交叉口信号相位基础理论探讨

交叉路口的功能是把道路相互连结起来使其构成道路网。交叉路口通常有多向交通流集中,该交通流又由交通信号中断,从而该处 形成交通瓶颈的情况较多。并且,右转弯车辆和直行车辆交通流以及汽车和行人等在此交错,交通事故的危险性高。因此,在进行交叉路口设 计时,需要特别考虑交通流的畅通和交通安全。并且,必须认真研究交叉路口交通的控制方法,设计与此对应的交叉路口几何构造。在本文中 将介绍交叉路口的种类、形状和交通信号控制。

考虑跨相位冲突的环形交叉口信号周期计算方法

针对信号控制环形交叉口中存在的车流跨相位冲突问题,通过分析车辆在环形交叉口内的行驶轨迹,根据相位通行时间、相位间隔时间及最短相位间隔时间的特点,建立基本周期等式与跨相位间隔时间等式约束。结合相位通行时间、相位间隔时间以及信号周期的不等式约束,考虑环形交叉口相位设计中可能出现总损失时间为负的情况,建立以信号周期最小为优化目标的环形交叉口基本信号配时模型。针对不同相位有序集合,建立一般周期等式与不等式约束,分析不同相位集合下周期取值范围随各相位流量的变化情况,给出环形交叉口信号周期取值范围的计算方法。以总流量比等于1.05为例进行仿真分析,当信号周期取最短信号周期52 s时,交叉口的各项评价指标均达到或接近最佳值。针对3种不同的交叉口进口流量情形,将本文方法与左转二次放行方法及改建十字交叉口方案进行对比分析。实验发现,两种环形交叉口控制方法较十字交叉口控制方法的延误时间与排队长度分别降低了52%和55%,在对向进口流量不均衡时,本文方法较二次停车方法延误时间与排队长度分别降低了43%和44%。此外,以广州市华夏路—金穗路环形交叉口为例进行仿真分析,对比发现,本文方法方案在延误时间、停车次数及排队长度等方面取得了较优的整体控制效益。

平面交叉口信号相位设计专家系统理论框架研究

明确分析了信号设计中相位设计和配时设计之间定性和定量的关系 ,并针对相位设计的特点 ,提出相位设计专家系统的理论框架 ,构造详实可行的专家系统知识库 ,进一步建立相位生成和优化模块 ,在相位优化模块中 ,利用交通流冲突点数量、交叉口时空利用率、信号相位损失时间总和三项指标评估交叉口信号相位方案 。

基于预信号的交叉口公交相位插入策略设计

为降低公交车辆在多相位信号控制交叉口的延误，根据公交信号优先原理设计了一种公交相位插入策略．首先，基于预信号控制方法设计了策略的进口道设置和控制逻辑，建立了保证各相位饱和绿灯时间下的策略控制参数计算模型；然后，应用排队累积图示法建立了以公交车辆与非优先车辆的车均延误变化量为指标的策略效益计算模型，发现在不同交叉口饱和度（0．50～0．90）下执行策略，公交车辆车均延误降低量均大于非优先车辆车均延误增加量，且饱和度越低，两者相差越大．最后通过实例仿真进行了验证分析，研究结果表明：在适中的交叉口饱和度（≤0．9）情况下，执行基于预信号的公交相位插入策略能够在不显著影响非优先车辆运行的同时，有效降低公交车辆的延误．

多相位信号交叉口微观仿真模型及控制系统研究

通过对信号交叉口车辆到达、排队、起动、减速、跟驰、避让等各种交通流微观运行特性的分析,建立了交叉口描述、车辆发生、车道选择、车辆运行等模型,提出了一种交叉口多相位信号控制方案仿真系统。该系统操作方便,界面形象丰富,扩展性强,有效地反映了交叉口交通流的随机性和复杂性,能用于交叉口仿真和优化控制。

信号交叉口左转保护—许可相位转换阈值研究

介绍了一种在信号交叉口建立左转保护相位的新方法 ,确立了在许可左转运行状态下 ,保护相位和许可相位转换的阈值 .基于交叉口交通优化的原则 ,根据大量的实测数据 ,利用多变量回归模型技术 ,建立了三种情况下的回归关系式 .第一种情况考虑的是专用左转车道的运行 ,而另外两种情况考虑的是共用左转车道的运行 .

两相位信号交叉口半感应控制算法

为了研究城市交叉口行人、自行车群对半感应控制配时算法的影响,通过分析两相位交叉口左转车穿越行人、自行车群的特点,应用临界间隙理论,根据左转车到达与离去平衡的基本原理,在HCM2000(highway capacity manual 2000)最小绿灯时间服务模型的基础上,建立了半感应控制算法的最小绿灯时间计算模型.用该算法计算信号配时方案,并在北京市怀柔区进行现场试验,用信号控制延误评价服务水平.结果表明,该模型可以使信号配时方案更适合行人和自行车多的实际情况,使交叉口总延误时间下降了37.8%,服务水平从C级提高到B级.

信号交叉口行人专用相位安全效益评价方法研究

为评估信号交叉口行人专用相位实施的效果,探讨路口实施行人专用信号的可行性,兼顾路口交通安全与效益指标,建立安全效益评价方法。首先分析车流与行人交叉口发生冲突的机理,引入行人间距的概念,定义行人的列冲突当量及行冲突当量,建立交叉口人车期望潜在冲突模型;并依据事故损失来计算单位车流、行人停车延误时间成本和个人平均生命价值,估算单位人车期望冲突量成本,最终建立路口整体安全效益评价方法。结果表明:车道流量、路口行人流量及车流右转比是影响路口实施行人专用相位的效益的显著因素;人车冲突成本、行人停等延误成本及车流停车延误成本是评估路口实施行人专用相位的效益的主要衡量指标。实例表明,应在行人流量较高或车流右转比较大的路口实施行人专用相位。

错位交叉口信号相位设计的线性控制法

针对城市道路网络中的一类特殊情况———错位交叉口的交通管理设计问题 ,借鉴路网信号线性控制的原理 ,提出对错位交叉口进行信号相位配时设计的线性控制法 .在此基础上 ,结合昆山和常德两个城市交通管理规划项目的具体实践 ,运用线性控制法对两个典型错位交叉口进行信号相位配时设计 ,并利用交通流模拟软件对设计方案进行模拟评价 。

两种交叉口信号相位设计方法的比较

针对交叉口交通需求和供给条件的不对称性 ,在简要回顾对称流向放行相位设计方法及相关理论发展的基础上 ,介绍了各进口单独放行的相位设计方法 ,通过模型和算例 ,对两种设计方法进行特性比较 ,得出了各进口单独放行方法设置直行左转合用车道 ,可以最大限度地平衡各流向车道的利用率、车流饱和度和延误。但交叉口的总通行能力较小 ,饱和度和延误相对较大。

基于云遗传算法的信号交叉口相序相位优化

交叉口是影响通行效率的关键场所,为更好地提高路网通行能力,提出利用云遗传算法对信号控制交叉口的相序相位及信号配时组成方案进行优化。首先,运用MATLAB构造出交叉口的相序相位优化模型;其次,利用云模型改进的遗传算法计算得到最小总延误,同时输出最小总延误下的配时方案;最后,将得出的结果与现状和传统遗传算法得出的信号配时方案进行对比验证,并运用VISSIM对3种信号配时方案进行仿真验证。结果表明,云遗传算法得出的优化方案能更好地减小交叉口延误,提高交叉口通行效率。

T形交叉口3相位信号配时改进及优化

在城市道路交通系统中,交叉口是道路网中通行能力的瓶颈和交通事故的高发区域,随着交通量的日益增大,T形交叉口交通效率越来越低。通过对T形交叉口3相位信号配时设置方法进行研究来提高T形交叉口运行效率。分析了T形交叉口交通冲突特性,提出了T形交叉口信号相位设置的相关建议。通过对现行十字形交叉口信号配时公式进行改进,取得更加适合T形交叉口3相位信号配时方法,并结合工程实例,对此方法进行阐述。此信号配时改进方法对T形3相位交叉口信号配时,具有一定的实用性。

两相位信号交叉口专用左转车道车辆运行特性研究

对两相位信号交叉口专用左转车道上的车辆运行特性进行了理论分析 ,给出了车辆实现左转的 3种可能方式及影响车辆实现左转的各项因素。利用概率论方法 ,推导出车辆利用 3种方式实现左转的概率公式及其适用条件 ,并给出了计算步骤。讨论了左转车辆到达分布的确定依据和参数估计方法 ,推荐直行车辆车头时距分布采用威布尔分布并建议采用图形法求解参数。

基于T型交叉口相位设计及信号配时的路口优化研究

针对城市道路中常见的T型交叉口,该文详细分析了T型交叉口的相位设计类型。应用信号配时优化软件Synchro对具体路口进行设计优化及评价,提出了相关的结论及建议,希望对T型交叉口的设计、优化及改造工作提供一定的参考。

基于交叉口交通量时间变化规律的自适应信号相位优化研究

总结国内相位和相序研究基础上,结合我国混合交通的特点,从分析交叉口交通量的分布规律入手,根据交通量的分布规律提出进行交叉口自适应相位优化方法和相序组织方法;在既定相位下,根据计算延误最小,求得一个使交叉口系统效率最优的相序组织方案。并给出案例,与传统方法分析对比,比较结果证明此自适应信号相位确定方法的适用性。

基于改进NSGA-Ⅱ的交叉口信号配时多目标优化

针对城市交叉口信号配时多目标优化的求解效率问题,设计了一种基于改进NSGA-Ⅱ的城市交叉口信号配时优化方案。该方法采纳车辆延误、停车次数、通行能力3个评价指标设计了多目标信号配时优化模型,并提出了改进的NSGA-Ⅱ(NSGA-Ⅱ-DE)对配时模型进行求解。NSGA-Ⅱ-DE采用DE/Rand/1的全局变异策略对NSGA-Ⅱ算法选择策略进行改进,并设计了种群动态更新算法,提高了算法的收敛速度和求解精度。结果表明改进算法获得了较好的Pareto最优解,通过典型交叉口仿真验证,相对于NSGA-Ⅱ算法,NSGA-Ⅱ-DE方法设计配时方案平均车辆延误优化提升13.42%,排队长度优化提升16.73%,平均停车次数优化提升15.50%,能够实现城市交叉口的最优化控制。

两相位信号交叉口直左机动车冲突特性研究

为更好研究交叉口冲突特性,以两相位信号控制交叉口发生冲突频率较高的直左冲突为研究对象,对长春市典型的两相位交叉口进行数据的采集和定量分析,以冲突率和冲突数为指标表征冲突特性,建立直左冲突中左转车占比与冲突率模型和左转车辆数、对向直行车辆数与冲突数模型。结论表明,左转车和对向直行车对冲突数有明显影响,左转车辆数越多,产生冲突的数量越多。研究结果可为两相位交叉口的渠化与信号配时优化提供参考。

信号交叉口借道左转设计方法研究

借道左转作为一种提高交叉口通行能力的交通管理措施,应用广泛。为了使借道左转的使用效果最优,总结借道左转的适用条件和实际运行的4个阶段,提出通过确定左转预信号相位和借道左转车道长度的方法,进行借道左转方案设计。首先,以单位时间借道左转的车辆数为评价标准,分析车道长度变化对借道左转实施效果的影响;其次,归纳出不同参数间的数学关系,得出最优借道左转车道长度与其他变量的转换方法,并推导出合适的左转预信号相位方案;最后,通过VISSIM软件仿真模型进行验证,证明设计方法的有效性。

基于车道的交叉口车道功能和信号相位优化模型

考虑不同进口道、不同流向、不同车道功能及不同相位方案等复杂因素的相互影响,建立了基于车道的交叉口车道功能和信号相位优化模型。模型目标函数采用交叉口关键流量比最小,考虑进出口道车道平衡、流量匹配、车道功能冲突、合用车道等饱和度等约束,能够同时优化进口道和出口道,给出了模型求解算法。提出的模型变量较少,与目前交通设计方法衔接更好,能够得到全局最优解,求解方法也相对简单。实例验证表明,模型能够有效降低交叉口关键流量比、周期和车均延误。

交叉口交通信号相位优化技术研究

提高通行能力,减少交通拥挤和事故,是城市交通管理的目的。解决城市平面交叉口交通流的冲突问题,是交通信号采用的主要方法。利用交通流通过交叉口时形成的冲突点现象,提出了相位优化的原理,完整地解决了相位优化的网络图计算问题,为解决城市平面交叉口交通拥挤与事故提供了多相位安排的理论依据。相位优化技术不仅有理论价值,而且有工程应用价值,为城市交通实用管理提供参考。