智能交通信号灯配时策略研究

发布时间：2020-04-02 06:26

【摘要】：随着城市车辆数量的不断增加和城市交通资源的限制,交通拥堵问题已成为城市发展的关键问题之一。交叉路口是城市交通网络中的关键节点,对交叉路口交通流进行合理的疏导和控制是有效提高城市交通效率的重要途径。通过交通信号灯调控交叉路口的交通流是目前交叉路口交通控制的主要方法。配时策略由交叉路口各车道绿灯时长和绿灯开始时间两部分组成,它是交叉路口实施信号灯控制的基础。固定配时策略和自适应配时策略是目前采用的两种主要配时策略。固定配时策略具有简单易行和运用方便等优势,但不能适应车流量变化,不能有效缓解交通拥堵。自适应配时策略可以根据预测模型来计算绿灯时长以适应路口车流量的变化,能够减缓滞流现象,提高交叉路口的通行效率。目前大多数自适应配时策略中的预测模型都较为复杂,计算量较大,实施效率不高。本文在分析总结现有配时策略的基础上,对不定周期配时策略和自适应移位左转配时策略展开了研究。本文的主要工作及贡献包括:(1)提出了一种交叉路口不定周期信号灯配时策略。一方面,该策略根据到达的车流量自动调节每条车道的绿灯时长,通过提高绿灯利用率来提高交叉路口车辆的通行效率。另一方面,该策略通过优化车道的通行顺序获得优化的车道组合以便于红绿灯控制。仿真实验结果表明,不定周期信号灯配时策略比传统的固定配时策略通行效率平均提升15%。该策略减少了车辆滞留,缓解了交通拥堵。(2)提出了一种自适应移位左转信号灯配时策略。该策略首先根据到达车流量自动调节每条车道的绿灯时长,然后根据绿灯时长自动选择最为合适的周期类型,最后根据车流量大小自动调节周期长度。仿真实验结果表明,本文提出的自适应移位左转信号灯配时策略比移位左转固定配时方案通行效率平均提升5%,能够有效地缩短车辆的等待时间,减少车辆滞留,改善交叉路口的车辆通行状况。(3)将本文提出的两种策略进行对比分析。采取车辆平均延误时间、通行效率以及滞留车辆数三个指标来进行配时方案评价。评价的结果表明:本文提出的配时策略是高效的和可靠的,自适应移位左转信号灯配时策略车辆平均延误最小和通行效率最高,不定周期信号灯配时策略滞留车辆数最小。本文提出的不定周期信号灯配时策略对于研究交叉路口信号灯配时有重要的参考价值,自适应移位左转交通灯配时策略的研究是对目前最新的交叉路口交通组织与管理模式的有益尝试。
【图文】：

配时,交通信号灯,控制方法,定时控制

图 2.1 交通信号灯控制方法分类Figure 2.1 Traffic light control method classification.2.1 控制方式分类①定时控制定时控制是一种固定周期固定绿信比的控制方案。全天候交叉路口的交通信灯都会按照预设的方案工作，不再改变。定时控制根据平峰和高峰时段可以分单时段控制和多时段控制。多时段定时控制是根据交通流的历史经验数据把一分割为多个时段，根据不同时段的交通流量分别采用相应的配时方案。②感应控制感应控制的一个显著特点就是在交叉路口的进口道上布设车辆检测器。交通号灯的配时方案由计算机或智能信号控制机运算获得，，不是固定不变的，是随车辆检测器的传输数据实时改变的。③自适应控制

左转相位,配时,方案,交叉路口

图 2.3 具有专用左转相位的三相位配时方案Figure 2.3 Three-phase timing plan with dedicated left-turn2.3.2 时间参数①信号周期交叉路口信号周期也是配时策略的一个重要参数。交通信号灯配时策略优化效果好坏同信号周期的关系密不可分。过短的信号周期容易造成道路交通指挥过于频繁交替，无法确保车流顺利通过交叉路口，造成交叉路口的利用率下降。过长的交叉路口信号周期导致绿灯的利用率降低，损失时间增多，而且行人和车辆等待时间比较久，整体延误时间都会增加。尤其周期时长超过一定的限度之后，交叉路口的实际行人和车辆通行量不仅不会增加，反而会降低。②绿灯时长绿灯时长是指每条车道上的车辆在信号周期内获得通行权可以驶过交叉路口的时间。③最短绿灯时长
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.5

【参考文献】