城市交叉口群协调控制优化研究
发布时间：2021-11-14 11:47
随着经济发展,车辆急剧增加,城市交通拥堵越来越严重。大城市的道路基础设施难以满足其日益急剧增长的交通需求。城市道路交叉口信号控制仍然是解决城市拥堵的重要措施。而单点信号控制和干线控制的发展已不能适应越来越拥挤的交通所导致的复杂交通问题。通过对较短距离交叉口的几何状态和交通流特性的研究分析,采取措施和优化信号配时方案能够减少交叉口停车延误,使车辆快速通过交叉口。从而提高整个的交叉口群交通通行效率。交叉口群作为协调控制的小单元,在信号控制技术上还不完善。鉴于此,本文着重分析了交叉口群的交通流特性,基于国内外交通信号控制的理论研究和实际应用成果,深入研究了在饱和条件下田字型交叉口群的交通协调控制策略与优化。首先,论文基于当前国内外城市交叉口群交通控制的研究基础之上,界定了交叉口群的数学定义和相关理论,并对其基于相邻交叉口的路段关联性,利用层次聚类分析,建立了关键路径的划分模型。选取了关键交叉口作为交叉口群区域内的主要控制对象,对关键交叉口进行了相位优化、绿灯时间优化。提出了适用于饱和交叉口群的控制策略。其次,论文根据饱和状态下交叉口群的交通特性及其控制策略,选取了交叉口群多个优化目标与模型约...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
区域控制子系统与交叉口群范围划分的差异不同点：
第2章叉口群交通控制基本理论172.2交叉口群交通拥堵扩散规律分析要实施信号协调控制，首先就要高度关联相邻的交叉口。不过流量过载，或者还有不合理的信号配时，很容易引起滞留排队、排队溢流等负面交通效应。正如所知道的因为下游过载的状态导致的排队占用，从而导致上游的车辆没有办法通过绿灯亮起时间的下游交叉口时，叫其为排队溢流。而更严重的情况，因为下游的交叉口的排队会给上游的交叉口的正常运行带来一些额外不同的影响和耽误，称之为排队溢流。[26]图2-2交叉口溢流现象在道路上的车流不断增多的过程中，交通流中瓶颈路段会最先到达它的承载能力，然后开始在瓶颈路段或者交叉口中出现排队，并且拥堵会不断的向周边扩散。在交叉口群中的交叉口之间，特别时一些关键路径上的交叉口之间，因为关联性很强，所以当发生排队和拥堵的时候，拥堵会顺着交叉口群蔓延到相邻的交叉口群中，从而导致其他的非关键的路上的交叉口也会受到影响。根据交叉口通行能力利用率指标(IntersectionCapacityUtilization，ICU)来识别瓶颈区域。只有ICU值小于1时，交叉口才不是过载，交叉口才不会是潜在的瓶颈区域。在进行交叉口群协调控制分析时，有必要寻找交叉口群交通网络中ICU值最大的一个/多个交叉口，并将其设为关键交叉口，以便观察其对交叉口群内其他交叉口的影响。交叉口通行能力利用率计算公式如下[49]:ICU=sum(max(tMin,(vs))×CL+t)/CL（2-2）式中:CL为交叉口周期时长(s)；
第3章交叉口群交通关联性研究27叉口的所有其他相位也合理。相位差绿灯空放是交叉口网络因信号设置不当而导致整体通行能力下降的典型情况。它是指上游交叉口出现排队溢出、阻塞溢出或红灯设置不当等现象，使下游交叉口绿灯时间效率低下。绿灯为空的情况如下图3-1所示。图3-1交叉口绿灯空放现象这种情况可以通过调整相位差与控制转向来改变。相位差是多交叉口协调控制的重要参数，决定交叉口群整体运行效果。根据道路上要求的速度和交叉口之间的距离，协调相邻交叉口绿灯的开启时间，使离开上游交叉口的车辆在绿灯期间准确到达下游交叉口。当相邻交叉口之间的距离较短，且关键路径方向的交通量比交叉道路方向的交通量大得多时，相邻交叉口可视为绿灯开启时间相同的交叉口，形成同步协调控制系统，提高交叉口的通行能力。在关键路径上的交通流量，或者当关键路径上的交通量特别大时，高峰时段的交通量逼近通行能力，此时下游交叉口车辆的队列可以扩展到上游交叉口时，类似多米诺现象，可以将这些交叉口进行同步协调。也可对相序排列进行调整，在此基础上对关键相采用连续的协调控制。在保证非关键相位交通需求的基础之上，根据情况设置关键相位的绿信比并调整相位差。3.3交叉口群路段关联度计算模型3.3.1Whitson模型虽然可以通过交通控制的方式，使得车流从上游的交叉口出发后会出现聚集状态，即车队特征，但是在车流行驶的过程中会出现离散的现象。所以可以预见，原本上路密集紧凑的车队特征会逐渐离散，到达下游交叉口时已经变成
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市交叉口群信号协调控制范围动态划分方法[J]. 杨洁,过秀成,刘迎,梁浩. 交通运输系统工程与信息. 2014(03)
[2]城市道路交叉口群信号协调控制多目标优化与仿真[J]. 高云峰,胡华,韩皓,杨晓光. 中国公路学报. 2012(06)
[3]相邻交叉口短车道长度与配时参数协同优化[J]. 姚荣涵,王建丽,贾婧. 大连理工大学学报. 2012(04)
[4]基于小波变换的关联交叉口群关键路径识别方法[J]. 李岩,杨洁,过秀成,严亚丹. 中国公路学报. 2012(01)
[5]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)
[6]近距离相邻交叉口信号协调控制模型研究[J]. 肖秀春,徐建闽. 公路与汽运. 2011(01)
[7]基于路径关联性的交叉口群动态划分方法[J]. 胡华,高云峰,邱薇华. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2010(05)
[8]基于Synchro的单点交叉口信号配时优化研究[J]. 孙超,徐建闽. 公路交通科技. 2009(11)
[9]基于路径的信号控制交叉口关联度计算模型[J]. 马万经,李晓丹,杨晓光. 同济大学学报(自然科学版). 2009(11)
[10]过饱和信号交叉口的多目标控制模型[J]. 唐德华,许伦辉,林泉. 科学技术与工程. 2009(19)
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]小区域交叉口群的优化控制方法研究[D]. 胡兴丽.重庆交通大学 2013
[2]城市道路交叉口的信号配时优化研究[D]. 蔡锦德.北京交通大学 2012
本文编号：3494579
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
区域控制子系统与交叉口群范围划分的差异不同点：
第2章叉口群交通控制基本理论172.2交叉口群交通拥堵扩散规律分析要实施信号协调控制，首先就要高度关联相邻的交叉口。不过流量过载，或者还有不合理的信号配时，很容易引起滞留排队、排队溢流等负面交通效应。正如所知道的因为下游过载的状态导致的排队占用，从而导致上游的车辆没有办法通过绿灯亮起时间的下游交叉口时，叫其为排队溢流。而更严重的情况，因为下游的交叉口的排队会给上游的交叉口的正常运行带来一些额外不同的影响和耽误，称之为排队溢流。[26]图2-2交叉口溢流现象在道路上的车流不断增多的过程中，交通流中瓶颈路段会最先到达它的承载能力，然后开始在瓶颈路段或者交叉口中出现排队，并且拥堵会不断的向周边扩散。在交叉口群中的交叉口之间，特别时一些关键路径上的交叉口之间，因为关联性很强，所以当发生排队和拥堵的时候，拥堵会顺着交叉口群蔓延到相邻的交叉口群中，从而导致其他的非关键的路上的交叉口也会受到影响。根据交叉口通行能力利用率指标(IntersectionCapacityUtilization，ICU)来识别瓶颈区域。只有ICU值小于1时，交叉口才不是过载，交叉口才不会是潜在的瓶颈区域。在进行交叉口群协调控制分析时，有必要寻找交叉口群交通网络中ICU值最大的一个/多个交叉口，并将其设为关键交叉口，以便观察其对交叉口群内其他交叉口的影响。交叉口通行能力利用率计算公式如下[49]:ICU=sum(max(tMin,(vs))×CL+t)/CL（2-2）式中:CL为交叉口周期时长(s)；
第3章交叉口群交通关联性研究27叉口的所有其他相位也合理。相位差绿灯空放是交叉口网络因信号设置不当而导致整体通行能力下降的典型情况。它是指上游交叉口出现排队溢出、阻塞溢出或红灯设置不当等现象，使下游交叉口绿灯时间效率低下。绿灯为空的情况如下图3-1所示。图3-1交叉口绿灯空放现象这种情况可以通过调整相位差与控制转向来改变。相位差是多交叉口协调控制的重要参数，决定交叉口群整体运行效果。根据道路上要求的速度和交叉口之间的距离，协调相邻交叉口绿灯的开启时间，使离开上游交叉口的车辆在绿灯期间准确到达下游交叉口。当相邻交叉口之间的距离较短，且关键路径方向的交通量比交叉道路方向的交通量大得多时，相邻交叉口可视为绿灯开启时间相同的交叉口，形成同步协调控制系统，提高交叉口的通行能力。在关键路径上的交通流量，或者当关键路径上的交通量特别大时，高峰时段的交通量逼近通行能力，此时下游交叉口车辆的队列可以扩展到上游交叉口时，类似多米诺现象，可以将这些交叉口进行同步协调。也可对相序排列进行调整，在此基础上对关键相采用连续的协调控制。在保证非关键相位交通需求的基础之上，根据情况设置关键相位的绿信比并调整相位差。3.3交叉口群路段关联度计算模型3.3.1Whitson模型虽然可以通过交通控制的方式，使得车流从上游的交叉口出发后会出现聚集状态，即车队特征，但是在车流行驶的过程中会出现离散的现象。所以可以预见，原本上路密集紧凑的车队特征会逐渐离散，到达下游交叉口时已经变成
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市交叉口群信号协调控制范围动态划分方法[J]. 杨洁,过秀成,刘迎,梁浩. 交通运输系统工程与信息. 2014(03)
[2]城市道路交叉口群信号协调控制多目标优化与仿真[J]. 高云峰,胡华,韩皓,杨晓光. 中国公路学报. 2012(06)
[3]相邻交叉口短车道长度与配时参数协同优化[J]. 姚荣涵,王建丽,贾婧. 大连理工大学学报. 2012(04)
[4]基于小波变换的关联交叉口群关键路径识别方法[J]. 李岩,杨洁,过秀成,严亚丹. 中国公路学报. 2012(01)
[5]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)
[6]近距离相邻交叉口信号协调控制模型研究[J]. 肖秀春,徐建闽. 公路与汽运. 2011(01)
[7]基于路径关联性的交叉口群动态划分方法[J]. 胡华,高云峰,邱薇华. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2010(05)
[8]基于Synchro的单点交叉口信号配时优化研究[J]. 孙超,徐建闽. 公路交通科技. 2009(11)
[9]基于路径的信号控制交叉口关联度计算模型[J]. 马万经,李晓丹,杨晓光. 同济大学学报(自然科学版). 2009(11)
[10]过饱和信号交叉口的多目标控制模型[J]. 唐德华,许伦辉,林泉. 科学技术与工程. 2009(19)
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]小区域交叉口群的优化控制方法研究[D]. 胡兴丽.重庆交通大学 2013
[2]城市道路交叉口的信号配时优化研究[D]. 蔡锦德.北京交通大学 2012
本文编号：3494579
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