基于NSGA-Ⅱ算法的左转待行区交叉口信号配时优化

发布时间：2021-01-21 14:27

　　以左转待行区交叉口为研究对象,基于交通波理论,修正信号交叉口的停车率模型。以信号周期时长、相位有效绿灯时长为研究对象,建立交叉口控制延误时长最小、停车率最小的双目标优化模型。以长沙市某交叉口为例,运用NSGA-Ⅱ算法对左转待行区交叉口的信号配时进行优化,与现状配时方案进行对比,结果表明:车辆的延误和停车率分别降低了13.61%、0.02次/s,达到了交叉口控制效率提高的目标。 

【文章来源】：中外公路. 2020,40(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

左转车辆运行时空轨迹图

由于左转待行区的设置,左转车辆起动经过待行区长度Lw需要在第二停止线处停车等待,车流无法以饱和流率状态通过第一停车线。考虑交叉口的几何条件,左转待行区设置的长度一般为2～4个车辆的可停放长度,左转车辆在同向直行绿灯期间的运行状态类似于排队前进,参考文献[9],车辆运行可看作是以较低的加速度和减速度行驶。由图2可知:车辆1、2通过第一停止线,车辆3、4排队进行,车辆运行长度按待行区长度的距离进行排队,停车位置为1′、2′、3′、4′。车辆运行状态为:在同行绿灯启亮后,先起动加速到一定速度v,然后减速到第二停止线处停车,以速度v作为车辆的起动速度。设左转待行区的长度为Lw,车辆的加速度为a1,减速度为a2,同向直行绿灯期间,单个车辆起动至停止的时间为t,可得以下公式:

两种情况下车辆起动时空轨迹如图3所示。情况1:同向直行绿灯启亮后,第一停车线后的左转车辆开始起动,产生起动波并向后传递。如果在起动波传递至左转排队末车之前,左转绿灯已启亮,则同向绿灯启亮前排队的车辆和起动波传递至排队末车前到达的车辆,部分需要进行二次停车,部分只需一次停车。特殊情况,起动波传递至排队末车时,左转绿灯刚好启亮,则一个周期内到达的左转车辆都需要二次停车,起动波的传递时间即为同向直行绿灯时长。二次停车的车辆数为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于正交试验的道路交叉口仿真分析及优化[J]. 蒲超伦.  中外公路. 2019(02)
[2]基于VISSIM仿真的改进型环形平面交叉口研究[J]. 潘兵宏,霍永富,高健强,刘斌,周海宇.  中外公路. 2018(01)
[3]山地城市信号交叉口延误改进模型研究[J]. 张惠玲,尹宝计,敖谷昌.  中外公路. 2017(06)
[4]周期与流量对交叉口排放和延误的影响[J]. 项俊平,唐克双,陶晶晶.  同济大学学报(自然科学版). 2017(11)
[5]国内外道路平面交叉口通视区要求对比与建议[J]. 傅大宝,刘金福.  中外公路. 2017(05)
[6]基于改进NSGA-Ⅱ算法的路网养护决策优化研究[J]. 谢峰.  中外公路. 2017(03)
[7]交叉口直行待行区的车辆延迟启动策略分析[J]. 王浩,包林基,云美萍.  公路交通科技. 2016(04)
[8]信号交叉口左弯待转区对左转车道通行能力的影响[J]. 陈亦新,贺玉龙,孙小端,马小龙.  长安大学学报(自然科学版). 2015(06)
[9]设有待转区的左转专用车道车辆释放过程建模[J]. 陈永恒,白乔文,魏雪延.  交通运输系统工程与信息. 2014(01)
[10]信号交叉口机动车左转待行区的设置研究[J]. 倪颖,李克平,徐洪峰.  交通与运输(学术版). 2006(02)

硕士论文
[1]信号交叉口左弯待转区的安全研究[D]. 章国鹏.西南交通大学 2015
[2]信号交叉口左转车流组织的设计和优化方法[D]. 关桢.北京交通大学 2011



本文编号：2991329