城市复杂道路网络交通流的分解模型

针对城市道路交通流非线性、不确定性和模糊性特点,将城市道路与快速干道作为整体对待,提出了面向控制应用的城市交通网络宏观动态离散模型。将城市街区作为划分基点,把整个城市道路复杂交通网络分解为交叉口和单向环形道路两个子系统,分别建立了它们的宏观动态模型。通过对交叉口进行理想虚拟变形,将各个单向环形道路连接在一起,从而形成各种复杂网络。对西安市中心区域的实际交通流数据进行了仿真研究,结果表明该交通流模型基本实现了城市道路与快速干道的统一分析建模,较好地反映了城市路网的交通流信息,可以作为城市交通控制系统分析和设计的有力工具。     

基于混合Petri网的交叉口交通信号控制研究

为优化交叉口绿灯时间,根据交叉口交通流的动态属性和交通信号的离散属性,建立了城市交通网络中单交叉口信号控制的混合Petri网模型.用连续Petri网描述交叉口容量和交通流变化,用离散时延Petri网控制交叉口各个相位的交通信号,每个相位都有控制绿灯延长时间的Petri网模型.在执行了最短绿灯时间后,根据当前等待通过的车辆数,通过禁止弧对绿灯延长时间加以控制,以确定最佳绿灯时间.最后对该模型进行计算机仿真,仿真结果表明该方案对单一交叉口实现了更有效的控制.     

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.     

交叉口信号控制方案描述仿真模型

提出了一种交叉口多相位信号控制方案描述仿真模型，该模型较好地反映交叉口信号控制方案及其在仿真时段内的动态变化过程，为交通仿真模型真实地反映路网交通状态以及利用仿真系统评价交叉口信号控制方案奠定了基础。     

考虑交通流非线性特性的交通信号迭代学习控制策略

现实中城市交通流的运行具有很强的非线性特性, 采用简单的线性模型难以全面描述交通流的实际运行过程. 本文在考虑城市交通流非线性动态特性的基础上, 提出了一种非线性交通流排队模型, 并基于宏观交通流固有的周期性特征, 设计了交叉口信号的迭代学习控制策略. 通过对交叉口信号的迭代学习控制, 使交叉口各进口道的车辆排队长度尽可能趋于均衡, 提高交叉口信号有效绿灯时间的利用率, 从而提高路网的通行效率. 最后通过严格的数学推导证明了该方法的收敛性, 仿真研究及实验结果验证了所提方法的有效性.     

基于微观变量的交通流算法研究

中国城镇化发展迅速,伴随而来的城市交通状况也日益恶化,早日建成现代化的交通运输系统和交通信息管理系统成为了城市交通战略的首要任务.寻找能够正确描述交通流基本规律的交通流算法,更好地指导局部交通的优化管理和控制,是交通流研究的期望目标.基于微观变量和元胞自动机理论提出交通流算法模型.通过对微观交通流算法的设计及数值模拟,预测理想的交通流及出行分布情况,从而加深了对交通流中各种现象内在机理的认识,使其可以预测出最接近实际情况的交通流,为交通流的仿真和实时交通控制做了基础性的工作.     

微观仿真信号交叉口车辆运动的实现与研究

主要介绍了对信号交叉口的车辆运动的微观仿真研究的思路及具体实现中遇到的问题与思考。首先概述了国内外信号交叉口控制系统和微观仿真系统的发展与现状，接着介绍该文所要实现的信号交叉口微观仿真软体的总体思路和程序流程，并针对各组成部分具体详细说明了实现的方法，进一步探讨了用计算机如何对车辆运动进行描述。最后，构想了在微观仿真平台上研究路口公交优先控制方案并展望了今后的发展。     

基于多智能体的信号交叉口微观仿真

交通系统是一个典型的多智能体系统（Multi-Agent System,MAS）。应用多智能体技术建立了信号交叉口微观仿真模型,给出了机动车Agent的三层结构,详细分析了机动车在信号交叉口中的基于期望间隙和期望速度的运动决策逻辑,探讨了机动车加速度模型。针对国内交通仿真软件缺少行人与非机动车模拟的不足,以元胞自动机模型为基础引入了行人及非机动车实体,使得仿真系统更具实用性。给出了该仿真系统的实现结果和结论。     

交叉口混合交通流微观控制模型

为构建智能网联汽车(CAV)和有人驾驶汽车(HDV)混合通行情况下的交叉口通行机制与控制方法, 本文提出CAV专用道条件下交叉口协同通行模型. 首先, 设计CAV专用道条件下的交叉口布置, 对交叉口进行网格化处理,将CAV通行时隙和HDV绿灯相位对交叉口某部分网格某时段的占用统一到交叉口时空资源描述框架下; 其次, 建立兼顾CAV与HDV的交叉口时空网格资源分配模型, 构建自适应信号灯控制算法和CAV轨迹规划算法; 再次, 以车辆最小延误为目标进行自适应信号灯配时优化和CAV轨迹优化; 最后, 选取广州某典型交叉口建立仿真实验对所提方法的有效性进行了验证.     

基于多Agent的交通流仿真平台

采用多Agent方法设计并实现交通流仿真平台,仿真钟等步长推进,由调度Agent协调仿真的运行。以MaSE方法对多Agent系统建模,用自动机描述人车单元Agent和路段Agent之间的交互。人车单元Agent采用刺激-反应混合结构,路网采用分层结构分解为路网、路段(交叉口)、车道,信号控制方案分解为入口车道-流向灯色组合,用分叉树表示信号灯组的状态。用Visual C++实现该仿真平台,证明其能有效再现交通流特征。     

交叉口车辆左转避撞行为建模与仿真

由于无法对交叉口车辆左转的各种控制策略进行实地测评, 在提出了交叉口车辆左转运动轨迹模型的基础上, 建模了两种主要的车辆左转避撞行为。采用C#语言设计开发了交叉口微观交通仿真系统, 实现了车辆在交叉口左转避撞行为的动态模拟和分析。结果表明不同交通需求状况下合理设置左转避撞行为可以有效降低车辆平均延误时间、车辆启停次数等指标适合于不同交通控制策略的模拟和评价。     

多组件化微观交通仿真系统

为了模拟和再现城市路网交通环境,提高交通模型的通用性、可重用性,本文结合城市交通流特性和计算机仿真技术,对车辆、车道、道路、交叉口、信号灯等交通组成元素进行抽象和组件化,建立了具有良好人机交互界面的多组件化微观交通仿真系统．最后结合仿真实例说明多组件化微观交通仿真系统可以用于交通控制策略的测试、评估和对比分析．     

基于DEVS的交叉路口建模与仿真

考虑有信号控制的交叉路口内车辆之间、车辆与行人之间的冲突，在离散事件仿真规范（DEVS）框架下构建了交叉路口微观交通仿真模型.以某市典型交叉路口观察数据标定仿真参数，将仿真结果与按《城市道路设计规范》计算得到的通行能力进行比较，验证了模型.在此基础上，首先，仿真分析了不同左转比例对交叉路口通行能力的影响；然后，基于各方向等待通过交叉路口的车辆数目设计了智能绿信比控制策略.仿真试验表明：通行能力随着左转车比例的增加先上升后下降；智能绿信比控制能显著提升交叉路口通行能力，明显降低平均引道延误时间.由此证明仿真模型能真实地模拟交叉路口各因素间的相互作用，且易于扩充，通用性强，能够用于其它智能交通问题的研究.     

基于TCPN的交叉口信号控制模型与优化

针对城市路网中交叉口车辆通行效率低下,交通信号控制策略难于满足输入路段上车流变化的问题,本文提出了一种基于时延赋色Petri网的交叉口交通流优化控制模型。首先建立路段车流、交叉口车流和交通信号控制的TCPN模型,其次建立以交叉口输入路段车辆数最小为目标的车流优化方程。在假设信号周期固定的前提下,利用15个周期采集的交叉口输入、输出路段车辆数,求解满足优化目标的相位配时,确保交叉口输出车辆数最大,且输入路段上待通过车辆平均数最小。仿真结果表明,交叉口的通行能力显著提高,各输出路段上的车辆平均数分别增加了13.3%,9.7%,9.8%和4.3%。     

单点交通信号控制系统的优化设计

针对城市固定相序的单路口多相位交通信号进行控制,本文设计了基于车流量预测的动态调整相位最大绿灯时间的模糊控制系统。综合考虑当前相位、后续相位的交通需求度,以此决定绿灯时间分配。通过模拟交通指挥者实际进行交通控制,实时根据各相位车辆的多少进行信号的智能控制。采用遗传算法对模糊隶属度函数进行优化调整,使隶属函数的选取更为合理,随交通状况的改变自适应地调整。仿真结果表明,该方法能有效降低通行车辆在交叉口的平均等待时间,明显优于传统控制方法,并且能更有效地处理随机性较大、不确定性较强的交通流。     

基于流量的交通信号智能控制算法与仿真

交通信号控制系统是城市交通的基本组成.文章针对交通路口信号控制中的时间分配算法进行研究.根据交通路口抽象模型,综合多种路口流量因素,引入了综合流量指标来对交通流量进行量化描述.并且以该综合指标为中心设计了具备自适应能力的信号控制算法.实现了能够依据交通流量状况进行路口时间调整的交通信号控制系统模型.通过NetLogo平台进行仿真实验,证明该系统模型可以很好的适应路口交通流量变化和差异,一定程度上可以作到对交通压力的缓解.     

考虑边界交叉口交通拥堵的反馈阀门控制

基于路网宏观基本图(macroscopic fundamental diagram, MFD)实施城市区域交通控制时,为了防止边界交叉口受阻方向的车辆排队长度过长,同时提高路网内车辆完成率,提出了考虑受控区域边界交叉口交通拥堵状况的交通流反馈阀门控制方法,通过对边界控制阀门处路段存放车辆富余空间的分析,提出了阀门交叉口位置和数量选择模型;针对可能造成的阀门交叉口交通拥堵,提出了受控区域边界拥堵交通流分配算法,也即通过提前调节阀门上游交叉口的绿灯时间,把部分交通流提前控制在其它相邻上游交叉口.通过实际路网仿真,结果表明该方法可以有效控制阀门交叉口的车辆排队长度,降低阀门交叉口车辆平均延误时间和平均停车次数.     

基于蚁群算法的交叉路口多相位信号配时优化

针对城市道路交叉口的交通流特性,提出一种交叉路口多相位配时的TSP模型,采用新的优化算法——蚁群算法（ACA）来优化交叉路口多相位配时信号,并以每周期内交叉路口车辆总延误最小作为性能指标进行仿真实验。实验表明：在相同的时间和车辆到达率的情况下,采用蚁群算法优化相位和绿信比的配时方法明显优于定时配时方法,也优于定相位优化绿信比的配时方法,降低了交叉口的车辆延误,提高了通行能力;且该算法的求解速度快,稳定性好。     

相序优化模糊控制在智能交通中的应用研究

根据平面交叉路口的智能交通信号控制原理,建立了一个交叉路口的交通流量模型,提出一种基于相序优化模糊控制的交通控制方法,以PCU(小客车当量)平均延误时间为控制目标实施控制。仿真结果表明,这种控制方法能使交叉路口的PCU平均延误时间明显减小,取得了较好的控制效果。