基于MLD-MPC的快速路出口与辅路协调控制

城市交通信号控制系统是典型的混杂控制系统。针对当前大中城市普遍存在的快速路出口匝道、辅路及下游交叉口的信号协调控制问题,研究了一种多信号自适应控制方法,以保证出口匝道排队长度较小且下游交叉口排队不溢流。首先,基于车道路段当量排队长度建立状态方程,分别选取出口匝道、辅路交叉口和下游交叉口排队长度为连续状态变量,信号灯切换信号为离散控制变量;其次,以有限排队长度为模型约束,建立了包含快速路出口匝道、辅路及下游交叉口排队长度和信号状态的混合逻辑动态MLD模型;然后,比较研究了快速路出口匝道有信号灯控、无信号灯控两种不同情况下的MPC模型预测控制方法。仿真结果表明,基于MLD-MPC的控制方法可解决快速路出口匝道与辅路及下游交叉口的多交叉口信号协调控制问题。

不同快速路出口设计通行能力条件下辅路信号控制策略研究

基于元胞传输模型描述快速路出口和辅路的交通流运行,建立了包括交通流模拟模块、虚拟信号机模块和数据交换中心模块等在内的快速路出口辅路信号控制仿真系统。以北京市三环快速路蓟门桥东出口辅路信号控制系统为背景,在出口段存在通行能力瓶颈和不存在通行能力瓶颈两种实验条件下,分析了有无辅路信号控制和不同周期控制策略对系统延误和快速路出口延误的影响。得出辅路信号控制周期存在临界周期;辅路调节率控制相对基于周期的控制方式将产生更小的延误;在辅路出口不存在设计瓶颈时设置辅路信号控制的有效性大大降低等结论。

快速路出口匝道衔接道路控制仿真研究

针对快速路出口匝道区域拥挤问题,建立了出口匝道衔接道路(即辅路)控制仿真模型,并通过Vissim验证,对比分析出口匝道衔接道路(辅路)在不控制、让行控制、定时控制和自适应信号控制下交通流的运行特性以及控制效果。通过对仿真结果的分析研究发现:在辅路让行出口匝道车辆优先驶出时,控制效果最佳;当让行控制失效影响出口匝道车辆驶出时,辅路控制是必要的;自适应信号控制能够取得最好的控制效果,总延误约可减少42%,特别是对主线交通状态的改善更可达46%以上。

快速路出口匝道与衔接辅路区域协同管控方法

为提升城市快速路及辅路区域路网的交通运行效率,该文结合新一代交通感知技术,将快速路出口匝道、辅路及下游衔接交叉口作为协同控制区域,基于主辅路不同的交通流运行状态,提出了四种协同控制策略,构建了辅路信号控制与衔接交叉口信号控制优化方法。运用VISSIM软件进行了多场景仿真验证,结果表明运用该方法在出口匝道驶出高需求下,出口匝道车均延误降低了27.3%,出口匝道流量增加了4.1%。研究成果为快速路实施出口匝道区域管控的工程应用提供了借鉴意义。