基于深度学习的城市交叉口反溢流控制方法研究
发布时间：2020-12-12 20:29
当前,城市交通拥堵是城市发展的主瓶颈之一。在北京、上海等特大城市饱和交通现象日益普遍,以反溢流控制为切入点缓解饱和、过饱和交通的影响,对于城市道路交通通行能力的提升具有重要的理论意义和应用价值。论文主要面向城市交叉口溢流交通的识别与控制,以消除城市道路交通溢流为目标,针对不同交通状态下排队长度智能检测、溢流信号交叉口信号控制及溢流信号交叉口协调控制等主要问题开展研究。论文的主要工作及创新点有:(1)深入研究交叉口溢流特性和基于YOLO V3算法的交叉口溢流判断算法,建立溢流交通检测方法,完成基于深度学习的交叉口排队溢流检测。基于溢流交通特性,建立溢流交通的排队长度估计和溢流相位判断模型。(2)建立基于模糊控制的单交叉口反溢流控制模型,以交叉口溢流方向交通流消散速率和信号交叉口延误为目标,设计模糊控制器。进而,将溢相位检测结果作为模糊控制的输入,从而得到溢流相位的绿灯延长时间。仿真实验结果表明,该方法可以提高溢流交通消散速率,并降低车辆在信号交叉口的延误时间。(3)建立溢流交叉口关联区域干线协调控制模型,分别以通行能力最大和延误最小为控制目标,确定与非溢流和溢流区域的协调控制方法。利用干...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１交叉口典型溢流现象??
第二章信号交叉口溢流特性分析??２．１信号交叉口溢流概念??如图２－１所本，图中红色圆圈内为典型父通溢流现象。??Ｉｒａ?！?！＠?＠！ｈ??！ｕ?！?■溢流交叉口??？＞？！Ｉ！Ｂ?！?Ｎ?Ｌｓ?．ｊＢｊＢ?｜０ｆ＼＿??ｉ￣＾ｉ?ｉ?嘴?１１，飱?１１?嘴?ｉｉ?．，在?１１．喊?ｉ?ｒ￣＾ｉ?ｉ?＾?ｉ?ｒ￣＾￣ｉ／?ａ?１１?ｉｉ?１１?？？＜?ｉ?ｒ＾ｉ?ｉ?－＾ｉ?ｒ＾ｉ?ｉ?ｉ??ｎｉｉ?ｒａｒａｒａｒａｒａｒａｒａｎｉｌｒｉｉｎｉｉｎｎｒ？ｉ?ｃｈｉｑｃｈｉｃｈｉｂ］??Ｂ＿?ＥＤ?＿?＾?［Ｓ＿Ｅ＿?＿?ＺＴｊ?［Ｆ］）??￣?Ｂ￣＂?ＥＤ?￣ｇＳ?？?Ｗ?一??１ＶｌｌｉｉｉＰ??ｉ?０ｉ?ｉ＠?ｉ??ｉｉ?ｉｉ??图２－１交叉口典型溢流现象??交叉口溢流是指由于规划设计、交通信号控制配时、交通供需不平衡、交通??事故以及交通管制等的影响，导致某一路段交通流某一流向交通流在特定的时段??内排队积累越来越多，且车辆排队蔓延到上游交叉口，阻碍车辆在交叉口正常通??行的现象。该现象的负面影响表现可分为时间和空间两维度，时间维度，上游交??叉口车辆在绿灯时间内未能顺利经过下游交叉口，形成绿灯时间极大浪费现象；??空间维度，下游交叉口排队车辆占用了两交叉口之间的衔接路段，导致车辆无法??顺利通过。溢流蔓延至整个路网，进而导致大范围交通瘫痪。??２．２信号交叉口交通溢流发生机理分析??２．２．１信号交叉口交通流建模??设两个相邻交叉口分别以
（１）非溢流交叉口延误模型??一般而言，关于独立信号控制交叉口，如果车辆达到服从均匀分布方式，以??停车线为参考，在非饱和情况下，周期总延误Ｄ，则有如下图２－４所示信号控制??交叉口延误示意图。可知，但周期内总延误计算公式如式（２－１２），??ｓｑＲ１?ｑＲ２??Ｄ?＝?－＾－＾?＝?——?（２－１２）??２（ｓ?－?ｑ）?２（１－／Ｌ）??周期时长ｃ??／ｖ?ｋ?＞??＊红灯吋长Ｒ￣＾４?Ｄ＇Ｊ－ｔｔｃ?＊??累?ｑｃ??°ｌ?＾？??ｔ??图２－４信号控制交叉口延误示意??式中，??Ｄ—单周期总延误，辆？秒；￥—饱和流量，ｖｅ／ｚ／／？；《一进口道驶入流量，??ｖｅ／ｚ／／！；?—红灯时长，秒（ｓ）；?Ａ—饱和流量，计算公式为Ａ?＝兰。??Ｓ??此时，驶出交叉口实际交通流为：Ｇ＝７＾＜ｓＧ。??１?—?Ａ??故而，可计算每辆车平均延误时间，如下式（２－１３），??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]信号交叉口排队溢流控制触发条件及方案设计[J]. 朱仁伟,吴迪,羊钊. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(06)
[2]基于进口道检测器数据的交通溢流判别方法[J]. 吕瑶璐,徐建闽,张鑫. 交通科学与工程. 2018(01)
[3]相邻信号交叉口排队长度研究[J]. 蒋贤才,李萌萌. 公路与汽运. 2016(03)
[4]交通溢流智能协调控制算法[J]. 张立东,朱文兴,阮久宏. 系统工程. 2014(12)
[5]城市主干路交通溢流发生机理建模及其仿真[J]. 仕小伟,朱文兴,王青燕,邵士雨. 山东大学学报(工学版). 2013(03)
[6]过饱和条件下信号交叉口协调控制可靠性优化[J]. 王浩,吴翱翔,杨晓光. 公路交通科技. 2012(11)
[7]关联信号交叉口排队长度计算模型[J]. 王进,白玉,杨晓光. 同济大学学报(自然科学版). 2012(11)
[8]过饱和状态交叉口群信号控制机理及实施框架[J]. 李岩,过秀成,杨洁,刘迎,何赏璐. 交通运输系统工程与信息. 2011(04)
[9]城市道路交通网络死锁控制策略[J]. 张勇,白玉,杨晓光. 中国公路学报. 2010(06)
[10]饱和信号交叉口排队长度预测[J]. 代磊磊,姜桂艳,裴玉龙. 吉林大学学报(工学版). 2008(06)
博士论文
[1]干道过饱和交叉口群的实时交通控制策略研究[D]. 吴洋.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]基于HOG特征提取的车辆检测方法研究[D]. 刘家旭.华北电力大学 2017
[2]预防交叉口排队溢出的交通信号控制方法研究[D]. 李萌萌.哈尔滨工业大学 2015
[3]过饱和状况下的城市道路区域交通信号配时优化方法[D]. 陈凝.东南大学 2015
[4]排队长度约束下的信号交叉口控制方法研究[D]. 樊宏哲.吉林大学 2007
本文编号：2913225
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１交叉口典型溢流现象??
第二章信号交叉口溢流特性分析??２．１信号交叉口溢流概念??如图２－１所本，图中红色圆圈内为典型父通溢流现象。??Ｉｒａ?！?！＠?＠！ｈ??！ｕ?！?■溢流交叉口??？＞？！Ｉ！Ｂ?！?Ｎ?Ｌｓ?．ｊＢｊＢ?｜０ｆ＼＿??ｉ￣＾ｉ?ｉ?嘴?１１，飱?１１?嘴?ｉｉ?．，在?１１．喊?ｉ?ｒ￣＾ｉ?ｉ?＾?ｉ?ｒ￣＾￣ｉ／?ａ?１１?ｉｉ?１１?？？＜?ｉ?ｒ＾ｉ?ｉ?－＾ｉ?ｒ＾ｉ?ｉ?ｉ??ｎｉｉ?ｒａｒａｒａｒａｒａｒａｒａｎｉｌｒｉｉｎｉｉｎｎｒ？ｉ?ｃｈｉｑｃｈｉｃｈｉｂ］??Ｂ＿?ＥＤ?＿?＾?［Ｓ＿Ｅ＿?＿?ＺＴｊ?［Ｆ］）??￣?Ｂ￣＂?ＥＤ?￣ｇＳ?？?Ｗ?一??１ＶｌｌｉｉｉＰ??ｉ?０ｉ?ｉ＠?ｉ??ｉｉ?ｉｉ??图２－１交叉口典型溢流现象??交叉口溢流是指由于规划设计、交通信号控制配时、交通供需不平衡、交通??事故以及交通管制等的影响，导致某一路段交通流某一流向交通流在特定的时段??内排队积累越来越多，且车辆排队蔓延到上游交叉口，阻碍车辆在交叉口正常通??行的现象。该现象的负面影响表现可分为时间和空间两维度，时间维度，上游交??叉口车辆在绿灯时间内未能顺利经过下游交叉口，形成绿灯时间极大浪费现象；??空间维度，下游交叉口排队车辆占用了两交叉口之间的衔接路段，导致车辆无法??顺利通过。溢流蔓延至整个路网，进而导致大范围交通瘫痪。??２．２信号交叉口交通溢流发生机理分析??２．２．１信号交叉口交通流建模??设两个相邻交叉口分别以
（１）非溢流交叉口延误模型??一般而言，关于独立信号控制交叉口，如果车辆达到服从均匀分布方式，以??停车线为参考，在非饱和情况下，周期总延误Ｄ，则有如下图２－４所示信号控制??交叉口延误示意图。可知，但周期内总延误计算公式如式（２－１２），??ｓｑＲ１?ｑＲ２??Ｄ?＝?－＾－＾?＝?——?（２－１２）??２（ｓ?－?ｑ）?２（１－／Ｌ）??周期时长ｃ??／ｖ?ｋ?＞??＊红灯吋长Ｒ￣＾４?Ｄ＇Ｊ－ｔｔｃ?＊??累?ｑｃ??°ｌ?＾？??ｔ??图２－４信号控制交叉口延误示意??式中，??Ｄ—单周期总延误，辆？秒；￥—饱和流量，ｖｅ／ｚ／／？；《一进口道驶入流量，??ｖｅ／ｚ／／！；?—红灯时长，秒（ｓ）；?Ａ—饱和流量，计算公式为Ａ?＝兰。??Ｓ??此时，驶出交叉口实际交通流为：Ｇ＝７＾＜ｓＧ。??１?—?Ａ??故而，可计算每辆车平均延误时间，如下式（２－１３），??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]信号交叉口排队溢流控制触发条件及方案设计[J]. 朱仁伟,吴迪,羊钊. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(06)
[2]基于进口道检测器数据的交通溢流判别方法[J]. 吕瑶璐,徐建闽,张鑫. 交通科学与工程. 2018(01)
[3]相邻信号交叉口排队长度研究[J]. 蒋贤才,李萌萌. 公路与汽运. 2016(03)
[4]交通溢流智能协调控制算法[J]. 张立东,朱文兴,阮久宏. 系统工程. 2014(12)
[5]城市主干路交通溢流发生机理建模及其仿真[J]. 仕小伟,朱文兴,王青燕,邵士雨. 山东大学学报(工学版). 2013(03)
[6]过饱和条件下信号交叉口协调控制可靠性优化[J]. 王浩,吴翱翔,杨晓光. 公路交通科技. 2012(11)
[7]关联信号交叉口排队长度计算模型[J]. 王进,白玉,杨晓光. 同济大学学报(自然科学版). 2012(11)
[8]过饱和状态交叉口群信号控制机理及实施框架[J]. 李岩,过秀成,杨洁,刘迎,何赏璐. 交通运输系统工程与信息. 2011(04)
[9]城市道路交通网络死锁控制策略[J]. 张勇,白玉,杨晓光. 中国公路学报. 2010(06)
[10]饱和信号交叉口排队长度预测[J]. 代磊磊,姜桂艳,裴玉龙. 吉林大学学报(工学版). 2008(06)
博士论文
[1]干道过饱和交叉口群的实时交通控制策略研究[D]. 吴洋.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]基于HOG特征提取的车辆检测方法研究[D]. 刘家旭.华北电力大学 2017
[2]预防交叉口排队溢出的交通信号控制方法研究[D]. 李萌萌.哈尔滨工业大学 2015
[3]过饱和状况下的城市道路区域交通信号配时优化方法[D]. 陈凝.东南大学 2015
[4]排队长度约束下的信号交叉口控制方法研究[D]. 樊宏哲.吉林大学 2007
本文编号：2913225
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