基于模糊逻辑的区域交通协调控制方法

城市路口拥堵问题是制约城市发展的一个瓶颈。目前,信号灯模糊控制研究对象大多集中在单路口或者干线上相邻的几个交叉口,但城市区域内各个交叉口交通流实际上是相互影响的,因此以上研究存在一定的局限性。针对这一问题,将区域交通信号灯作为研究对象,对区域内信号灯进行模糊协调控制。仿真结果表明,在不同的交通流量情况下,和定时控制、感应控制方式相比,信号灯区域模糊协调控制能更大程度地减少路口车辆平均延误时间。     

单交叉路口交通灯实时配时算法的研究

研究了城市道路交通信号实时控制系统的问题,重点论述了单交叉路口交通信号灯控制(点控制)模型的实时配时算法.根据城市交通流分布规律,设计出流量序列生成算法来模拟实时交通流;通过建立信号灯动态模型从而获得最佳周期长度和有效绿灯时间,然后采用模糊控制算法对信号灯配时方案进行实时的动态优化调整,并建立基于排队的车辆延误模型来对模糊控制算法进行评价.计算机模拟仿真的结果表明所设计实时配时方案比定时配时方案有显著的改善.     

城市交通主干路相位差优化研究

从双向四相位主干路交通流的动态特征出发,以整条主干路上的所有车辆平均延误最小为目标,建立了城市主干路路口间相位差的优化模型,并用遗传算法对目标函数进行优化。通过计算机仿真表明该优化模型是合理可行的。     

信号灯作用下的车辆跟驰行为研究

跟驰模型是交通流理论的研究热点.在分析了目前交通流跟驰理沦的基础上,探讨了信号灯对车辆跟驰行为的影响,提出了改进的交通流跟驰模型.该模型以信号控制交叉口为主要研究区域,以车头间距和信号灯颜色状态作为输入,以车辆跟驰状态为输出,从而建立了分段函数模型,并用仿真软件进行了实验验证,结果证明了模型的可行性.最后,对该研究方向进行了展望.     

高速公路主线限速与匝道融合的协调控制

为缓解高速公路的交通拥挤,主线限速、匝道融合等常被应用,因主线限速和匝道融合经各自优化获得的控制策略可能存在矛盾,故二者协调是必须的,而如何建立和求解二者的协调控制模型还没有有效方法.本文基于宏观交通流理论和多agent技术研究了此协调控制问题.为此首先阐述了高速公路的一般宏观交通流模型;然后分析主线限速、匝道融合的交通特性,建立了主线限速-匝道融合交通流模型;并协调主线限速和匝道融合,建立了协调控制模型.最后,基于多agent技术和分层递阶结构提出了协调控制模型的求解算法,并给出了应用此方法控制仿真高速公路的一个实例.     

基于CA的交叉口模型的仿真研究

结合我国混合交通流的实际情况,建立了二维细胞自动机交叉口交通流模型,并用VC开发了相应的仿真系统.仿真系统可以对平面十字交叉路口的多种交通流相进行了模拟分析,还能够根据交通密度变化,通过实时改变信号灯控制方案改善交通流运行状况,从而找出一种最优的交叉口信号控制方案.     

改进粒子群优化的关联交叉口协调控制

提出了基于改进粒子群优化的关联交叉口协调控制方法。建立了关于排队长度的交通流模型和协调控制目标函数,利用改进粒子群算法对各交叉口绿信比和考虑双向绿波的相位差进行求解,实现了关联交叉口的最优控制。以实际采集的几个关联交叉口的交通数据仿真表明,相比单向绿波控制和感应控制,所提方法可有效减少延误和平均排队长度。     

车路协同环境下基于动态车速的相位差优化模型

针对基于固定路段行驶车速的相位差优化模型在优化双向滤波时存在的不足,本文基于车路协同环境下车辆–信号控制系统双向、实时通信的运行环境,研究并建立了车辆动态速度与交叉口相位差的整合优化模型.首先,基于对上游交叉口流出的两类交通流,即饱和交通流和非饱和交通流运行特征分析,建立了速度与相位差相互影响关系模型,在此基础上,分别针对两种不同的交通流,以干道实时流量与速度乘积最大为目标,考虑初始排队清空时间,可变速度范围,和相位差取值空间等约束条件,建立了车辆速度与相位差的动态优化模型,从而实现干道交通流不停车通过量最大且延误最小的目的.最后,对比分析了本文模型与经典Maxband绿波优化模型及Synchro软件的信号协调控制优化方案,结果表明,相比其他两种典型优化方法,本文模型能显著提高双向绿波带宽并大幅减少停车次数,提高协调控制的效益.     

开放边界条件下的安全驾驶交通流模型

在开放边界条件下,针对NaSch模型中存在的高速车辆可能发生追尾事故的不安全性,采用一种安全的驾驶交通流模型,利用MATLAB软件进行了计算机仿真,数值仿真了在不同参数下的交通流基本图.结果表明,考虑开放边界后,系统从自由运动相转化为最大流量相或从阻塞相转化为自由运动相的临界点有所变化,并且在临界密度区域内车辆出现了与实际交通流更为符合的缓慢行驶的同步相而不是完全的阻塞相,从而有利于提高道路的通行能力.     

智能交通信号灯配时及优化设计

随着城市车辆数目的急剧增长,车辆与路面的矛盾越来越突出,增加道路面积只是治标不治本.实践证明,合理地对城市交通信号灯进行控制,将高峰期和平峰期分开对待,设置合理的配时,对于改善交通流的质量,更好地利用现有运输能力,实现交通流的安全性、快速性和舒适性都能起到很大作用.文中根据城市道路的交通流量及饱和流量结合所提出的双周期算法对单交叉口设计出一种较优的配时方案(所有算法已编成应用软件),并在德国PTV公司的Vissim交通模拟仿真软件上测试,获得了不错的效果.     

A cell-based robust optimal coordinated control on urban arterial road

Process of optimizing coordinated control is divided into two stages.At the first stage,the study improves a robust optimal control model of single-point intersection to optimize cycle and split.At the second stage,the study combines all links with intersections of arterial road as a complete system,and applies cell transmission model to simulate traffic flow on urban signalized arterial road.We propose a coordinated control model based on the platform to optimize offset between adjacent intersections.Genetic algorithm is executed by MATLAB to solve the model.The performance evaluations show that the model not only effectively reduces average delay and stopping rate of vehicles on arterial road and largely enhances traffic capacity of arterial road,but also lowers the sensitivity of signal control for flow fluctuations.     

基于GA-PDD的干线信号协调控制优化

针对城市交通干线负荷量大、信号配时计算效率低、协调优化约束条件多的特点,提出了基于比例分配解码方法的遗传算法(GA-PDD)协调控制策略,采用交通波理论建立了排队长度预测模型并以干线系统内车辆平均延误时间最小为目标函数建立了遗传算法优化模型,采用比例分配解码方法来进行求解.分别采用单点信号控制、定时协调信号控制和基于GA-PDD的协调控制3种控制策略对某城市干线实例进行对比仿真实验,仿真结果表明,随着调用周期的增大,GA-PDD控制策略的车辆平均停车次数和延误时间逐渐减小,调用周期在15 min及以上时,优于单点信号控制和定时协调控制,验证了不频繁剧烈地改变干线上的信号周期和相位差时,GA-PDD控制策略具有可行性和有效性.     

一种智能交通信号控制机的设计与实现*

该系统采用了“绿冲突”和备用方案的容错控制方式。即使主控部件出现故障,信号机仍可以按备选方案工作。为了便于与上位控制机连接,信号机提供了多种通信方式和“线控”功能。基于车流量检测,提出了信号机的智能控制方案。实际应用结果表明,新型的智能交通信号机系统性能稳定可靠,功能较强,便于实现“绿波带”控制和交通网络协调控制。     

基于粒子群算法的多匝道协调控制

高速公路入口多匝道协调控制是调节各个入口匝道进入到主线的交通量,从而使主线交通流处于最佳状态。由于多个入口匝道相互关联和相互影响,多匝道协调控制具有强的耦合性、非线性和时变性。针对上述问题,提出了一种基于系统分层和粒子群优化算法的控制方法。首先论述了高速公路多匝道系统的原理模型;然后阐述了多匝道协调控制系统的实现,系统由协调控制层和直接控制层组成,其中前者负责模型选择、参数调整和确定期望的密度轨迹,后者采用比例积分微分控制器实施控制,并引入粒子群算法对控制器的比例系数、积分系数和微分系数进行优化;最后进行了仿真实验。结果表明,当高速公路出现交通拥堵时,系统能够快速地消除拥堵,并使主线交通流趋于稳定。该方法为高速公路多匝道控制提供了一种切实可行的新途径。     

基于粒子群优化算法的多交叉口信号配时*

以城市道路多个单点信号控制交叉口组成的绿波系统为研究对象,对绿波系统的交叉口信号配时优化进行研究。通过对路段和干线机动车流进行协调控制设计,以西安市某两相邻交叉口晚高峰时段各进口道的交通量、通行能力、饱和流量以及各交叉口进口道的实际车均延误时间为约束,确定各交叉口的信号周期及各相位有效绿灯时长,使得干线延误量最小。设计了PSO算法的编码方式,分别采用PSO算法、灾变PSO算法和二阶振荡PSO算法对多交叉口交通信号配时进行优化计算。仿真实验表明,二阶振荡PSO算法在该实例中表现最优。     

窗口流量控制的干线动态协调控制方法

城市交通干线在高峰时期经常处于饱和状态,排队车辆溢出至上游交叉口的"死锁"现象时有发生.为避免干线阻塞、提高饱和条件下干线交通流的运行效率,首先提出一种有效带宽评价方法对已有干线绿波协调控制系统的运行状态及控制效果进行监控;其次借鉴TCP/IP窗口流量控制思想,设计一种窗口流量控制的干线动态协调控制方法,控制城市干线拥挤交通流.模拟试验及对比结果表明,通过窗口流量通告的方式,下游交叉口可以向上游交叉口实时告知路段的有效容量,便于各交叉口信号机根据当前的交通需求及路段的有效容量重新分配各股车流的绿灯时间.     

基于层级控制的宏观基本图交通信号控制模型

针对城市交通子区内部与边界交叉口的协调控制问题,提出基于分层多粒度与宏观基本图的交通信号控制模型HDMF.首先利用城市交通系统的分层多粒度特性与粗糙集理论描述交通要素的实时状态;然后结合基于背压算法的分布式交叉信号控制和交通元素的动态特性,计算交叉口相位压力并对相位进行决策;最后使用宏观基本图(MFD)实现区域驶出总流...     

城市快速路入口匝道与交叉口协调控制策略

为提高城市快速路的运行效率,避免快速路入口匝道处发生拥堵并影响地面交通,结合快速路交通状态的实时判别、匝道调节率及交叉口信号配时方案,提出了针对快速路典型交通状态下的精准协同控制模型。协调控制模型的四个子模型为,流量精准推送模型、交叉口关键相位迟闭、早断配时优化模型、匝道排队调节控制模型。案例仿真表明：协调控制信号迟闭策略下匝道通过流量、车均延误,交叉口平均排队长度、车均延误分别优化了2.3%、40.4%、21.8%、22.4%;协调控制信号早断策略下匝道车均延误、平均排队长度,交叉口平均排队长度、车均延误分别优化了22.6%、31.7%、9.7%、4.5%;协调控制较大程度上提升了研究区域运行效率。