城市地面公交信号优先优化方法研究

发布时间：2020-07-24 13:09

【摘要】：在一些城市(如洛杉矶、波特兰、温哥华和苏黎世)的应用结果表明,公交信号优先可以有效地提升公交车辆的运行效能。因此,国内外许多专家学者提出大力推广使用公交信号优先。但是,随着实行信号优先的公交车辆的增多,多个公交信号优先请求产生冲突的概率也逐渐变大。而针对优先请求冲突问题,现有的公交信号优先方法暂时还不能提供一个有效的解决方案。鉴于此,本文在国家863计划项目《多模式多层次地面公交高效协同控制技术》(No.2014AA110303)、国家自然科学基金重点项目《现代城市多模式公共交通系统基础理论与效能提升关键技术》(No.51338003)和江苏省普通高校研究生创新计划项目《多源数据融合的多线路公交请求冲突控制方法研究》(No.KYLX15_0156)等课题的资助下,分别从信号交叉口、交通干线、交通网络三个层面对解决优先请求冲突问题、提升公交信号优先实施效果的方法进行了专门、系统、全面地研究,形成了一套完整的城市地面公交信号优先优化方法,从而为公交信号优先应用于实际提供理论、方法和技术支撑。本文的研究重点主要体现在以下三个方面:信号交叉口地面公交信号优先优化方法、交通干线地面公交信号优先优化方法和城市交通网络地面公交信号优先优化方法。另外,需要指出的是,考虑到轻轨、地铁等城市轨道交通不受地面交通信号控制影响,本文的研究对象主要是地面公交,具体包括有轨电车、快速公交系统和普通公交。(1)在信号交叉口处,根据公交车辆运行特性,确定优先请求产生机制,研究同一个相位内多优先请求之间的相互影响和作用,分析优先请求冲突的产生过程和机理。然后,选取公交车辆车上乘客延误和下游站点乘客等待延误两个指标来衡量公交车辆的优先请求优先级别,并建立优先级别评估模型,给予优先级别最高的公交车辆优先通行权,以有效解决多优先请求冲突问题,提升公交信号优先的实施效果,进而实现公交信号优先方法的优化。(2)基于双层规划方法,提出交通干线公交信号优先控制优化方法。上层为绿波协调控制,鉴于整体式绿波的不足,本文考虑公交车辆运行特征,选取公交停靠站为节点将干线交叉口分为若干组,提出设置分段式站间绿波;然后,基于设置的站间绿波,对MAXBAND模型进行改进,以实现绿波带宽的优化,保障干线车辆的运行状况。下层为公交信号优先控制优化,以协调相位绿波带上下限作为约束条件,在不破坏协调相位绿波带的情况下,实施公交信号优先,同时建立优先请求优先级别评估模型,以解决优先请求冲突问题,提升交叉口处公交信号优先效果。(3)考虑城市交通网络的复杂分布特性,基于多智能体技术和模糊控制理论,构建网络层面的公交信号优先优化方法。每个智能体管理一个信号交叉口,通过模糊推理过程实现交叉口处的公交信号优先。对于多优先请求冲突情况,本文将综合考虑公交车辆的优先级别和相应进口方向交通流紧迫度来确定优先请求优先级别。因为涉及变量较多,本文提出构建多级模糊控制器,通过多个模糊控制器的协同合作,以有效解决优先请求冲突问题。最后,通过协商模糊控制器实现干线交叉口间的协调控制,以保障干线交通的连续性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.54
【图文】：

公交优先的具体含义包括广义和狭义两个方面［９１。广义上，公交优先指的是有利于逡逑城市公共交通发展的所有措施与政策，具体包括规划优先、政策优先、财政优先、服务逡逑优先、路权优先和立法优先等多个方面｜９２Ｋ９３］，如图２－１所示。在城市规划中，制定合逡逑理有效的公共交通发展计划，将公共交通建设、管理放在优先的位置上，予以政策、资逡逑１７逡逑

第二章公交信号优先基础理论分析逡逑相位的绿灯时间是否大于最小绿灯时间；如果两个条件都满足，则根据申请的调整相应相位的绿灯显示时间；否则，不准许延长申请，信号配时方案不变。逡逑总之，绿灯延长申请是否能够执行取决于其是否干扰其他相位对应车俩的正常绿灯延长的控制思想和原理，本文总结出绿灯延长的工作流程如图２－３所示。逡逑Ａ逦绿灯延长时间逡逑

时间调整相应相位的绿灯显示时间；否则，不准许延长申请，信号配时方案不变。逡逑总之，绿灯延长申请是否能够执行取决于其是否干扰其他相位对应车俩的正常运行。逡逑根据绿灯延长的控制思想和原理，本文总结出绿灯延长的工作流程如图２－３所示。逡逑Ａ逦绿灯延长时间逡逑－４￣＾正常信号状逡逑，邋（１邋逦逡逑ＵａＨｉａｎＨｉ逦－：邋－邋ｃｒ逦－４￣Ｔ邋优先信号状态）逡逑□邋□邋／邋／逦、－－－－逡逑□逦／邋ｍａｍｍ邋绿灯信号邋口其他社会车辆逡逑红灯信号逦公交车辆逡逑ｕ邋ＬＵ逦？逡逑图２－２绿灯延长控制原理图逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｇｒｅｅｎ邋

【参考文献】

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本文编号：2768888