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。     

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。     

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。     

交叉口实时信号配时优化模型

针对典型的多车道双向十字交叉路口.以四相位信号控制为例,在交叉口初始排队长度和车流到达率已知的情况下,建立了以控制周期内路口车辆延误最小为目标,以信号相位绿灯时间和信号周期时长为变量的非线性规划模型.     

两相位交叉路口最小信号周期时长

为从交通效率的角度出发寻求两相位等权交叉口最小信号周期时长,以概率论和排队论为基础,引入饱和释放损失时间,对经典的车队法模型进行改进,给出了车均延误模型.通过对比信号设置前后交叉口车均延误大小,取延误较小者为最优控制方式,得到了交叉口信号设置的临界流量条件.以此为基础,考虑最小绿灯时间等安全因素的限制,针对常见的3种无...     

一种单点被动公交优先控制算法及其效益评价

分析了周期时长与交叉口人均延误、车均延误指标的关系,确定了周期时长的计算方法;为进一步减少人均延误,提出了在不发生拥堵前提下根据各相位乘客数量分配富余绿灯时间的绿信比优化方法;最后采用算例验证的方式,分别计算了当交叉口实施单相、多相被动公交优先前后的交叉口效益,并与无公交优先控制方案进行对比分析,结果表明:被动公交优先算法的控制效益与公交优先相位数存在密切关系,当优先相位数较少时,该算法能有效减少交叉口人均延误.     

单点全感应式信号控制方法的参数取值

以典型的四路交叉口为例,介绍了一种基于车辆时距的单点全感应信号控制方法,解读了相位显示顺序、车辆时距阈值、检测区域位置、左转相位的最小绿灯时间、直行相位的最小绿灯时间、左转相位的最大绿灯时间相对增量、直行相位的最大绿灯时间相对增量等参数的作用及其适宜的取值范围。利用VISSIM和VisVAP建立仿真试验环境,采用正交试验设计安排探索性试验方案,通过方差分析和直观分析,筛选出对交叉口车均延误具有重要影响的参数并确定它们的最佳取值。验证性试验结果证实了相关参数最佳取值的有效性。     

基于流量分析的可变车道左转通行能力研究

对于机动车左转流量较大的交叉口,利用时空结合方法设置可变车道是提高城市道路交叉口左转通行能力的一种重要途径。文章根据可变车道的设置依据、设置条件及行驶规则,构建了信号交叉口可变车道左转通行能力的计算模型以及左转通行能力优化模型,通过微观仿真对模型进行了验证。结果表明:可变车道对交叉口左转通行能力的影响显著,左转通行能力的模型计算与仿真结果平均误差为4.1%,与实际通行能力接近;可变车道长度与有效绿灯时间是影响可变车道左转通行能力主要因素;通过优化模型可以得到最佳可变车道长度和有效绿灯时间,结合实际调查数据,得到经十路和舜耕路交叉口高峰期最佳左转有效绿灯时间为28 s,平峰期最佳左转有效绿灯时间为35 s。     

考虑车道拥堵和排队回溢的路口信号控制模型

为有效应对过饱和交通对信号控制的需求,首先构建宏观交通流模型以模拟排队过程的动态演化和刻画相邻车道间车流的相互作用;在此基础上,分别建立左转和直行排队回溢阻挡下的排队长度计算模型并以两者加权求和最小为目标函数,同时约束周期时长、有效绿灯时间、路段存储能力,以此提出考虑车道拥堵和排队回溢的路口信号控制模型;最后,运用VISSIM对北京市兴华大街与清源路交叉口仿真,并对比现状方案、F-Webster-B-Cobber(F-B)方案、所提出优化方案的效果.优化方案下:路口通行能力较现状提升136 pcu/h、较F-B提升312 pcu/h;车均延误较现状降低1.7 s、较F-B降低9.6 s;各进口均未出现严重排队溢出现象.结果表明所构建的信号控制模型对单点过饱和路口应用的有效性.     

面向混合交通的感应式交通信号控制方法

为解决城市道路混合交通场景中,依据机动车交通流进行信号配时的设计方法无法兼顾非机动车交通流,且可能降低机动车交通流运行效率的问题,提出了以单点优化方法以及感应控制原理为基础的面向混合交通的感应式交通信号控制方法。在实施感应控制流程之前,根据热成像检测器的实时数据,结合以交通强度为核心指标的单点优化方法确定各相位的基准绿灯时间;在基准绿灯时间的基础上,确定各相位的初始绿灯时间以及最大绿灯时间,作为感应控制阶段的关键参数。用实际数据对本文方法进行合理性分析,结果表明混合交通中非机动车流对交通状态具有一定的影响,可以通过考虑非机动车的影响确定感应控制中的关键参数。此外,还通过算例设计对所提混合交通强度指标进行了脱机验证,结果表明:考虑非机动车影响的混合交通强度指标较原有交通强度指标能够更好地反映交叉口状态,使单点优化控制下的交叉口车均延误下降了7. 69%;根据混合交通强度计算得到的感应控制的最大绿灯时间,可使调查路段的过饱和周期比例下降80. 77%。     

信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法

针对目前交叉口拥堵、公交专用车道利用率低的问题,提出一种信控交叉口公交专用车道动态共享实时控制方法。利用GPS定位实时获取交叉口处公交车的位置,并通过交通检测设备获取专用道内小汽车车辆数,结合主信号显示情况综合计算当前时刻公交专用道共享前后交叉口车辆总延误。将延误大小判断结果反馈给车道信号,车道信号显示红灯或绿灯以提醒司机是否能够进入公交专用道。引入受影响车辆概念,建立以减少交叉口车辆总延误为目标的公交专用车道共享控制模型。通过对当前时刻主信号显示红灯和显示绿灯两种情况分析,提出一种综合考虑车辆司乘系数、受影响车辆的交叉口延误计算方法,得到共享公交专用车道前后交叉口车辆总延误差值的表达式。利用示例数值模拟在多种不同场景下车道信号的显示情况,分析了专用道内已有车辆、公交车位置以及主信号显示情况对车道共享的影响。结果表明：该控制方法较符合实际情况,并能有效提高公交专用车道利用率,能够充分利用交叉口绿灯时间,为解决公交专用车道的动态共享、缓解道路拥堵提供了一种新的思路。     

信号交叉口左转车道设置研究

以交叉口运行效率为目标,运用概率论、排队论和交通流理论对信号交叉口左转车道的设置依据进行研究．假设车流到达率服从泊松分布,根据左转与直行车辆的相互作用过程和运行特性,推导了无信号交叉口左转车道设置的左转交通量阈值表达式．根据信号交叉口与无信号交叉口的不同,建立信号交叉口左转车道设置准则模型,并讨论模型中的关键参数:受左转影响的直行车停车概率的限值和左转穿越对向车流的临界间隙．对典型情况模拟计算,对计算结果分析得出信号交叉口设置左转车道左转交通量的变化规律．该研究为左转车道的设置提供了定量化依据．     

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．     

Set methods of left-turn waiting zone at signalized intersection

To maximize the number of vehicles passing by the stop-line in a cycle and improve the operation efficiency of intersection in China,the settlement of left-turn lane waiting-zone is becoming prevailing. Based on conflicting-point method,the internal mechanism of left-turn flow after stopping line was analyzed through taking postposition left-turn lane waiting-zone intersection for instance. The relationship between the first left-turn vehicle and the last vehicle of previous phase passing the conflicting point was expounded. According to the time of successive arriving of two vehicle flows at conflicting-point,the reasonable layout for waiting area of left-turn vehicles was researched when the clearance index was less than 0. The results suggest that the appropriate layout for waiting area of left-turning vehicles can improve the operation efficiency of intersections.     

路口拓宽条件下专用左转车道通行能力分析及设计方法研究

通过路口拓宽设置专用左转车道,是改善交叉口运行条件、提高交叉口通行能力的一种有效手段.笔者通过对双左转车道饱和流量数据的分析,提出了在设计和分析时,应对内、外侧左转车道分别进行的建议,并给出了左转车校正系数的建议值.拓宽车道宽度与饱和流量的实测数据进行回归分析,得出专用左转车道宽度与饱和流量的二项式关系模型,并依据此模型给出了宽度校正系数.采用概率与统计分析的方法,找出了拓宽车道长度、直行车比例和拓宽车道上平均车辆数的关系,并推导出拓宽车道长度与通行能力关系模型.     

毗邻互通立交特长隧道交通组织方法

为响应毗邻互通立交特长隧道换道通行的客观需求,解决交通组织中车道控制方式和控制路段长度问题,通过防侧滑和防侧翻临界安全状态分析,建立了基于最小车头时距的车辆变道最小安全距离模型,测算特长隧道洞内或连接段变道最小安全距离.针对单向3条车道及以上特长隧道存在二次变道的实际情况,以保证前后车保持安全距离变道为目标,构建了单次、两次变道成功概率模型,测算连接段安全变道成功的概率.借助Vissim仿真技术对特长隧道的交通组织方案、车道控制方式进行类比分析,综合考虑特长隧道运行安全性和通行效率,提出了以车辆延误、损失时间、平均速度和车道变换次数等指标比选交通组织方案,以每车平均延误、每车停车次数、车辆密度、延误比以及行驶速度等指标比选车道控制方式.结果表明:毗邻互通立交特长隧道应进行连接段安全变道最小距离验算,并进行基于安全距离单次及两次变道成功概率测算;在连接段长度不满足安全变道条件时,宜采取驶出匝道车辆在特长隧道内完成车道变换的交通组织方案.     

车联网环境下干线交通信号协调控制方法

针对目前车联网环境下仅进行车速诱导的干线协调信号控制方法存在的绿灯利用效率不高问题,借助车辆与基础设施间的双向信息交互功能,考虑车速诱导与信号控制方案双向优化,以形成饱和车队为目标,提出一种新的干线交通信号协调控制策略.在此基础上,定义每个周期每个交叉口处待处理车辆的到达时间范围;并对车辆延误和停车次数进行加权,形成一个综合性能评价指标(PI),以加权评价指标最优为目标,建立信号控制参数优化模型,并给出求解算法.案例分析表明:与仅进行车速诱导的干线协调信号控制方法相比,所提出的方法能使交叉口车均PI降低11.2%,验证了模型的有效性和可行性.从速度诱导区间、平均行程车速、交叉口间距等方面分析了优化模型的敏感度,确定了模型的适用条件,结果表明这些因素对信号控制方法的优化效果有显著影响.     

城市信号交叉口导向车道线长度模型

为提高城市信号交叉口进口道通行能力与安全水平,基于导向车道线与导向箭头的关系,分析进口道驾驶员心理特征与车辆运行行为,提出导向车道线长度模型．该模型由导向箭头识别距离、驾驶员反应距离、操作距离、停车安全距离和车辆排队长度等定量化部分构成,并以福州市某交叉口东进口道为例进行计算与仿真．仿真结果表明：导向车道线长度适宜范围为76～96m;10个评价方案中,最优长度值为86m,对应进口道单车平均延误为28s,平均速度为32km／h．在模型所得长度范围内,存在交通运行水平最优的导向车道线长度值．