城市信号交叉口动态全红控制方法研究

发布时间：2017-06-09 13:11

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【摘要】：作为城市道路网络的重要节点,信号交叉口处常常发生交通事故,其中由于违反信号灯通行导致的事故占有较大比例。交叉口黄灯启亮时,临近交叉口的车辆驾驶员要做出继续行驶或减速停车的决策,其中部分继续行驶的车辆会闯黄灯或闯红灯,可能无法安全通过交叉口,与下一相位头车发生碰撞。因此,论文以信号交叉口的观测数据为基础,分析黄灯启亮后车辆的行驶行为,构建行驶时间预测模型,研究动态全红控制方法,旨在保障闯灯车辆的行车安全,提高信号交叉口的安全水平。以哈尔滨市的信号交叉口为观测地点,制定观测方案,展开视频观测。同时,由于各车道的末行车和首停车在黄灯启亮时最有可能做出错误的决策,且末行车最晚通过交叉口,故以各车道的末行车和首停车为研究对象,提取车辆的行驶参数和道路交通条件数据。首先,以观测数据为基础,选取车辆行驶行为影响因素,采用二元Logistic回归,求解黄灯启亮时驾驶员选择继续行驶的概率,实现了黄灯启亮后继续行驶车辆的判断。其次,针对继续行驶车辆中各车道的末车,即上一相位尾车,运用BP神经网络和运动学公式,求解上一相位尾车的驶出时间和下一相位头车的到达时间,提出了动态全红的设置条件及其时长的求解方法,并探讨了各交通条件对全红时长的影响。最后,设计了动态全红控制方法的基本框架和控制流程,并通过实例分析,从安全效益和延误成本两方面评价了动态全红控制方法,验证了其预期效果。论文的研究成果一方面可有效保护闯灯车辆,使其安全通过交叉口,避免交通事故发生,提高信号交叉口的安全水平;另一方面相对于定时长全红的交叉口,可在保障交叉口安全的同时,最大限度地降低交叉口延误。
【关键词】：信号交叉口 动态全红控制方法 二元Logistic回归 BP神经网络 效果评价
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.54
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题来源及研究目的和意义9-10
• 1.1.1 课题的来源9
• 1.1.2 课题研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状及分析10-16
• 1.2.1 黄灯和全红时间现行设置方法10-11
• 1.2.2 黄灯启亮后车辆的行驶行为11-12
• 1.2.3 闯灯行为影响因素12-14
• 1.2.4 动态全红延长及动态全红14-15
• 1.2.5 国内外研究现状分析15-16
• 1.3 研究内容和方案16-17
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 研究方案17
• 1.4 技术路线17-19
• 第2章 交通数据调查与分析19-29
• 2.1 调查准备工作19-22
• 2.1.1 末行车和首停车的定义19
• 2.1.2 调查目的19-20
• 2.1.3 调查地点20-22
• 2.2 数据采集22-26
• 2.2.1 视频观测22-23
• 2.2.2 数据提取23-25
• 2.2.3 数据初步筛选25-26
• 2.3 数据分析26-28
• 2.3.1 描述统计分析26-27
• 2.3.2 相关性分析27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 黄灯启亮后车辆行驶行为分析29-37
• 3.1 车辆行驶行为决策29-31
• 3.1.1 有无倒计时条件下的行驶行为决策29-30
• 3.1.2 有无抓拍条件下的行驶行为决策30
• 3.1.3 有无过街行人条件下的行驶行为决策30-31
• 3.2 自变量描述31-33
• 3.2.1 自变量选取31
• 3.2.2 自变量取值31-33
• 3.3 车辆行驶行为分析模型33-36
• 3.3.1 二元Logistic模型33-35
• 3.3.2 继续行驶车辆的判断35
• 3.3.3 模型验证35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 动态全红设置条件与时长研究37-54
• 4.1 动态全红控制的基本框架37-38
• 4.2 动态全红信号的设置条件38-48
• 4.2.1 人工神经网络38-40
• 4.2.2 停车线前的行驶时间预测模型40-47
• 4.2.3 动态全红设置条件47-48
• 4.3 动态全红信号的设置时长48-53
• 4.3.1 上一相位尾车停车线后的行驶时间48-49
• 4.3.2 下一相位头车的到达时间49-51
• 4.3.3 结果分析51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 动态全红控制流程和效果评价54-63
• 5.1 动态全红控制流程54-57
• 5.1.1 检测装置54-55
• 5.1.2 控制流程55-57
• 5.2 动态全红效果评价57-58
• 5.2.1 准确性验证57-58
• 5.2.2 动态全红控制安全效益58
• 5.2.3 动态全红控制延误成本58
• 5.3 实例分析58-62
• 5.4 本章小结62-63
• 结论与展望63-65
• 一、主要研究成果与结论63-64
• 二、有待研究的问题64-65
• 参考文献65-70
• 附录70-72
• 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果72-74
• 致谢74-75
• 个人简历75

  本文关键词：城市信号交叉口动态全红控制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：435550