基于CPS的单交叉口信号滚动优化控制模型

为了采用现代信息技术提升单交叉口的通行效率,综合考虑信息物理系统(CPS)的特性和功能,构建了基于CPS的单交叉口信号滚动优化控制架构;提出了交叉口信号优化控制的分层建模思路与框架,实现了对交叉口不同层级的状态描述;针对不同流量环境,分别以单位时间车均预计延误和加权排队长度比作为优化目标,进行实时信号优化,构建了基于CPS的分层滚动优化模型;搭建了基于SUMO与Python的实时交互仿真环境,针对未饱和、过饱和以及饱和状态变化3种流量场景进行案例分析.算例结果表明,与Transyt、Synchro、Webster、感应控制、承载力方法相比,所提模型均取得了更优的控制效果,车均延误和平均排队长度最多分别可减少43.75%和16.05%,溢流时间最多可延长37.93%.

进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制图解法

利用车辆运行的时空特征来解析干道绿波协调控制效果,能够深层地探索绿波协调设计的本质性原理。本文从绿波协调设计的原理出发,基于空间时距图几何元素的变换调整,提出了一种进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制图解法。构建了初始综合优化流程,实现了信号协调参数的初步优化设计,进一步提出了交叉口相序再优化判断准则、基于速度推进线旋转变换的公共信号周期再优化方法、基于优化判断矩阵的相位差再优化流程,并通过逐步迭代优化实现了信号相位相序、公共信号周期以及相位差的最终优化。案例分析表明,本文所提出的图解法能够快速地获得双向绿波带宽较为理想的协调控制优化方案。基于VISSIM的仿真分析表明,该方案的协调优化效果优于PBAND模型,且最终达到了正反向绿波带宽的最优值。该图解法具备设计流程清晰、优化空间连续、求解速度快的优点,同时能够获得较为理想的干道双向绿波协调优化效果,具有一定的工程应用价值。

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.

绿波轨迹特征原理及干道协调优化建模应用

从绿波协调控制需求与特点出发,针对协调优化的本质性原理展开研究。首先,创建了绿波轨迹特征点、特征线、特征方程与特征解的概念体系,提出了基于协调控制特性分析的绿波轨迹特征原理;然后,解析了面向绿波轨迹特征的协调控制周期特性、闭合特性以及叠加特性,结合匹配时间差特性分析,给出了协调路径绿波带宽损失计算方法与干道绿波协调设计目标函数;随后,根据绿波轨迹特征方程与协调设计类型,分析了绿波轨迹特征点集合的确定方法,给出了路段行人过街信号配时设计的约束条件,构建了面向绿波轨迹特征原理的干道绿波协调优化模型;最后,以广东省佛山市绿景路为例进行案例分析。结果表明:构建的模型能够获得较为理想的干道绿波带宽;相较于现状信号配时方案、MAXBAND、MULTIBAND以及SYNCHRO优化方案,所提出的模型优化方案能够有效地减少车辆平均延误时间与停车次数,取得较优的干道绿波协调控制效果。