基于车路协同环境的干线信号控制方法研究

发布时间：2020-03-18 05:54

【摘要】：随着我国经济的飞速发展和城市化进程的不断加快,居民出行次数和机动车保有量急剧增加,交通基础设施的建设远远跟不上日益增长的交通需求,供需之间的矛盾愈发尖锐,引发出交通拥堵、环境污染、事故频发、能源浪费等一系列全球各国面临的共同问题。车路协同技术作为智能交通运输领域的前沿技术,是解决城市交通拥堵问题的有效方法之一,目前得到了交通研究者和管理者的重点关注。车路协同系统基于先进的无线通信、传感器检测、数据融合技术,实时获取道路和车辆的有效信息,通过建立的车路通信、车车通信,将人、车、路、环境有效地联系起来,进行道路交通流的协同管理和主动控制,从而提升道路资源的利用率,改善交通安全,缓解交通拥堵。城市主干道是城市交通的骨架,承担着城市交通的主要压力,也是交通拥堵的主要发生源,因此有效提高城市干线的协调效果对整个城市交通网络状况的改善具有重要意义。开展车路协同环境下的干线协调控制技术研究,不仅有利于提高城市交通效益和安全,也为新一代智能网联驾驶技术的推广提供了技术储备。本文分析了协调效果的影响因素和现有控制策略的适应性,重点研究了基于车路协同环境的干线信号控制方法。主要完成了以下几个方面的工作:(1)分析总结了目前国内外车路协同技术的发展现状和干线信号协调控制方法的优势和不足,介绍了干线信号协调的理论体系:控制参数、评价指标、影响因素,对目前广泛使用的最大绿波带宽模型和最小延误模型进行了适应性分析。(2)介绍了基于车路协同环境的交通信号控制系统基础框架,提出了基于车路协同环境的单点交叉口协同优化模型;在此基础上,将传统MultiBand模型加以改进,并引入交叉口清空可靠性理论,建立一种分级协调控制框架,并对框架中的信号配时和车速引导模块进行了重点研究,提出了一种动态速度引导动态信号配时(Dynamic Speed Guidance and Dynamic Signal Timing,DSDS)的集成优化控制模型。(3)利用仿真软件VISSIM及其COM接口技术、MATLAB编程环境搭建了车路协同环境下的城市干线信号协调控制测试平台,并对交通信息采集、车速引导和信号配时模块进行了详细的论述。最后,以长沙市五一路6个连续交叉口为研究实例,设计了仿真对比实验来验证本文所提出模型的先进性和有效性,并对路段最大限速、车载市场渗透率和建议车速遵从率等模型参数进行了敏感度分析。
【图文】：

协同技术,交通拥堵,车辆尾气,降低事故

传感探测和无线通信技术，实时获取车辆和道路信息，实现人、车、路与环境的信息共逡逑享，，在这个基础上，采用协同安全和主动控制技术，达到提高交通安全和缓解交通拥堵逡逑的目标，体系框架如图１．１所示。ＣＶＩＳ的应用领域目前主要有以下几个方面：城市交通逡逑信号控制、交通出行信息服务、高速公路运营管理、不停车收费、紧急事故处理和车辆逡逑安全与辅助驾驶等。逡逑（ｆ车载系统３逡逑智能路测逦路网运输状况信息逦＾逦通信网络ｊ逡逑图１．１邋ＣＶＩＳ体系框架图逡逑车路协同技术对于缓解交通拥堵，降低事故发生率，减少车辆尾气排放和环境污染逡逑等方面都具有很大的潜力，能够有效提高社会经济效益。具体来说，车路协同环境下的逡逑交通信号控制带来的社会经济效益，主要分为以下三个方面：逡逑２逡逑

欧盟,车辆,重点发展方向,系统推进

系统推进组织（Ｅｕｒｏｐｅａｎ邋Ｒｏａｄ邋Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ邋Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ邋Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ邋Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ，逡逑ＥＲＴＩＣＯ），进行了邋ｅ－Ｓａｆｅｔｙ、ＣＶＩＳ、ＰｒｅＶＥＮＴ邋和邋ＣｉｔｙＭｏｂｉｌ２邋项目的研宄丨５１，其发展历程逡逑如图１．３所示。欧盟在车路协调技术领域更加注重通信协议和数据标准的制定，用于保逡逑证各种不同类型的车载设备能完美兼容，这方面的研究也一直领跑全世界。２００３年逡逑ｅ－Ｓａｆｅｔｙ项目的制定，标志着欧盟的对于车路协同系统的研宄正式开始，该项目强调利逡逑用先进的通信技术在交通安全方面提供更为全面的解决方案［＆７］。欧盟制定逡逑Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ－ＩＴＳ发展战略（２０１３－２０１７）中，智能车路协同、互联和车辆自动化己经成逡逑为了重点发展方向。作为最容易商业化的应用，智能驾驶卡车队列和自动驾驶的小巴士逡逑达到了研究者的关注和研究
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.54

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