单交叉口混合交通流预测与信号配时研究

从我国城市道路交叉口人机非混行现状出发,针对典型的交叉口布局,设计了解决机非冲突的2~6可变相位模型,利用检测到的各种交通流的先验知识,用人工智能和多种预测模型相结合的方法预测短时交通流,采用蚁群算法对单个道路交叉口进行动态配时优化,使道路信号交叉口交通控制方案更具有自适应性,以减少车辆延误、提高通行能力。     

无信号交叉口交通流有序运行实现方法研究

为改善无信号交叉口交通运行现状,基于自然排队思想,采用路中时间提醒装置使驾驶员获取无信号交叉口通行信息,对车速进行主动调整,达到自然排队的效果,在交叉口形成有序的交通流．运用不完全停车理论分析了此种方法对延误的降低,同时剖析了自然排队对交叉口交通的改善．实施方法的采取可以显著改善无信号交叉口的交通秩序,提高其通行能力．     

混合交通条件下单点公交优先信号配时研究

根据我国混合交通特点,对定时式公交优先信号、定周期感应式公交优先信号配时方法进行了研究,以交叉口人均延误最小为目标,基于单一相位定周期公交优先感应信号配时方法,建立了多相位定周期公交优先感应信号配时算法和建立了定时式单点公交优先交叉口信号配时模型.以某城市信号控制交叉口调查数据为输入样本,采用Newton迭代算法优化求解公交优先信号配时,运用仿真软件Vissim,仿真不同配时方案下的交叉口延误情况,分析结果表明该配时方案能有效减少人车延误,提高信号控制交叉口的通行能力.     

自行车对相邻直行机动车交通流干扰延误研究

为了合理设计带提前右转渠化车道信号交叉口,研究了自行车交通流对机动车交通产生干扰的过程及结果.通过视频摄像的方法,在昆明、长春、吉林采集到大量的信号交叉口交通流运行数据,以饱和车头时距为分析指标,分析机动车及非机动车交通流运行特征.结果表明:在绿灯时间初,随着自行车流量的增加,部分自行车将涌入机动车行驶空间,增加了机动车交通流的运行延误.通过构建延误计算模型,对其进行验证,表明该模型具有较高的预测精度.最后应用该延误模型确定了自行车交通流对带提前右转渠化车道信号交叉口通行能力的修正系数计算模型.     

短时预测下单点自适应公交信号优先控制方法

为改善单点自适应公交信号优先控制存在的配时方案滞后问题,首先依据短时预测的交通流量计算交叉口各相位未来时段所需的最短绿灯时间;然后以公交车准点车头时距和公交车载客率为指标优化公交权重,并以最小化公交车平均等待时间为目标构建目标函数,既减少非执行相位增加的延误,又提高执行相位公交的优先通行率.仿真实验结果表明:通过短时预测方式,能够获得交叉口交通流发展趋势,合理分配各相位的最短绿灯时间,有利于优化相位配时模型的计算精度,减少交叉口人均延误和车均延误.     

平面交叉口交通组织优化设计及仿真评价

平面交叉口作为交通体系的构成因素,是交通中最易导致交通拥挤和交通事故的结点. 基于辽源市福寿路与新兴路平面交叉口的交通组织现状调查以及拥堵原因分析,对福寿路与新兴路交叉口进行道路渠化以及信号配时相位优化,采用通行能力、饱和度、服务水平、排队长度及车辆延误等指标进行评价分析,并利用VISSIM仿真对该方案进行验证. 结果表明,优化方案交叉口通行能力提升43.78%,饱和度下降45.04%,服务水平提升至二级,车辆延误下降33.01%,排队最大长度下降33.63%,辽源市福寿路与新兴路交叉口交通状况得到改善,论证了该方案的有效性.     

信号交叉口电动自行车提前启亮时间的确定

基于机非干扰机理特性,提出了电动自行车提前启亮时间的确定方法,并据此构建了混合交通流信号配时多目标优化模型。结合视频提取技术,利用地板图分析电动自行车与机动车的交互影响,提出能够反映机非干扰程度的影响强度指标;通过拟合实际数据,确定释放初期时间与影响强度、电动自行车比例的复合关系,分别得到直行和左转方向的电动自行车提前启亮模型,并综合考虑时间效益、道路使用率和环境效益,构造了考虑电动自行车提前启亮的混合交通流信号配时多目标优化模型,且利用NSGA-Ⅱ算法对其进行求解;最后,通过灵敏度分析和不同配时算法的对比分析验证了模型的有效性和实用性。结果表明:对比不同交通状态下交叉口的五类信号配时方案,本文配时方案优越性明显,其中周期时长、车均延误、停车率和通行能力的最高变动幅度分别为-11.64%、-26.33%、-15.63%和6.48%。     

借对向出口车道左转交叉口交通控制方案优化

为提高借对向出口车道左转交叉口信号配时的科学性以及交通流运行效率,提出借对向车道左转的适用条件,将左转机动车的到达-驶离图式分为8种情况,分别建立每种情况下左转机动车的延误计算方法.以交叉口车均延误最小为目标,以周期时长、主信号与预信号各相位绿灯时间、借对向车道左转车道的长度为优化变量,建立了交叉口信号控制方案优化模型,并采用遗传算法进行求解.以算例的形式对所建立的优化方法进行验证,并与传统控制方法进行对比.结果表明:优化方法可以提高左转机动车通行能力,减少其所需绿灯时间,进而缩短交叉口周期时长;左转相位绿灯时间的缩短减小了直行相位的红灯时间,进而缩短了交叉口的车均延误,在高峰期交叉口车均延误下降比例达到23.8%.     

基于改进鲸鱼优化算法的多目标信号配时优化

为了使交叉口的通行效益最大化,构建以交叉口平均延误、平均停车次数最小以及最大通行能力最大化为优化目标的多目标函数模型,并提出一种基于自适应权重和levy飞行的改进鲸鱼优化算法(ALWOA)对信号控制交叉口进行配时方案优化.结合实际算例,将求解后的结果与现有方案、使用传统的Webster算法求解的方案、使用GA和标准WOA得到的方案进行对比.结果表明,使用ALWOA得到的配时方案明显优于其他方法,从而证明了改进后的鲸鱼优化算法以及函数模型在交叉口信号配时方案优化上的有效性.     

信号配时与交通设计协同优化

提出一种信号配时与交通几何设计、相位相序设计协同优化的思想。以太原市桃园路口为例进行分析设计,建立了以停车延误、停车次数和通行能力为目标的信号配时优化模型,采用罚函数粒子群优化算法（PSO）同时优化绿灯时间和信号周期,使二者达到最佳匹配。最后通过Vissim仿真的结果对比来验证此方法的合理性及有效性。     

有行人相位交叉口车辆延误计算方法对比研究

分析了行人专用相位的信号交叉口冲突,阐述了交叉口车辆延误的计算方法。以涵盖行人专用相位的四相位交叉口为案例,在交通调查的基础上采用点样本法、HCM2000模型和我国道路通行能力手册模型以两种过程计算延误。结果表明：我国道路通行能力手册模型计算的饱和度基本反映了实际交叉口的拥堵状况;延误值随着饱和度的增加与实际值误差较大。     

公交优先信号交叉口延误计算与配时优化方法

设置公交优先感应信号控制可减少公交车辆在信号交叉口的延误．其最终目的是减少乘客的延误．分析了公交优先感应信号控制交叉口车辆延误的计算方法．探讨了公交优先感应信号控制以车总延误最小为配时优化目标的传统方法的不足，提出了以交叉口减少的人总延误最大为优化目标，以保障交叉口其余相位车辆能正常通行为约束条件的公交优先感应信号控制配时优化方法，其目的是在保障交叉口交通顺畅的前提下体现公交优先，并进行了实例应用分析．     

一种信号灯优化配时算法

为促进交叉路口信号灯优化配时的进一步研究和实践,以合肥市的实际情况出发,从车辆通行能力、行人过人行横道二次过街与视野盲区问题分析交叉口典型的现状,对现状存在的问题和危险进行探讨。并利用韦伯斯特模型算法,求其饱和流量、通行能力、绿信比、饱和度、延误等基本指标参数,来对信号灯配时进行优化设计。研究表明,信号灯优化配时理论研究具有重大的理论与实践价值,但目前存在信号灯配时与人行横道设计不适应该地区交通流的周期性变化的问题。在数据收集,综合延误、行人通行能力等指标进行研究设计。     

VISSIM在公交优先信号配时中的应用

应用VISSIM微观仿真软件对混合交通条件下交叉口公交优先信号进行仿真分析.设计了信号控制交叉口公交优先信号配时Newton迭代算法和数据筛选模型.以哈尔滨市学府路某一信号控制交叉口调查数据为输入样本,编制了仿真程序,仿真不同配时方案下的交叉口延误情况,分析结果表明该配时方案能有效减少人车延误,提高信号控制交叉口的通行能力,验证了VISSIM微观软件用于公交优先信号配时的可行性.     

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。     

驾驶员变更车道对信号交叉口交通流的影响

换道行为对交叉口交通流稳定性有一定的影响,为研究驾驶员在机非混合的交通环境下变更车道的交通流运行状态,建立驾驶员在机非混合的交通环境下变更车道的元胞自动机模型,运用MAT-LAB软件进行仿真,对道路的平均车速、交通密度和车辆延误等数据进行分析.模拟仿真的结果表明:在不同绿信比情况下,换道行为可以打破道路的稳态;当交叉口的绿信比超过0.7时,道路的交通密度下降了2.3％,说明此时驾驶员变更车道对信号交叉口交通流影响不显著;交通流量增大,加剧了交通干扰,交通信号控制能有效的抑制交通拥堵,从而改变交叉口的通行能力.     

协调控制交叉口短车道长度和配时参数协同优化

为了优化配置共有路段上均含左转短车道的相邻协调控制交叉口的时空资源,以最大化交叉口通行能力和最小化车辆总延误为目标,以左转短车道长度和相位有效绿灯时间为决策变量,建立了交叉口周期时长与绿信比组合优化模型。为验证优化模型的有效性,设计了一个案例,使用优化模型和韦伯斯特模型分别获得每个交叉口的配时方案,并使用已有方法计算了相邻交叉口协调相位的绿时差,进而使用VISSIM软件模拟了两种配时方案下的交通流运行状况。结果显示:与韦伯斯特方法相比,本文优化方法能使交叉口车均延误降低约30%,而通过车辆数略有增加。     

考虑诱导影响的公交优先信号配时模型

考虑了诱导信息对交叉口小汽车驾驶员路径选择的影响,建立了替换路径概率选择模型和交通状态实时更新模型,共同约束信号配时模型的求解,进而得到交通诱导与公交优先协同作用的交叉口信号配时模型。应用改进遗传算法对优化模型进行求解,求解结果显示模型中考虑诱导信息影响后,乘客总延误、车辆总延误、人均车辆尾气排放降低幅度分别为4.4%、2.8%和1.4%,说明通过合理诱导交通流,可以一定程度上降低路网整体负荷、减少尾气排放。     

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。     

公交优先下交叉口配时优化的双层模型与遗传算法

在综合分析各类城市交叉口特性基础上,对传统的信号配时方法进行了理论改进,针对设有公交专用道的交叉口建立了公交优先交叉口配时的双层模型,并利用遗传算法对该模型进行了定量求解.VISSIM仿真实验结果表明:与传统配时方法相比,该模型不仅降低了乘客在交叉口的人均延误和车辆在车道上的平均运行延误,而且在保障交叉口交通顺畅的前提下实现了公交优先,同时未过多损害社会车辆的通行效益.