考虑交通和环境效益的公交优先信号配时研究

为了在实现城市信号交叉口公交优先的同时,提高交叉口的交通运行效益和环境效益,综合考虑反映公交优先效益的人总延误,反映环境效益的尾气排放,以及反映交通运行效益的停车次数和通行能力性能指标,提出一种以有效绿灯时间改变值为决策变量的公交优先信号配时优化方法。首先,选取各交通和环境指标模型,并对经典性能指标权重系数进行修正,确定模型约束条件,构建能适应繁忙交通流状态的公交优先信号配时优化模型。其次,构建寻优算法逻辑框架,基于遗传算法对多目标函数模型进行求解。最后,选取广州大学城某一典型交叉口作为模型和算法的验证对象,将Webster模型和优化方法进行对比,构建经过参数标定的交叉口仿真模型,通过仿真评价验证优化方法的适用性和有效性。结果表明:公交优先配时模型的优化方案在提供优先通行权给公交车的同时,也兼顾了小汽车的通行效益;在人总延误、尾气排放和停车次数方面相比于现状的降幅分别为12.8%,6.8%和2.5%,并在通行能力方面有显著提高,相比于现状的增幅为12%。可见,提出的综合考虑交通运行效益和环境效益的公交优先信号配时优化方法适用于改善城市信号交叉口的运行状况,且改善效果整体优于Webster模型。

考虑相邻交叉口的公交优先信号模型与仿真

在公交系统优先信号模型优化设计中,传统公交信号优先仅考虑公交车辆通过交叉口的影响,而忽视了相邻交叉口所受的影响,因此考虑相邻交叉口通行能力的影响,以总交叉口人均延误为目标,提出以公交优先度作为判别是否优先以及优先程度的决策依据,进而采用绿灯延长和红灯早断两种策略,建立有限的主动优先控制模型。最后,通过VISSIM软件的VAP模块建立仿真模型,并通过案例分析,与无公交优先策略、绝对公交优先策略进行对比分析,结果表明与无公交优先策略相比,所提出的优化控制策略,在中高饱和度下能使总交叉口人均延误平均降低15.7%,在高饱和度下平均降低14.6%。验证了研究成果具有应用价值。

考虑下游停靠站影响的交叉口公交优先信号控制优化研究

为提升公交车辆在交叉口处的通行效率,以乘客出行延误为优化目标,构建下游停靠站影响下的交叉口公交优先信号控制优化模型,有效降低了乘客出行总延误,提高了公交车辆的通行效率。

交叉口公交优先信号控制策略研究

作为社会群体型交通，公共交通是缓解交通拥堵、能源紧张、污染严重等问题的首选，故近年来各地政府纷纷在综合交通政策上确立公共交通优先发展的地位。公交优先信号作为公交优先在时间优先的发展方式，主要控制策略包括被动优先、主动优先和实时优先。在综述国内外文献的基础上，重点分析机非混行条件下单点信号交叉口的公交优先信号控制策略的应用情况，并提出相应的公交优先信号控制的软硬件系统架构和模块功能。最后，提出应引入先进的仿真技术来进行方案评测与论证，从而更好地制定控制和优化策略。

网联交通环境交叉口公交优先信号滚动优化模型

该文提出一种基于网联车辆实时数据的单交叉口公交优先信号配时滚动优化方法。建立了以所有出行者的总出行时间最小化为目标的混合整数线性规划(MILP)模型,采用灵活的信号框架,不限制信号周期和固定的相位组合及相序,并进一步提出了滚动优化执行框架。信号配时优化方法不要求交叉口设置公交专用道,而且可在优先考虑公交的同时,避免对普通车辆的通行产生的不公平的负面影响。仿真结果表明,与触发响应式的传统公交优先方法相比,该文中公交优先信号配时优化模型可以显著减少车均及人均延误,同时可使交叉口通行能力提高25%以上。

基于VisVAP的公交优先信号控制策略仿真

公交优先是解决城市交通拥堵的有效手段,各大城市都在鼓励实施。公交优先体现在时间优先和空间优先,时间优先关键在于交叉口的信号优先,通过仿真得到公交信号优先控制方案评价指标,可以为交通管理者提供决策支持。本文研究利用Vissim微观交通仿真软件实现公交信号优先控制策略的仿真评价方法。通过在Vissim中设置车辆检测器、信号机,信号机中编辑灯组、相位、信号过渡,设置虚拟信号灯组,再结合Vis VAP编辑感应信号控制流程图,成功实现绿灯延长、信号早启、相位插入、相位逆转等公交主动优先信号控制方案的仿真。通过实例演绎该过程,证明了方法的有效性。

考虑行人过街的地铁站邻近交叉口公交优先信号控制方法

为了充分考虑行人过街对地铁站等大型公共设施邻近交叉口公交优先信号控制的影响,解决传统公交优先信号控制方法未考虑行人过街延误,造成行人滞留交叉口时间过长影响交通的问题,提出了综合考虑行人过街、公交车辆和社会车辆乘客延误情况的优先控制方法。根据人流和车流情况将交叉口交通状态分为人多车多、人多车少、人少车多和人少车少4种不同状态。针对前3类交通状态分别建立以道路通行能力最大化和公交乘客、社会车辆乘客以及过街行人延误变化最优化为目标的双层规划模型和以交叉口延误变化效益最大化为目标的多目标规划模型,并利用遗传算法进行求解。通过实测数据对比了采用该方法前、后公交乘客延误、社会车辆乘客延误、行人过街延误的变化情况。研究结果表明:该方法能在少量增加公交乘客和社会车辆乘客延误的情况下,大幅减少过街行人延误;相较于传统公交优先信号控制方法,在人多车多时采用该方法行人延误可减少59%,人多车少时行人延误可减少41%,人少车多时行人延误可减少195%;实测结果验证了该方法的有效性,其更具公平性并更符合实际,能够获得最大延误效益。

基于绿灯需求度的单点公交信号优先控制策略

传统的公交优先控制策略无法有效地解决公交车辆的多向请求问题.提出了绿灯需求度的概念,设计了绿灯相位、红灯相位下绿灯需求度的计算方法,提出了一种基于绿灯需求度的相位切换决策流程.充分考虑公交车辆和社会车辆的到达、排队和等候情况,计算得到考虑公交优先的绿灯需求度,在此基础上进行相位切换决策可以实现基于绿灯需求度的公交信号优先控制.仿真测试和结果分析表明,该控制策略比常规公交优先控制策略更有效;相比跳相序方法,定相序的控制策略优先效果略差,但是对社会车辆的负面影响更小;当背景流量增加时,公交车辆延误增加很小,但社会车辆延误增加较多.

考虑公交发车频率的信号优先控制方法

首先建立了发车频率、信号周期与不同落点数目的关系模型,并分析了不同落点数目对信号优先控制效果的影响.研究发现当落点数目为1或2即发车频率与信号周期或1/2信号周期成整数倍关系时,信号优先较易实现,且优先策略对社会车辆的影响较小.针对落点为1的情形,以公交车均延误最小为目标研究了落点最优位置模型和多申请下的优先控制模型.对落点为2的情形,提出了调整绿信比和设置重复绿灯相位的控制方法.应用Vissim进行的仿真分析表明,所提出的控制方法在降低公交车均延误和车头时距波动性方面具有显著效果,并能够较好地处理多申请下的信号优先.

城市交通干道上被动式公交信号优先控制

基于传统绿波带控制,提出了被动式公交绿波带协调控制,以降低多数公交乘客在干道上的延误.首先,改进了传统绿波带的设计方法,考虑了初始排队和公交站台对绿波带的影响;其次,基于公交车辆停靠站影响,提出了公交绿波带设计.最后,统筹公交车和社会车辆的综合效益,建立了传统绿波带和公交绿波带的综合控制策略,以降低整个干道上的总人均延误.以济南市经十路为例,利用VISSIM微观仿真进行模型验证,结果证明:相比于传统绿波带,改进的绿波带能够降低社会车辆延误,而新建立的公交绿波带和综合绿波带均能显著降低公交车辆在干道上的延误和停车次数,并减少整个网络中社会车辆和公交车辆的总人均延误.

公交车及其它路权优先车辆信号优先模型研究

随着交通问题的日益严重,公共交通日益受到交通管理部门和交通领域学者的重视.其中,公交信号优先是提高公交系统运行效率和服务水平的重要途径.本文提出了城市主干道公交车信号优先模型并进行了分析和探讨.首先根据收集到的交通流数据应用"单路径旅行分配法"计算出OD矩阵;接着利用GIS信息在微观交通仿真软件Paramics中对网络进行了重构;随后根据交通管理策略引入了层次分析法对四种不同车辆进行优先权系数的设置;最后设计了专门的控制策略来降低公交车辆的整体延迟.仿真结果表明,采用该优先信号控制方案后,公交车和其它路权优先车辆的延迟,甚至包括所有车辆的延迟都能得到整体的降低,部分解决公交车和其它路权优先车辆的优先通行问题.

基于强化学习算法的公交信号优先策略

综合分析了影响城市公共交通系统运行的多种因素,提出了一种新型的基于强化学习算法的城市公交信号优先控制策略.该策略利用强化学习算法的试错-改进机制,根据不同交通环境下信号控制策略实施后反馈的结果,迭代优化路口的公交信号优先控制策略,从而使其具备了自学习的能力.基于Paramics的仿真实验表明,该算法能够在保障路口正常交通秩序的同时,显著提高公交车运行效率.

公交信号优先控制策略研究综述

公交信号优先是提高公交系统运行速度和可靠性的重要手段。回顾公交信号优先控制40多年的研究成果,以总结该领域的总体研究脉络。对被动优先、主动优先、实时优先以及与不同设施相结合的信号优先控制策略进行了综述分析。研究表明,公交信号优先控制策略的发展历程是:控制的实时性逐步提高,优化要素的考虑逐渐全面,控制对象日益扩大,控制策略逐步系统化、适用性逐步增强。最后指出,公交信号优先控制多目标平衡、控制策略的协调与网络优先控制,以及控制与调度策略的协调优化是后续研究的重点,而公交车辆行程时间预测以及如何应对预测偏差带来的影响仍然是信号优先控制中的关键问题。

考虑在线公交优先需求的离线信号周期优化模型

信号周期是交通控制的主要参数之一,也是影响交叉口公交车辆延误的主要因素.本文提出考虑在线优先需求的离线信号周期优化结构模型,其最优周期由离线基本周期和在线增量两部分构成.离线基本模型以加权车均延误为目标,探讨公交权重的影响因素及其与公交运行效益、社会车流运行效益的关系;在线增量计算以在线优先策略提供可实施空间为目标.分析一个四相位信号控制交叉口,对所提模型进行仿真验证.结果表明,公交车均延误最小的最优周期和社会车流车均延误最小的最优周期并不重叠,在一定的公交权重下,模型能够求得二者加权最优解.适当的在线增量引入,能够进一步降低公交车辆延误,且不会对非优先车流产生较大影响.

短时预测下单点自适应公交信号优先控制方法

为改善单点自适应公交信号优先控制存在的配时方案滞后问题,首先依据短时预测的交通流量计算交叉口各相位未来时段所需的最短绿灯时间;然后以公交车准点车头时距和公交车载客率为指标优化公交权重,并以最小化公交车平均等待时间为目标构建目标函数,既减少非执行相位增加的延误,又提高执行相位公交的优先通行率.仿真实验结果表明:通过短时预测方式,能够获得交叉口交通流发展趋势,合理分配各相位的最短绿灯时间,有利于优化相位配时模型的计算精度,减少交叉口人均延误和车均延误.

基于TransModeler软件的公交信号优先模型研究

随着公交优先思想的逐渐被接受,作为实现公交优先的主要方式——公交信号优先自然被提上议程。针对大中城市道路交通拥堵、公交运行缓慢等状况,应用微观交通仿真软件TransModeler建立路网车辆运行模型。以哈尔滨市第5路公交为实例,提出公交信号优先方案,应用TransModeler对其进行仿真。通过仿真结果对方案实施前后各路段的交通流运行状况的评价,证明论文提出的方案具有一定的科学实效性。同时表明应用TransModeler软件可以快速、有效的实现各个路网优化方案的对比,节省繁琐数据输入的时间,仿真输出数据简单明了,对今后公交线网优化有很大的帮助。

考虑到达预测误差的短间距交叉口公交信号优先方法

为提高公交竞争力,以消除公交车在交叉口的停车等候时间为目标,提出了一种面向短间距交叉口,考虑公交车到达停止线的时刻的预测误差,以对原配时方案调整幅度最小为准则,均衡分配各个相位间的绿灯损失和收益的主动优先方法,并基于仿真实验分别验证了方法的有效性和适用性。有效性实验中,此方法将公交车在交叉口的停车等候时间降低了90.8%,并使人均延误降低了31.0%,优于其他3种信号控制方法。适用性实验表明,此方法适用于饱和度不超过0.8的信号交叉口。

基于预测的快速公交信号优先设计及效果仿真

建立了一套基于预测的公交信号优先干线联动控制方法。考虑到公交车辆在停靠站的停留时间受到多重因素的综合影响,首先构建了ARIMA-SVR的组合模型用于预测公交车辆的站点延误,并以此为重要依据,预测了公交到达交叉口的时间。通过比较车辆预计到达时间与理想时间的差值,计算了延伸和压缩信号周期的惩罚因子,根据惩罚因子的大小调整了信号周期和绿灯时间。在进行交叉口间协同控制时,又将交叉口平面设计的物理条件和交叉口群的协同控制条件纳入对信号的调整进行约束。为了验证该方法的实际应用效果,为某城市快速公交工程实例设计了VISSIM信号优先模块。研究结果表明:组合模型预测公交车辆站点延误的相关系数为0.890 4,预测精度较好;在改进的信号优先算法的情况下,公交交叉口延误比现状降低近50%,公交车车头时距一致性平均下降38.8%,且该算法为信号调整提供了较为充足的缓冲空间,在绿灯时间调整时兼顾考虑了对社会车辆的影响,因此,在预测式信号优先中,社会车辆的行驶延误和交叉口排队长度也较其他优先方法有所降低。

多相位交叉口公交信号优先感应控制方法研究

针对公交车到达交叉口时其通行方向相位所处的情况,提出相应的绿灯延长与红灯缩短两种公交信号优先感应控制策略。基于车辆到达与离去的车辆停车与消散原理,对两种信号优先策略实施前后的各相位车辆总延误变化情况进行分析,再结合公交车与社会车辆的平均载客量进行整个交叉口的人均延误变化情况分析,基于人均延误减小的原则,求出绿灯延长或红灯缩短的理论时长,综合考虑影响相位的最短绿灯时长,确定能够满足各相位通行需求又能实现公交优先的信号控制方法,最后通过案例进行计算验证,结果表明延误计算模型与公交优先时点判断模型均具有较好的适用性。

交通走廊公交信号优先算法

以巴黎香榭丽舍大街为应用背景,提出了一种实时、基于规则、反应式的交通走廊公交信号优先算法.该算法定义了优先方法初选、可行性验证和优先方案实施3个紧密联系的步骤.在优先方法初选阶段,根据既定的规则选择当前情况下最合适的一种优先方式.然后,在可行性验证阶段对所选优先方案是否可以实施进行验证.如果可行性验证通过,则在方案实施阶段生成新的控制方案,并在当前信号周期的下一时刻实施.该算法能灵活地描述优先灯组与冲突灯组、上/下游相容灯组、对向相容灯组间的逻辑关系,并基于此实现绿灯延长、绿灯重启、绿灯早启等常用公交信号优先方法.