多支路环形交叉口交通信号设置条件及控制方案研究

发布时间：2020-08-13 15:47

【摘要】：随着城市交通流趋于密集,城市关键环形交叉口逐渐饱和,使得在交通流运行的高峰时期,环岛内拥堵严重,运行效率低下,急需将控制等级由让行规则控制提升至信号控制。现有的研究,大多是集中在普通的四路环岛的信号控制方面,而对于交通组织运行更为复杂的四路以上的多支路环形交叉口,信号控制方案的理论依据却鲜有研究。本文以多支路环形交叉口为研究对象,首先从数据分析的角度,对多支路环岛的交通流运行特性进行统计分析,在运行规律的基础上聚类分析得到环岛交通状态,基于状态判别结果分析环岛设置信号的时间条件。其次,本文从宏观角度研究了基于模型预测控制理论的环形交叉口单点信号控制方法,在相位结构设计和搭接规则研究的基础上,通过过程预测模型和目标函数最优求解,滚动优化环岛的信号配时参数,为环形交叉口设计能满足交通流时变特性的自适应式信号配时方法。最后,本文将环岛的单点信号控制,扩大到了与各个入口上游第一个交叉口的协调优化,通过区域关系分析,对环岛上游交叉口的信号配时参数进行优化,从而控制环岛的交通需求,增加其运行的有序性,提升环岛的通行效率。通过验证,本文提出的方法能有更有序的组织多支路环形交叉口的交通运行,保证环岛运行的高效性和安全性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.54
【图文】：

拥堵判别结果

控制范围,概念

?基于 MPC 理论的多支路环形交叉口信号控制方法研究23图3.2 预测范围、控制范围概念与预测范围的概念相对应，在控制过程中，需要定义另外一个参数—控制范围c c pN ( N N)，这主要是为了在目标函数求解的过程中简化计算过程，环岛自适应的信号配时参数，只在控制范围c[ k a T ,( k N ) a T ]变化，在此之后保持不变。3.2 感应线圈布设方法及数据采集传输系统在模型预测控制理论中，预测模型、滚动优化、反馈调节三个部分共同作用完成配时参数求解的全过程。这里预测模型是一个非常重要的部分。环岛未来交通状态的预测，也就是描述交通状态的三个基本交通流参数，流量、速度、密度以及进口道的排队长度进行预测，需要采集现状的交通流状态参数，以及环岛的各种输入输出。如图 3.3

环形交叉口,检测器,路段

在环岛出口、入口以及进口道和环流区布设相应的检测器，具体的布设方法如图 3.4 所示：图3.4 环形交叉口路段划分及检测器布设方法将多支路环岛按照支路数量划分为多个路段进行检测器布设，这种划分下，检测器的布设与环岛本身的渠化没有很大的关联，因此以五支路环形交叉口为例

【参考文献】