基于模糊控制的环形交叉口信号配时方案优化

为了缓解进口道流量差异导致的环形交叉口拥堵,提高环形交叉口的交通运行效率,运用模糊控制的方法,提出一种适合环形交叉口的模糊控制器,以当前相位和下一相位的车辆最大排队长度为输入变量,以当前相位的绿灯延长时间为输出变量,通过优化信号配时方案来减小环岛车辆的平均延误,并借助MATLAB的模糊逻辑工具箱对模型进行了构建。为验证模型的有效性,以长春市的景阳广场为例进行实例仿真,采用VISSIM软件搭建环岛模型,在保证外部条件不变的情况下分别对优化前后进行仿真。结果显示,环岛车辆的平均排队长度降低了5%,车辆平均延误降低了6%,研究成果为环形交叉口信号配时提供了新思路。

基于A2C的匝道相联交叉口信号控制优化

城市快速路的交通运行效率对于整个城市的顺畅通行至关重要,在早晚高峰期间,受限于相连接辅路的交通承载能力,快速路上较大的交通流量无法顺利从出口匝道驶入目标路段,在匝道上形成排队现象,严重时会导致匝道回溢,使快速路上车道由于被占用而产生交通瓶颈,造成较大的交通出行损失.利用深度强化学习算法进行出口匝道相关联的道路交叉口信号控制优化,将信号灯设为智能体,通过设置检测器,将快速路出口匝道及交叉口的交通运行情况作为智能体获取的状态信息,引入以辅路与出口匝道剩余通行能力之比为动态修正参数的奖励函数,在保证匝道交通运行效率下,完成交叉口信号优化过程.以中国北京市东三环快速路及某关联交叉口为例,借助交通仿真平台SUMO(simulation of urban mobility)及Traci库搭建仿真环境进行实验.结果表明,基于改进A2C(advantage actor critic)算法的信号控制方法在控制效果上优于传统信号控制以及基于深度Q网络(deep Q-network,DQN)算法的信号控制方法,在出行高峰期间能够有效降低匝道回溢的发生概率,有效改善辅道相联交叉口的通行效率.

考虑让行的信号控制交叉口转向交通优化研究

在加强依法让行的实践过程中,出现了“让行加剧拥堵”的现象和误解。为解析该现象并给出优化方法,首先分析了法律规范中关于让行的规定,并从微观角度梳理了信号控制交叉口的各类让行需求。其次,基于让行事件链提出交叉口组织模式、空间渠化、信号控制3个层面的优化方法。最后,通过仿真和实测两种手段对优化方法的效果进行评估。研究表明,信号控制交叉口让行问题改善的关键在于满足让行的时空需求,以及减轻转向机动车驾驶人的观察、决策和行动压力。评价结果表明,优化方法可以有效缓解让行带来的效率降低、视距不良、机非干扰大等问题,并且可以带来一些边际效益,如交通文明提升、交通管理成本降低等。

基于Q-learning和BP神经元网络的交叉口信号灯控制

解决单交叉口信号灯最优控制问题。提出了基于强化学习的信号灯控制系统结构,应用强化学习中Q学习,将信号灯最优控制问题转变成是否切换运行相位的决策问题,提出了采用BP神经元网络实现Q学习的信号灯控制系统。应用微观交通仿真软件PARAMICS进行仿真分析,结果表明该系统能够感知交通流变化,并能够自适应地调整信号灯切换策略,以达到最优的控制效果,该方法是可行的,与定时控制相比具有明显的优势。

路径规划及信号灯控制的智能优化

由于全智能化的交通控制系统尚未得到完全普及,道路交通资源占用时空二维不够均衡、城市交通规划策略与通行车辆规模不够匹配,导致城市交通拥塞、车辆准点率低等问题。针对上述问题,首先构建了基于服务员休假的多队列多服务员排队模型和级联队列的多跳排队模型,分析了在十字路口处及一般道路情况下车辆流量、信号灯时长与通勤时延的理论关系;然后提出了基于近端策略优化的路径规划及信号灯控制的智能优化方法,通过动态感知城市实时交通拥塞状态,联合规划车辆最优路径和控制信号灯最优时长,从而最大化车辆准点率。仿真结果表明,所提方法比于自适应高效联邦对比方法在时延性能方面提升了3倍以上,在车辆准点率方面提升了18%左右。

城市道路隧道出口与信号灯控制平面交叉口安全间距研究

隧道和平面交叉口是山区城市道路的重要组成部分,其合理的间距将直接影响城市道路的行车安全和通行效率。通过对城市道路隧道出口与信号灯控制平面交叉口安全间距界定,分析计算相关影响因素,建立了城市道路隧道出口与信号灯控制平面交叉口安全间距计算模型,对其安全间距进行研究,可为同类工程提供参考。

含可变导向车道交叉口的车道功能与信号控制协同优化方法

可变导向车道作为1种灵活的交通组织方式,可通过动态调整进口道的车道功能来提高交叉口的通行效率,然而在实际运行过程中,仅在直、左车道间切换的可变导向车道交叉口存在时空资源利用率不足的问题。为此研究了1种可在直行、左转和直左合用车道间切换的车道功能与信号控制协同优化方法。根据交叉口实时的交通流数据,综合考虑不同车道功能下的交叉口车均延误、切换时间间隔、交通需求变化稳定性等指标对车道功能切换进行判断,实现车道功能与信号控制的动态优化;引入含可变导向车道交叉口的车道驶离流率修正系数改进延误公式,并考虑车道功能与信号相位之间的关系,基于相位矩阵建立以车均延误最小为目标的优化模型,确定最优的车道功能、相位和信号配时方案。利用VISSIM软件搭建仿真环境,以武汉市建设大道-新华路交叉口为例进行仿真验证,实验结果表明:相比于车道功能仅在直、左间切换的定时控制方法,采用在直行、左转和直左合用车道间切换的车道功能与信号控制协同优化方法的交叉口车均延误减少9.2%~12.5%,含有可变导向车道的进口道车均延误减少10.8%~25%,平均排队长度减少9.8%~12.3%。

利用模拟方法进行信号灯控制交叉口道路交通噪声特性分析

介绍了道路交通噪声计算机模拟采样系统软件。利用采样系统软件模拟实际的道路交叉口交通噪声观测过程 ,得到所需的一系列噪声观测值和统计值。对这些统计值进行分析 ,得到了信号灯控制交叉口道路交通噪声的若干重要特性 ,并对信号灯控制交叉口交通噪声的影响因素进行了敏感性分析。

信号灯交叉口车队散布模型与信号灯协调控制

在假定速度服从正态分布的前提下，从交通流密度的角度定量地描述了信号灯交叉口处车队散布规律，得出了散布模型，并给出了该模型在相邻交叉口处信号灯协调控制上的应用实例．

基于Q学习算法的两交叉口信号灯博弈协调控制

Q学习和博弈论相结合解决相邻两交叉口信号灯协调控制问题。在基本Q学习算法的基础上引入博弈论,以Q值作为赢得函数建立赢得矩阵。相邻两交叉口之间的协调关系属于二人非零和合作博弈,采用Nash公理方法求得其谈判解,并以此作为Q学习策略选择的依据实现两交叉口协调控制。应用Paramics交通仿真软件进行算法仿真,结果表明该方法的有效性。

国道集镇段信号灯交叉口沥青混凝土路面病害成因与处治

以福建省国道205南平境内2处位于城镇段的信号灯交叉口沥青混凝土路面病害处治为例,针对交叉口路面出现病害类型,从当地气候、交通环境、设计、施工、养护方面进行原因分析,提出针对性的处治方案设计,并付诸实施,以期有效解决或降低2处交叉口沥青混凝土路面病害,延长路面耐久性,为类似交叉口沥青混凝土路面病害的处治提供参考。

基于混杂系统理论的单交叉口信号灯控制

为了应用混杂系统理论框架实施交通控制,以四相位单交叉口为对象,在建立混杂自动机模型的基础上,采用混杂系统最优控制的两状态法,提出了一种新的信号灯优化控制策略.即以1个周期内平均排队长度最小作为目标函数,应用混杂系统最优控制的两状态法,在定周期的情况下,寻找单交叉口信号灯的最佳相位轮转次序和最佳绿信比.仿真结果表明,该方法可以计算出相位最佳次序和最佳切换时刻.

基于NashCC-Q学习的两交叉口信号灯协调控制

提出一种NashCC-Q学习算法用于解决两交叉口信号灯协调控制问题。根据博弈论概念,相邻两交叉口之间的协调控制问题属于二人非零和合作博弈类型。在Nash-Q学习算法的基础上,将Q值函数的更新建立在Nash合作博弈中提出的Nash"公理方法"求博弈谈判解的基础上,进而解决合作博弈的问题,实现两交叉口信号灯协调控制。采用Paramics仿真软件进行仿真,结果表明该方法的有效性。

单交叉口交通信号灯的实时自适应控制策略

针对两相单交叉路口信号灯的放行时间等控制规律,以及交叉路口的现有硬件设施等条件,一种新的交通信号配时优化方法被提出。通过视频图像实时获取交叉路口的交通流等信息,提取南北方向与东西风向车辆排队长度,进而确定南北方向与东西方向的红灯与绿灯的时间关系,实现信号灯的自适应实时控制。模拟实验表明该方法应用方便可靠,可实时根据车流量信息自适应改变信号灯的时间,是一种科学有效的信号灯自动管理机制。

道路交叉口信号灯组合形式选用方法

为充分利用路口有限的时空资源,保障信号控制交叉口交通信号灯组合形式与交通组织、流量特征匹配,能够满足精细化的控制策略,研究提出流程化的道路交叉口信号灯组合形式选用方法。首先,介绍国标推荐的机动车信号灯和方向指示信号灯的组合形式;其次,针对城市道路交通信号灯组合形式选用中的常见误区,提出基于车道功能划分、信号管控需求、交通流量特征等关联因素进行道路交通信号灯选型的实用方法;最后,以深圳凤凰山大道/凤凰路路口为例,验证该方法的可操作性。

CACC车辆在信号灯路口通行的控制算法研究

为改善车路协同自适应巡航车辆通行信号灯路口的通行效率,提出一种考虑信号灯状态的模型预测控制算法。在信号灯路口跟随前车通行时,车辆通过V2X获取信号灯状态,包括信号灯位置、颜色、倒计时,利用车辆纵向运动学模型建立控制器输出的加速度请求与未来状态的关联,设计一个同时考虑跟车状态和信号灯通行的目标函数,通过非线性优化计算输出的加速度请求,模拟人类驾驶员在跟车通行信号灯路口的行为状态。仿真结果表明,相比于ACC车辆,使用该算法的车辆在信号灯路口通行时,在保证安全性的前提下有更高的通行效率。研究成果为CACC车辆的控制算法设计提供效率优先的理论基础,在系统同时包含经济模式和效率模式的设计状态下,对后者的设计有应用参考价值。

市政道路平面交叉口优化设计与评价方法研究

城市平交口作为市政道路的重要组成部分,具备沿线行人、机动车等交通转向、分合流等功能。但是,目前城市基础设施建设水平无法匹配迅猛增长的道路交通需求,再加上交通管理措施不完善,平交口交通事故发生率显著增加,给社会造成了损失。为了提高市政道路的通行效率且保证道路的安全性,科学设计平交口至关重要。文章首先分析了平面交叉口存在的问题,进而研究了平面交叉口优化设计要点,最后根据工程实例对平交口的优化设计和评价方法进行了具体分析。

城市道路典型环形交叉口交通组织优化研究

本文以东钱湖大道—锁岚路交叉口为例进行研究,提出“隔离绕行+信号控制”的交通组织优化策略,并对比评估该交叉口改造前后事故率、平均延误等关键参数的变化。结果显示:该交叉口事故率下降85.3%、整体延误下降90.4%,平均延误时间下降至2.3 s。本研究对规范环形交叉口的交通秩序、改善其交通安全、提高其通行效率具有一定的参考意义。

混合Petri网交叉口信号灯建模的模糊优化

城市车流量急剧增加和道路通行能力之间的矛盾日益激化,交通拥堵已成为亟待解决的社会问题。道路交叉口信号灯优化控制是解决该问题的有效方法。基于城市道路交通系统随机性强、离散性连续性混杂、难以用数学模型精确建模等特点,提出了一种用连续Petri网建立道路交通流模型,用离散Petri网对道路交叉口信号灯进行控制的方案。根据车流量的动态变化,采用模糊控制对交叉口绿灯时间进行自适应优化。仿真结果表明,该方案能提高交叉口通行能力,减少车辆延误,优于传统的控制方法。

城市停车标志交叉口交通信号灯智能控制仿真

由于城市人口增多,车辆堵塞的问题愈加严重,需要研究出有效的城市停车标志交叉口交通信号灯智能控制方法,针对当前方法仍然存在的车辆堵塞问题,提出了一种基于对称性换道规则的信号灯智能控制方法。上述方法利用停车标志交叉口交通信号灯变换时间的取值对车流密度、车流速度和车流流量的函数进行控制,在控制上述函数的同时建立了城市停车标志交叉口交通信号灯模型,将交通信号灯模型按照对称性换道条件进行换道操作,通过信号灯信号更新的方法,实现对城市停车标志交叉口交通信号灯的智能控制。仿真结果表明,提出的基于对称性换道规则的信号灯智能控制方法极大的缓解了城市车辆的交通堵塞问题。