基于排队消散时间的干线协调信号控制研究

通过引入新的信号周期计算方法改进传统信号周期权重方案,计算得到新的信号周期。并建立一个排队消散模型,改进各交叉口的相位差。通过最大绿波带模型求解,根据模型结果代入VISSIM仿真分析结果。最终结果表明改进的信号周期计算方法与排队消散模型比传统方法有更好的控制效果,干线方向车辆停车延误降低了67.3%,平均延误降低了64.6%。

考虑动态红灯排队消散时间的改进MAXBAND模型

通过分析上游交叉口的驶出车流图式的变化规律,得到下游交叉口红灯排队消散时间与相邻交叉口相位差之间的函数关系,推导出动态红灯排队消散时间模型.并将动态红灯排队消散时间模型与传统MAXBAND模型相合,考虑绿波带控制中红灯排队消散时间随相位差的动态变化,建立了改进的MAXBAND模型.将改进的MAXBAND模型进行变量代换,使其仍然可用传统的混合整数线性规划方法快速地求解.示例路网的计算结果与仿真分析表明,由于考虑了红灯排队消散时间的动态变化,改进的MAXBAND模型较原模型具有更好的控制效果,处于绿波带中的车队不会因下游红灯排队车辆未消散完毕而产生停滞,实际有效绿波带宽增加31.6%,主干方向车辆平均延误减少12.6%.

基于排队消散模型的干线协调控制

干线协调控制是解决城市道路交通问题最有效、最便捷的方法之一。基于交叉口的数据采集,提出适用于不同层次、不同特点的交叉口相位相序结构,进行干线动态协调控制。利用排队消散时间进行周期优化以及修正相位差,实现干线道路动态绿波协调控制的灵活性和时效性。最后通过银川市具体案例分析和仿真验证。结果表明,基于排队消散模型的干线协调控制,绿波协调控制更简捷有效。

信号交叉口排队消散特性实证对比

对中国上海和天津2个城市的11条直行车道的数据分析表明,信号交叉口的排队消散过程可分为三个阶段,即启动阶段、稳定阶段和上升阶段.与日本名古屋市17条直行车道的数据进行对比,分析了两国案例城市排队消散特性的异同.结果表明,我国案例城市的饱和车头时距较大(0.05s),饱和流率较小(80pcu·h-1),启动损失较大(0.83s),大车的折算系数是日本的1.07倍;但3个城市排队消散过程都出现了末尾车头时距的下降且相关参数分别服从相同分布.最后,以上海市一个典型交叉口为例比较了两国案例城市的排队消散特性对信号配时与通行效率的影响.

长周期倒计时信号控制对排队消散特性的影响

长周期和倒计时是中国相对于发达国家城市道路交叉口信号控制方案的两个独有特征。基于实证数据分析两类信号控制特征对车辆排队消散特性的影响。共观测天津市两处典型的长周期倒计时信号控制交叉口的7条直行车道。实证数据表明,中国城市道路交叉口长周期倒计时信号控制下的排队消散过程大致可分为3个阶段:启动阶段、稳定阶段和上升阶段。通过有序样品聚类的方法确定3个阶段的分割点。这与HCM 2010等经典理论假设的排队消散特性明显不同,因此分析传统通行能力估计算法HCM 2010的适用性,并提出简单线性法、抛物线法和两段线法3种通行能力估计方法以减少传统方法估计中的误差。通过比较发现,抛物线与两段线拟合方法对通行能力的估计较为准确,均方根误差(RMSE)均小于30 pcu·h^(-1)。

基于交通波动理论的排队消散时效分析

为了研究限流措施对单通道工程事故诱发的排队消除时间的作用,以交通波动理论为研究方法,首先分析在无任何措施作用下事件解除前和解除后车流集结排队和消散过程的变化,然后分析流量限制措施产生的干涉波对排队消散车流波动过程的影响。以港珠澳大桥为依托,假设事件发生情境,理论计算在不同交通流量条件下采取不同限流措施时的排队消散时效,利用VISSIM仿真进行验证,结果表明该理论模型的计算结果具有一定的参考价值,为港珠澳大桥流量限制措施管理提供了理论支持。

协调信号交叉口间路段上的车辆排队模型

为了描述路段上车流受上、下游信号交叉口影响而产生的集结与消散现象,通过分析协调信号交叉口间路段上的车辆排队演化过程,基于冲击波理论建立了车辆排队模型。为了验证模型的有效性,应用VISSIM交通仿真软件设计模拟方案,采集每辆车在上、下游检测器处的速度及其到达时刻,根据模型计算得到55个周期的排队消散长度和二次排队长度。结果显示,排队消散长度和二次排队长度计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占72.73%和85.45%。该模型可以用于估计协调信号交叉口间路段上的车辆排队长度,为交通控制方案的优化或调整提供理论依据。

信号控制交叉口货车折算系数研究

从货车对车队消散影响角度建立了信号交叉口排队车辆车头时距模型并推导了货车折算系数公式,以VISSIM为仿真平台探讨了货车混入比例及服务水平与折算系数的关系。结果表明:货车为首车时折算系数最大,随着排队位置的后移而逐渐减小,随着队列消散趋于稳定而趋于稳定;当在货车混入比例在30%以下时,折算系数随着混入比例的上升明显下降,货车混入比例大于30%之后,交通流更加匀质,折算系数趋于稳定;且当延误较低时,车型折算系数没有实际意义,延误较高时,可采用统一的车型折算系数。

单车道路段上车辆排队的链式反应模型

为揭示单车道路段上车辆排队的演化规律,描述了车辆排队的形成和消散过程与核裂变的链式反应过程之间的相似性。根据核链式反应原理,建立了单车道路段上车辆排队的链式反应模型体系,包括车辆排队形成模型、车辆排队消散模型和信号交叉口车辆排队模型。利用大连市典型路段的实测交通数据对车辆排队形成和消散模型进行了验证,并运用MAT-LAB软件对不同条件下的交通流进行数值模拟,分析了阻滞信号和消散信号的传播速度对于到达流量和行驶速度的敏感度。结果显示,模型具有较高的精度,可以测算单车道路段上车辆排队的链式反应速度和范围,能够解释车辆排队形成和消散的内在规律。研究成果为解析多车道路段上车辆排队的演化规律以及路段阻塞的链式反应规律奠定了基础,可为解决城市交通拥堵问题提供理论依据,同时为研究交通排队提供新的思路和方法。

关键交叉口与双周期交叉口间路段上的车辆排队模式及测算方法

为了描述周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆排队的集结与消散现象,以关键交叉口周期时长为双周期交叉口周期时长的2倍为例,基于冲击波理论,针对两个相邻交叉口之间路段上的上、下行车流分别描述了车辆排队的各种模式并建立了车辆排队长度模型。为了验证模型的有效性,利用VISSIM交通仿真软件设计了模拟实验方案。考虑不同条件下信号红时差与交通流率的多种组合,通过仿真实验共得到35组数据,每组数据均获得84个有效数据点。结果显示,上、下行方向的车辆排队消散长度的计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占75.56%和95.00%;交叉口信号周期越长,其排队消散长度的平均值和最大值也相应地越长。研究结果表明,该模型可以用来估算周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆的排队长度,从而为交通控制方案的优化与调整提供理论依据。

改进的干线协调信号控制优化模型

基于混合整数线性规划方法,对经典MULTIBAND模型进行改进,提出绿波带干线协调信号控制优化方法.通过取消绿波带对称约束和增加带宽比例约束,对绿波带形式进行优化;分析干线上、下游交叉口车辆排队情况,建立排队消散时间模型,得到改进的MULTIBAND模型.选取一典型路网进行模型验证.利用Lingo软件分别求解MULTIBAND模型、AM-BAND模型和改进的MULTIBAND模型,借助VISSIM软件进行信号配时方案评价.仿真结果表明,与其他2种模型相比,采用改进的MULTIBAND模型能够有效地提高干线信号控制效果,降低车辆延误和停车次数,达到了干线协调优化的目的.

基于连续通行量的干线绿波协调控制方法研究

绿波协调控制方法在城市交通信号控制中占有重要地位.针对传统绿波协调时以公共绿波带宽最大为控制指标所存在的局限性,提出了一类考虑路口协调相位不同方向交通放行重要程度,且绿波带宽内连续通过车辆数最多的控制目标及优化求解方法;并将集散波、时距图分析等内容相结合,对下游车辆排队对绿波协调控制产生的影响进行了分析,给出了一种考虑红灯排队消散的绿波控制带宽搜索算法.仿真分析表明,虽然新方法所得到的绿波带宽不一定最大,但能够使绿波带宽内连续通过各路口的车辆数相对较多,从而更具实用性.

基于均衡交通压力及VISSIM仿真的信号灯配时及应用研究

交通供需矛盾的激化突出表现在城市路网的节点(交叉口)上,对于大城市的干道来说饱和交叉口成为制约信号协调效果的瓶颈。从分析饱和车流的特性入手,基于排队长度消散或有侧重均衡交通压力的思想提出了在传统信号配时失效的情况下一种利用VISSIM反馈评价参数调整绿信比优化的方法,并针对这种方法进行信号协调控制的应用研究。