辆在下游路段的通行权；建立入口汇入车辆的掉头约束，减少掉头车辆与主路车流的冲突，同时保证掉头车辆的连续通行；基于出入口与上下游交叉口之间的协调关联特性，给出包含出入口的干道绿波协调约束关系.以珠海市湖心路为案例进行分析，结果表明，所提出的信号协调控制模型不仅能同时满足主路车流和出入口汇入车流的通行需求，通过消除两者冲突降低协调车流的延误与停车，还能有效改善入口汇入车辆离散性较大的问题.     

干道信号交叉口群协调控制系统中的影响因素

为了改进现有干道协调控制优化算法,给出基于相位相序调整的绿波带宽优化模型,讨论了影响干道系统协调控制优化的3个重要因素,为验证优化模型的效果,设计了干道协调控制优化的计算机仿真程序,并在9种模拟干道系统的等间距交叉口和不等间距交叉口情况下,共生成了90 000组仿真场景进行对比分析.结果表明：＂主向左转提前＂和＂次向左...     

基于相交道路左转饱和交通量的MULTIBAND改进模型

为降低相交道路左转饱和交通量对干线车流的影响,提高干线协调控制效益,在MULTIBAND模型的基础上,对于相交道路左转交通量在周期内饱和的交叉口,在计算其下游路段绿波带宽时,将相交道路的部分左转相位时间计入协调方向相位中,并在模型中考虑相交道路左转相位早闭或滞后于协调方向相位对带宽求解的影响.模型的求解和仿真表明,改进的MULTIBAND模型不仅更有利于获得最大带宽,并能有效降低干道中直行车辆的延误和交叉口停车概率,尤其是相交道路左转相位处于滞后相序时,控制效果更为明显.     

考虑断点成本的长干线分段绿波控制方法

为了解决交叉口数量较多的长干线绿波控制中绿波带宽较小或无可行带宽的问题,在经典双向绿波控制模型算法的基础上,建立考虑断点成本的长干线分段绿波控制算法. 通过0-1状态变量描述各交叉口是否为绿波分段点,根据同一子段内部交叉口与不同子段之间交叉口的带宽关系及绿波传递关系,调整优化求解算法中的带宽约束与整环约束,考虑绿波分段点处的带宽损失,以不含子段首个交叉口带宽的实际长干线带宽总和为优化目标,构建考虑断点成本的长干线分段绿波控制求解算法. 通过算例,对比MAXBAND-81经典模型与所提方法的求解结果. 研究结果表明,相对于MAXBAND-81,利用所提算法能够有效地提高长干线协调控制绿波带宽,提升长干线主路的通行效率;当无法确定分段数限制时,利用所提方法可以在全局范围内求得最优的绿波分段划分方法与长干线最大带宽和.     

基于轨迹数据的干线绿波协调控制效果评价

由于干线绿波协调控制方案实施路段的物理与交通特性差异,在实际交通场景中不同干线协调控制效果难以量化比较。从绿波协调特性出发,提出了一种基于车辆轨迹数据的城市干线绿波协调控制效果评价方法,以实现对不同绿波控制方案的评价。首先利用轨迹数据进行方案评价所需的车辆OD矩阵统计;在考虑协调干线路段内未协调车辆数对干线绿波协调影响下,利用车辆实际与理想连续通过交叉口数构建干线绿波协调控制评价方法;最后用VISSIM进行了仿真验证。结果表明：该评价方法能够对不同干线绿波协调控制方案进行准确评价,且在较低轨迹统计车辆渗透率下仍具备可行性。本文方法有助于绿波协调控制算法的优化与实际应用。     

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.     

基于双向绿波带宽最大化的交叉口信号协调控制优化

为优化信号交叉口配时,减小交叉口延误和拥堵,通过改进现有的主干路协调控制相位相序优化算法,给出了基于双向绿波带宽最大化的相位相序优化模型。为验证优化模型的效果,采用VISSIM仿真软件对不同流量条件下的15组场景进行了仿真实验。仿真结果表明,交叉口延误减小了2%~29%,起停车次数降低了14%~28%,同时行驶时间缩短了1%~9%,可以有效改善城市主干路的交通运行状态。     

城市干线双向绿波控制优化设计

给出了一种实现双向绿波信号控制的改进图解法。通过交通调查先确定带速度和周期,再协调控制系统的相位差。与传统的图解法相比,改进的图解法可以根据实际的交通需求实现双向不同带宽需求的绿波协调控制,适用于进口对称放行方式和进口单独放行方式,同时也适用于双向流量不均衡、交叉口已存在排队车辆、车速变化等道路情况。实例验证结果表明:利用改进图解法设计的双向绿波可有效提高干线道路的通行率,缓解交通拥堵情况。     

饱和状态下单向绿波协调方法研究

城市干道绿波协调控制是提高城市干道通行能力、降低停车延误的重要方法。但在道路流量趋于饱和状态时,双向绿波协调控制效果不明显,笔者结合饱和交通状态的交通流特征,针对存在潮汐车流提出一种单向绿波设计方法,并以宁波北仑长江路为例进行了实证分析,验证了该方法的有效性。     

基于Synchro的绿波协调与行人二次过街协同控制

为了达到同时降低主干道上机动车与次干道上行人延误的目的,提出了一种基于Synchro的绿波协调与行人二次过街的协同控制方式:首先,在理论上分析了交叉口处机动车的非对称放行与行人二次过街的相位设置;其次,建立了机动车、行人的时间延误模型,并且结合Synchro的功能提出了控制参数的优化方法及流程。以秦皇岛市河北大街西段为例进行了仿真实验,在交叉口间距不等、双向流量不均匀、行人过街距离较长的条件下,本方法较传统方法能进一步提高对机动车与行人的服务水平。     

相邻信号交叉口临界协调间距计算方法

为了计算相邻两交叉口可以划入同一控制子区的最大临界间距,在进口道停车线前布设线圈检测器获取车流驶离图式;基于罗伯逊车队离散模型,建立了下游交叉口车队到达图式与交叉口间距的关系函数;根据HCM2000中对协调控制效益等级的划分,以下游协调相位每周期绿灯期间到达车辆数占到达总车辆数的40%作为临界条件,分别研究了单向协调与双向协调情况下临界间距指标的动态计算方法,该指标与车队流量、信号配时等动态要素密切相关;最后以算例形式对所建算法的应用情况进行了分析.     

交通信号干线协调控制经典数值计算法的改进

对干线协调控制经典数值算法进行了深入分析,指出了经典数值算法的不足之处.提出了经过修正的绿波带宽度计算方法、交叉口信号相位差计算方法以及实际交叉口与理想交叉口的匹配方法.分析表明,利用改进后的数值算法能实现各实际交叉口与理想交叉口的最佳匹配,计算得出的绿波带宽度和各交叉口信号相位差也更加准确.     

基于半感应绿波的二次时间分配算法及仿真研究

基于半感应绿波控制策略,分析协调相位与感应相位运行时间关系.针对相位优化产生的感应余量和协调相位弹性调节量等时间结余,研究了相位时间二次分配问题,建立了二次时间分配算法.结合实际交通调查数据仿真分析二次分配算法对绿波交通整体运行控制的合理性,结果表明二次分配算法可有效解决线协调控制存在的绿波损失问题.     

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。     

基于综合绿波带最宽的交叉口信号协调控制优化方法

针对传统绿波协调控制时只考虑公共绿波带最宽所存在的局限性,提出了一种优化相位差时兼顾协调范围内不同数量连续路口间的绿波带宽,进而使控制范围内绿波协调的综合带宽最大化的方法。设计了相应的控制目标函数,给出了应用图形法和试探法相结合的绿波带宽获取方法及优化流程。实例分析表明,虽然本文方法的公共绿波带宽相比传统控制方法有少量下降,但控制效果更优。     

行人斜穿信号交叉口绿波设计及延误模型

针对行人斜穿信号交叉口的实际过街需求,利用时距图分析了不同信号相位相序设置和行人过街组织方案的运行效果,提出了行人连续横穿信号交叉口的绿波带设计方式。根据行人到达和离开位置点的时刻线,推导了行人沿顺时针、逆时针以及不固定方向连续过街的延误模型,建立了总的行人连续过街延误模型通式。算例分析和仿真试验结果表明:本文提出的行人连续过街延误模型能够准确计算行人斜穿信号交叉口的延误时间,获取最佳的信号相位相序和行人过街组织方案,从而实现了行人连续过街的绿波通行,减少了行人连续过街的延误时间。     

方案选择式区域协调控制方法及应用

针对方案生成式区域协调控制的不足,提出了一种全新的方案选择式区域协调控制方法．该 方法根据实测交通数据,合理选择信号周期时间、绿信比和相位差３个控制参数,形成最实用的区 域协调控制配时方案．介绍了协调路径和协调相位的确定方法,重点研究了３个控制参数的选择算 法．其中,信号周期时间基于关键路口的饱和度进行选择与微调;绿信比根据路口的相位饱和度及 其均值和均方差进行选择与优化;相位差的选择根据下游协调相位饱和度的变化,通过速度选择来 间接实现．实际应用表明：该方法与方案生成式方法相比,平均车辆延误、平均旅行时间和平均排队 长度均得到了较大改善．     

基于干线车流排队特性的相位差优化模型

基于相邻信号交叉口的车流到达特性,分析了干线协调控制的内在机理,协同考虑车流运行至下游交叉口的6种状态,将延误分为车队头部受阻、车队尾部受阻和车流顺畅3类。针对各种状况下关联交叉口间的排队集结与消散,计算排队长度,并将排队长度引入延误计算过程,建立了干线协调控制相位差优化模型。选取青岛市长江路干线5个相邻信号交叉口群进行模型验证,明确了关联交叉口相位差与延误的定量关系,确定了以延误最小为目标的相位差。结果表明,相位差模型提升了干线协调控制系统的优化效果,延误时间平均减少27.70%。