基于关键车流轨迹的交通信号控制优化策略研究

发布时间：2020-05-26 22:54

【摘要】：随着交通需求的不断增长,大中城市道路的拥堵情况越来越严重,许多城市交通基础设施的建设都已经相对完善,未来缓解交通拥堵主要通过科学的交通管控措施。交通信号控制能在时间上给车辆分配合理的通行权,优化信号配时是提升交通管控效果的重要途径。本文研究了基于关键车流轨迹的交通信号控制优化策略。首先,论文提出了关键车流的定义:关键车流是在时间和空间上对拥堵影响最大的车流。对关键车流进行合理的管控能有效地缓解交通拥堵。其次,关键车流可以分为路口关键车流、路段关键车流和路径关键车流三类,根据道路饱和度和车流增长特征,本文提出了各类关键车流的具体判别方法和相应的信号控制优化策略。根据对车流状态识别的数据需求,本文选用RIFD技术作为主要数据收集技术。通过分析RFID系统的组成、特点和在交通方面的应用,以及RFID技术的工作原理和相关的关键技术,设计了基于RFID的关键车流识别系统。最后为了验证优化策略的有效性,本文选取了南京市具有代表性的研究区域,获取相关数据后利用交通仿真软件VISSIM进行仿真验证,仿真的结果表明基于关键车流轨迹的交通信号控制优化能够有效降低车流的平均延误和停车次数,车流的通行效率有明显提高。
【图文】：

图 2-1 早高峰南京清凉门大街、汉中门大街附近关键车流示意图从关键车流的分类来看，图中汉中路-虎踞南路交叉口以及上下游交叉口要通过调节目标和上下游交叉口的信号配时来优化信号控制，为路口关键车清凉门大街拥堵车辆集中在清凉门桥上，对两端的交叉口均有影响，主要通节路段两端的交叉口信号配时来优化信号控制，符合路段关键车流的特征路径关键车流需要经过识别判定后才能确定，无法直观看出，详细的车流举判定方法举例在后文中提出。3.2 关键车流新定义优点交叉口发生拥堵后有缓解拥堵的不同策略，例如红波信号控制是常见的交交通拥堵缓解信号控制策略：在交叉口发生拥堵的情况下，对其上游交叉口红波控制，减少进入拥堵交叉口的车辆。这种方法虽然能够缓解拥堵，但是别的限制了所有进入拥堵交叉口的车辆通行。在被限制通行的车辆之中有部辆对拥堵的影响并不大，因此这种信号控制方法增加了非关键车流车辆的延利于提高整体车流的效率。例如图 2-1 中汉中路-虎踞南路交叉口中拥堵车要为东西方向的车流，若不分流向地限制上游交叉口中所有汇入拥堵交叉口

和需要进行选取。（2）路侧阅读器：路边 RFID 阅读器的主要功能是与车载电子标签进行通信，并且在一定时间内快速读取识别范围内的标签。根据实际的道路条件，路侧阅读器的布设方式大致可以分为高速公路阅读器和城市道路阅读器。在高速公路上，车辆的速度快，对设备的识别速度精度要求也高，因此可以考虑在关键点处的各个车道布设独立的阅读器。在城市道路中，阅读器不仅要对车辆信息进行识别，还要收集车辆停留信息，用于计算道路占有率、交通流密度和交通量等参数。若 RFID系统需要与信号灯系统联动，阅读器应布设在停车线前70至150米处，并且布设距离要大于车辆的平均排队长度，以保证所有的车辆都能够被识别。对于较拥堵的信号控制路段，车辆排队长度过长，则阅读器可以安装在上游出口的20 至 30 米处。在实际布设中，RFID 阅读器设备还应尽量借助路边已有的龙门架或者天桥进行布置，从而降低布设难度，节约成本。（3）应用软件系统：收集到的车流信息是用于交通信号控制优化，因此系统中的应用软件系统为车辆数据处理系统和交通信号控制系统。各个组成部分的关系示意图如下：
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.54

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本文编号：2682526