基于双向绿波带宽最大化的交叉口信号协调控制优化

为优化信号交叉口配时,减小交叉口延误和拥堵,通过改进现有的主干路协调控制相位相序优化算法,给出了基于双向绿波带宽最大化的相位相序优化模型。为验证优化模型的效果,采用VISSIM仿真软件对不同流量条件下的15组场景进行了仿真实验。仿真结果表明,交叉口延误减小了2%~29%,起停车次数降低了14%~28%,同时行驶时间缩短了1%~9%,可以有效改善城市主干路的交通运行状态。

基于双向最大绿波带宽的通用干道协调控制数解算法

针对现有数解算法假定绿波设计速度固定取值的局限,提出了一种基于双向最大绿波带宽的通用数解算法.首先确定了相邻理想间距的取值空间.其次推导了上行、下行偏移绿信比的计算公式.再次,给出了理想绿灯中心线其上下方绿信比的计算公式.最后,以双向绿波带宽之和最大为优化目标,以上行、下行绿波设计速度与信号周期为优化变量,建立了最大绿波带宽优化模型.以实例验证文中通用数解算法的有效性.分析结果表明:文中通用数解算法能够突破上行、下行绿波设计速度固定取值的局限,能够更易于获得理想的绿波协调控制效果,具有较好的通用性与实用性.

基于综合绿波带最宽的交叉口信号协调控制优化方法

针对传统绿波协调控制时只考虑公共绿波带最宽所存在的局限性,提出了一种优化相位差时兼顾协调范围内不同数量连续路口间的绿波带宽,进而使控制范围内绿波协调的综合带宽最大化的方法。设计了相应的控制目标函数,给出了应用图形法和试探法相结合的绿波带宽获取方法及优化流程。实例分析表明,虽然本文方法的公共绿波带宽相比传统控制方法有少量下降,但控制效果更优。

城市交通干线双向绿波带控制技术研究

针对目前大部分中小城市交通干线拥堵现象和道路现有的交通信号设施设备,提出1种定时双向绿波协调控制策略。通过对城市干线交通控制策略及其控制方法的研究,在MaxBand核心模型的基础上,以双向绿波带宽和最大为目标,引入启动清空时间,利用LinGo软件计算模型获得更精确和符合实际的相位差,保证了绿波带宽的有效性,降低了车辆停车率和平均延误时间。实际应用表明该方法能有效改善主干线的交通运行现状。

面向干道路端T型交叉口的绿波协调控制模型

现有干道绿波协调控制方法多是以十字交叉口直行车流为研究对象,对干道路端形成的T型交叉口左转车流却较少进行研究。针对这一不足,首先对T型交叉口的相位特点进行了分析并给出了两种不同相位放行方式,接着给出了描述上述两种不同相位放行方式的通用数学公式,最后以双向绿波带宽之和最大为优化目标,利用干道时距图,建立了面向干道路端T型交叉口的绿波协调控制模型。选取义乌市宾王—北苑交叉口(十字)与宾王—春晗交叉口(T型)构成的简单干道路网进行模型求解验证,案例求解结果表明,所建模型能够获得双向最大绿波带宽,具有较好的理论意义与实践价值。

基于行程时间的双向绿波控制技术研究与应用

为使城市交通运行更加通畅,设计城市干道双向绿波协调控制方案。根据理论知识和实际工程实施经验,提出不同交叉口间距及行程时间情况下设计双向绿波方案的方法和技巧,按照路口间距、周期特点,设计信号相序相位,将对称相位、单口放行相位和搭接相位等相位灵活组合运用,然后分配绿信比,找到双向绿波上行、下行绿波带宽最大化且较均衡的相位差。以曲靖市金宝路6个路口为例,设计双向绿波协调控制方案,并下载方案试运用。通过绿波下载前、后实地驾车实验对比发现,行车时间减少60%,停车次数减少49%,验证方案可行性。该方法在曲靖市很多干道信控路口实施应用,取得了较好的社会效益。

适于双周期的干道绿波信号协调控制模型

针对现有双周期干道绿波信号协调控制方法存在的不足,首先推导了适于双周期协调控制的等式约束条件,其次详细分析了现有研究成果存在的缺陷,再次以双向权重绿波带宽之和最大为优化目标,建立了适于双周期协调控制的绿波协调控制模型;最后以义乌市望道路为例,利用VISSIM仿真平台对比本文模型与改进MULTIBAND模型生成的协调控制方案之间的优劣.仿真结果对比表明,相比于改进MULTIBAND模型,本文模型生成的协调控制方案在高、中、低交通需求下均能够有效减少平均延误时间与停车次数,从而验证了本文所建模型的有效性与实用性.

基于叠加相位的干线绿波协调控制方法研究

现有的绿波协调控制图解法和数解法存在干线交叉口处的绿灯启亮时刻难以与对应方向的车流到达时刻相匹配的问题,造成了部分时空资源的浪费,压缩了双向的绿波带宽,影响了干线协调控制的效果。针对这一问题,提出基于叠加相位设计方法的干线绿波协调控制方法。该方法在传统方法求解结果的基础上,根据绿波带的设计速度,插入叠加相位,灵活地错开调整交叉口沿干线的两个行驶方向的绿灯启亮时刻,更好地匹配其与对应方向车流的到达时间;以最大化双向绿波带宽为目标建立规划模型,并利用二分法设计求解算法,实现对最大绿波带宽和各交叉口配时的计算。研究结果表明:基于叠加相位的干线绿波协调控制方法可以实现在不改变绿波设计速度的情况下,有效增加双向绿波带宽,减小干线延误,缓解交通拥堵;相较于传统的绿波协调控制方法,该方法将绿波带宽提高了140%,将干线的平均延误减小了86.2 s,有效缩短了各交叉口的行程时间。

绿波协调控制的子区动态划分算法

为了提高子区划分的效率,本文提出了一种基于绿波协调控制的二次划分子区的模型.首先,根据距离、流量和周期3原则,提出基于可协调度的粗划分指标对子区进行初次划分.然后,在最大绿波带优化模型的基础上,引进绿波带带宽达到率为细划分指标,对子区进行再次细划分,同时引入调整指数对子区进行在线调整,实现了子区划分及其信号配时参数优化的同步.最后,利用遗传模拟退火算法对子区划分方案快速寻优,实现了绿波协调控制的子区实时动态划分.通过算例分析表明,该控制方案能提高路网的通行能力,具有良好的稳定性和高效性.

基于绿波带中心线交点的双向绿波控制图解法

为解决传统图解法在双向绿波控制设计中绿波带带宽窄、反复调整以及求解相位差误差较大的问题,提出一种基于绿波带中心线交点的双向绿波控制图解法。首先,分析交叉口的不同放行方式对绿波带中心线交点位置的影响,而绿波带中心线交点位置又能够影响绿波带的带宽;然后,提出寻找合适的绿波带中心线交点来提高绿波带带宽的原则;最后,给出图解法具体的步骤。实例分析表明:该图解法能够提高双向绿波带带宽,对交叉口采用不同的放行方式均具有较好的适用性。

基于相位相序调整的双向绿波设置方法

为提高干线协调信号控制的双向绿波带带宽,提出一种基于相位相序调整的绿波带带宽的设置方法。分析当两两交叉口的绿波带中心线交点水平之间的距离之差与理想交叉口的间距的余数之和为最小时,交叉口对应的相位相序可得到理想的绿波带带宽。结合时间−距离图,提出提高双向绿波控制中绿波带带宽的相位相序调整方法,并给出了具体步骤。以某一干道连续7个交叉口为例,对相位相序调整前、后的绿波控制结果进行了对比分析。研究结果表明:采用相位相序调整的绿波设计方法,能够有效提高双向绿波带的带宽;经VISSIM仿真试验验证,实施相位相序调整的绿波设计方法,可使上、下行方向车辆的平均行程时间、延误及停车次数均有不同程度的降低。

潮汐干线交通信号协调控制模型

为缓解城市布局等问题导致的潮汐交通拥堵现象,提出了一种潮汐交通状态下的干线信号协调控制策略.依据交通供需关系及交通量进出平衡,构建了以干线吞吐量最大化为优化目标的混合整数线性规划模型.基于冲击波理论,构建了以过饱和方向车均延误最小化为优化目标的二次规划模型.通过引入松弛变量实现可变带宽绿波的分段优化,构建了以非饱和方向带宽最大化为目标的混合整数线性规划模型.采用三阶段优化方法求解模型,获得潮汐干线的最优控制方案.算例结果表明,本文提出的模型能优化干线吞吐量,控制过饱和方向的延误,并为非饱和方向提供可变带宽绿波,从而满足潮汐交通需求.

考虑清空时间的双向队首绿波协调控制数解算法

根据干道双向队首绿波协调控制的需要,针对上游交叉口不同流向的驶入车流,考虑交通流量与饱和流量大小、交叉口相位相序设置、干道协调相位时长等因素影响,给出了总的排队车辆清空时间计算方法,分析了不同行驶方向上偏移绿信比的计算方法,给出了交叉口相位差与干道绿波带宽的计算过程,建立了一种考虑清空时间的双向队首绿波协调控制数解算法。算例分析表明:与SYNCHRO和TRANSYT信号配时优化软件相比,本文算法在减少协调车队平均延误时间与平均停车次数方面取得了更好效果。

一种考虑速度引导的路径信号协调控制模型

城市路径信号协调控制不同于干线协调控制,通常存在车辆转向行为,故需要对路径进行子区划分,而各子区相对独立,使路径控制缺乏连续性。因此,本文提出了一种考虑速度引导的路径信号协调控制模型,对各路径协调子区之间进行合理的速度引导控制。在此基础上,加入了路口转向系数及速度引导变量约束,对传统的干线绿波协调控制模型进行改进,得到可适用于城市路径的不对称双向绿波带宽模型。最后,以苏州市工业园区某日常通勤主路径为例,选取早高峰配时方案及流量数据,进行模型测试与仿真验证,相比于路径现状配时方案,本文模型所得到的路径总延误降低了10.8%,车辆总停车次数减少219次,占比6.7%,车辆平均速度提升了5.6%。

绿灯终点型双向绿波协调控制数解算法

根据绿灯终点型绿波带设计需求,在绿灯中心点型双向绿波协调设计数解算法的基础上,建立一种绿灯终点型双向绿波协调控制数解算法。首先,针对上游交叉口协调相位绿灯时间短于、长于下游交叉口协调相位绿灯时间的2种情形,利用车辆行驶轨迹图对比分析绿灯终点型绿波协调控制方法的优势;然后,推导出理想交叉口间距的计算公式,分析中间交叉口的相位差调整方法,并给出中间交叉口偏移绿信比的计算公式,实现干道公共信号周期、交叉口相位相序以及相位差的组合优化,完成面向绿灯终点的双向绿波协调控制设计;最后,通过算例分析对比绿灯起点型、绿灯中心点型和绿灯终点型3种绿波带设计方案,仿真验证不同双向绿波带设计方案的协调控制效益。研究结果表明:在协调方向绿灯尾时仍有车辆通过交叉口的场景下,尽管绿灯起点型、绿灯中心点型和绿灯终点型3种绿波带设计方案的绿波带宽度相等,但在减少整个受协调车队延误时间方面,绿灯终点型双向绿波带设计方案的协调控制效益最为突出,与绿灯起点型和绿灯中心点型方案相比,绿灯终点型方案使协调车队的双向平均延误时间分别减少了44.5%与15.9%;绿灯终点型绿波带设计方法能够保证队尾车辆顺利通过下游交叉口,在提高协调车队整体服务水平方面具有重要作用。

干道信号交叉口群协调控制系统中的影响因素

为了改进现有干道协调控制优化算法,给出基于相位相序调整的绿波带宽优化模型,讨论了影响干道系统协调控制优化的3个重要因素,为验证优化模型的效果,设计了干道协调控制优化的计算机仿真程序,并在9种模拟干道系统的等间距交叉口和不等间距交叉口情况下,共生成了90 000组仿真场景进行对比分析.结果表明:"主向左转提前"和"次向左转提前"2种相序在干道系统中的使用比例比"左转提前"和"左转滞后"普遍高5%;另外,通过分析交叉口间距对干道协调控制优化的影响,得出等间距交叉口在干道协调控制优化中并没有明显优势,不等间距交叉口的干道系统反而更容易得到优化方案;此外,交叉口数量对干道系统的绿波利用率影响也比较明显,当干道系统中交叉口数量超过16时,干道系统基本无法获得双向绿波带.

组合放行下的干路交叉口协调控制优化

采用双层规划方法建立干线协调控制模型,模型以干线两相邻交叉口之间的行驶时间,关键流向的绿灯需求,交叉口绿信比,公共周期时长等参数为基础和约束,对干线协调控制信号方案进行优化,优化参数包括交叉口放行方式、各交叉口绿波起始和终止时刻以及双向绿波带宽,实例求解计算及仿真验证显示,本方法可以应用于干线绿波控制的优化设计.

考虑干线协调控制的信号交叉口左转弯待转区设计方法

为权衡信号交叉口左转弯待转区设计对左转车流和直行车流运行效率的影响,根据信号相位设置方式和是否设置左转弯待转区提出六种设计方案,并建立VISSIM仿真模型,采用MAXBAND模型进行干线交通绿波带宽计算.以车均延误最小化为目标,得到不同交通条件下的六种方案比选结果.结果表明,考虑干线协调控制的信号交叉口左转弯待转区设计方法能够有效地协调左转车流与直行车流车均延误之间的矛盾,提高整个交通系统的运行效率.

基于左转早断与滞后相序的MAXBAND模型效益分析

为了进一步分析相序对绿波带宽的影响,以进口对称放行的方式为研究对象并在MAXBAND模型中考虑左转早断、滞后和早断-滞后相序对带宽求解的影响。在交叉口数分别为2到5个的情况下,通过计算机编程实现对100个案例求解最大带宽,研究结果表明:改进的MAXBAND模型能求解左转情况下的最大带宽;左转早断-滞后相序更有利于获得最大带宽;当驶入驶离方向的左转绿信比一致时,使用早断与滞后相序获得的最大带宽相同;当绿信比不一致时,早断相序明显优于滞后相序;协调控制干道的相序保持一致性更有利于获得更大带宽。