平面交叉口控制策略及仿真系统研究

平面交叉口控制策略及仿真系统研究

伍建国[1]2000年在《平面交叉口控制策略及仿真系统研究》文中研究表明本文分三部分。第一部分在分析城市交通控制研究现状和平面交叉口控制原理、评价方法的基础上,提出了平面交叉口的模糊控制策略,并给出了其设计实例。第二部分通过对平面交叉口路口环境及车流到达、排队、跟驶、冲突、拐弯、驶离等各种运行状态的分析,建立了平面交叉口路口形状、路口信号控制方法及车辆各种运行规律的数学模型,并给出了基于二维动画界面的平面交叉口交通流通用仿真系统的设计方法和基本程序框架。最后一部分,用仿真系统对平面交叉口模糊控制方案进行仿真评价。结果表明,模糊控制优于传统的控制方法。

管再保[2]2007年在《平面交叉口交通控制算法与模式研究》文中认为随着工业的发展、国民经济的增长,人们的生活水平得到很大程度上的改善和提高。工业革命给人类带来便利的同时也给人类增添了不少烦恼。城市的规模在不断的扩大,城市在演变,影响城市发展的基本因素也在演变。虽然现代城市的混乱是机械时代无计划和无秩序的发展造成的,但是目前机动车的增长,交通设施建设滞后以及管理措施不够完善等原因,致使道路交叉路口的交通堵塞现象日趋严重,从而影响到城市路网通行能力的发挥,车辆在道路交叉路口处反复地分流、合流及交叉,交通状况复杂,道路交叉路口是制约城市道路交通功能的瓶颈,城市道路交通堵塞是影响我国城市发展的一个重要因素。本论文在分析国内交通现状的基础上,论述了交叉口信号的评价指标、系统组成原理以及交叉口信号控制的常用方法;并通过深入研究粗集理论的特性,分析平面交叉口安全性、通行能力和车辆延误等主要技术指标,采用粗集理论控制方法来控制平面交叉口信号灯,寻求更有效解决混合交通环境下交叉口拥堵问题的方法,为混合交通环境下交叉口渠化设计和信号配时设计及方案评价提供理论依据。论文采用仿真手段来模拟交叉口运行状况。仿真程序主要由四个线程组成。绘制静态道路图线程(描述交叉口处的几何线形和标志)、绘制信号灯线程(通过粗集理论对信号的服务水平进行分类来确定合适的绿信比)、车辆产生线程、车辆更新线程。论文对仿真结果进行了分析和讨论,得出了有意义的结论。

程琳[3]2008年在《基于模糊逻辑的平面交叉口信号控制策略研究》文中认为随着社会经济的不断发展与城市化进程的加快,城市人口和机动车辆日益增加,城市道路交通的拥挤与阻塞己经成为世界大中城市普遍存在的现象,由此带来的交通拥堵、交通事故、能源浪费以及成倍增加的汽车废气排放造成的环境污染等问题,不仅严重地制约着城市和社会经济的可持续发展,同时也严重地影响着城市居民的生活质量。因此,在现有的道路条件下,提高交通控制和管理水平,合理使用现有交通设施,充分发挥其作用,是解决交通问题的有效方法之一。在城市交通控制中,由于交通流系统的时变性、随机性和不确定性,使得传统的基于模型的控制理论与方法难以取得良好的控制效果。因此,为了提高城市道路交通的效率,促进经济的稳定发展,智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)的研究就显得尤为重要。本文根据交通系统复杂性、随机性和难以用精确的数学模型来描述的特点,采用了模糊控制技术,不需要建立精确的数学模型,提出了单路口实时模糊控制方法。首先,通过分析传统交叉口模糊控制方法存在的问题,提出一种基于交通需求强度的单点信号交叉口交通实时模糊控制方法,设计了模糊控制器,并用Matlab软件对其进行仿真,仿真结果表明控制效果良好;其次,通过对公交优先及其意义的阐述,说明了实施公交信号优先系统对解决我国城市交通问题的重要性,接着将模糊控制理论应用到公交优先信号控制模型中,提出了一种考虑公交优先的交通信号模糊控制方法。

王波[4]2005年在《城市道路交叉口交通组织与信号控制策略研究》文中研究指明随着我国经济建设的快速发展,交通出现了日趋紧张的局面,交通拥挤经常发生,缓解日益严重的交通拥挤状况已迫在眉睫。交叉口是城市交通的关键,本文以此为出发点,开展了城市道路交叉口交通组织与信号控制策略的相关研究。论文先是介绍了研究的背景、主要内容及技术路线,深入分析了城市道路信号交叉口的交通特性。针对城市道路交叉口交通拥挤现状,论文首先研究了城市道路交叉口交通组织的渠化设计理论与方法,结合实例进行了城市道路信号交叉口多相位渠化控制方案的设计及优选;其次,提出了拥挤条件下交通流诱导分流策略与交叉口拥挤疏导信号控制策略。重点研究了交通流诱导分流的实质、必要性及实施方法、交叉口拥挤疏导控制策略的实施流程以及拥挤疏导控制方案的离线生成方法,构建了交叉口拥挤疏导信号控制方案的实时选择模型;最后,论文分别从空间优先和时间优先两方面对城市道路交叉口的公交优先的组织与信号控制策略进行了深入研究。本论文的研究为缓解城市道路交通拥挤的策略实施提供了有力的理论指导与参考,对于提高城市道路信号交叉口的通行能力和运行效率有一定的现实意义。

邓帅[5]2015年在《位移型两相位交叉口设计方法研究》文中研究说明作为城市道路交通系统的瓶颈,道路交叉口运行状况的好坏,对整个道路系统的运营情况起着决定性的作用。传统交叉口形式在一定的流量范围内可获得良好的控制效果,但随着流量的增长,需要新的交叉口设计方法与形式才能应对交通拥堵问题。本文依托吴小平老师的“换道平面交叉口设计方案”专利,在传统交叉口管理与控制策略的研究基础上,进一步研究了位移型两相位平面交叉口的设计方法,主要研究内容包括:(1)新型两相位信号控制的基础理论研究。分析了其与传统信号控制的本质区别,介绍了其基本原理;对城市道路交叉口的左转车流的转向位置进行了分析;将通行能力与排队长度和服务水平整体考虑,基于排队长度研究了交叉口进口道通行能力;进一步研究了交叉口进口道车道数的匹配问题。(2)位移型两相位T型平面交叉口研究。阐述了位移法的基本原理;重点介绍了其基本形式及相位配时方法。(3)最后针对武汉市中南路-武珞路T型交叉口进行了案例研究。结合实际调研,利用vissim交通仿真软件对现状方案及位移型两相位方案进行仿真分析,以验证位移两相位平面交叉口设计方法的合理性。

施冰[6]2017年在《平面交叉口有轨电车信号控制策略仿真分析》文中提出现代有轨电车由于其单位能耗少、环境污染低、建设周期短等特点,已经被越来越多的城市所接受,作为城市公共交通的补充形式。有轨电车的规划建设需要基于电车本身的特性做考量,不能简单套用其他轨道交通的分析和设计方法。有轨电车路权的不完全封闭性对其信号优先控制提出了很高的要求。有轨电车如何高效合理地通过平面交叉口,是工程应用上研究的重点。本文以有轨电车平面交叉口延误作为研究对象,以仿真模拟为手段,以有轨电车不同信号控制策略下不同因素组合的仿真数据为切入,探究各因素对交叉口车辆及有轨电车延误的影响大小,为交叉口规划设计提供控制策略选取建议和参考。本文首先介绍了有轨电车优先控制策略相关概念,阐述了有轨电车交叉口线站设计要点以及部分相位通行情形。其次,针对常规信号、绝对优先和相对优先策略下有轨电车布设方式、交叉口转向方式、相交道路流量比、有轨电车发车间隔四种影响因素做组合微观仿真。利用162组仿真数据的统计结果,分析各信号策略下不同因素对其他车辆延误和有轨电车延误的影响,给出控制策略选择的一般建议。为进一步探究四种因素对仿真延误结果的影响程度,本文利用正交试验设计和SPSS方差分析对不同信号策略下的影响因素做显著性分析,根据因素对指标的影响大小,做出合理性解释,并给出信号策略的选取建议。最后本文将有轨电车仿真数据整合至图形用户界面中,以根据各因素组合及仿真结果对有轨电车信号控制策略做出决策,也为后续的研究拓展提供思路。

彭飞[7]2012年在《城市道路平面交叉口信号配时优化与仿真研究》文中研究指明作为城市道路上不同交通聚集和消散的地方,城市道路交叉口是组织各类交通有序运行的控制点,是城市道路不可或缺的重要组成部分,也是城市道路的“瓶颈”和“咽喉”地带,在道路网中发挥着非常重要的作用。因此,对城市道路交叉口信号配时以及其模型进行研究,对解决交通拥堵问题、提高城市道路平面交叉口的通行能力、提高道路资源的利用效率都具有重要意义。本文首先提出一种基于延误、排队和通行能力的多目标优化模型。此模型将目标函数分为2层:第1层选择平均延误、平均排队和通行能力指标以优化城市道路平面交叉口的通行效率;第2层选择车辆延误标准差以提高信号控制的稳定性,并针对不同交通状态环境下的城市道路交叉口进行分析,建立目标权重与流量波动幅度的关系,然后采用遗传算法求解。其次,本文建立了城市道路交叉口仿真模型,使其能够再现城市道路交叉口运行情况,为交通控制的实施提供准确、科学的依据。最后,本文选取北京市北太平桥下平面交叉口作为实例,根据交通调查获取数据资料,基于Vissim仿真平台,建立北太平桥下微观仿真模型,模拟其交通运行状况,并运用本文提出的基于延误、排队和通行能力多目标信号优化模型对现状信号方案进行优化并对其进行评价。本文建立的交叉口信号配时优化模型考虑到延误、排队和通行能力在交叉口配时方面相互联系和制约,在鲁棒性能上相对于其他模型一定程度上的提高,加强了配时方案的稳定性。

杜倩[8]2017年在《平面交叉口综合待行区的交通组织优化设计研究》文中研究表明在过去二十年里,中国进入了一个非常快速的城市化进程阶段,以惊人的速度向外扩张形成城市蔓延。在城市化进程大发展中我们享受了中国经济腾飞的红利以及城市基础设施交通系统的完善优化,城市道路路网纵横交错,极大地提高了我们日常出行的便利性和可达性,但是我们也面临城市化发展带来的人口红利所带来的严重交通拥堵问题,我们的城市像摊大饼一样,在这种城市发展模式背后,我们的城市总体规划是以小汽车为导向,这导致我们的城市道路在现有的道路资源供给中是供不应求的,我们迫切需要对城市道路进行交通组织优化设计,提高我们道路以及交叉口时空利用率。论文总结了四种非传统交通组织优化设计方案,分别为借用对向左转车道CLL(Contraflow left-turn lane)设计方法、串联"Tandem"组织优化设计方法、结合公交优先策略的预信号设计应用和EFT(Exit-lanes for left-turn)出口式-左转交通模式。提出了 一种基于自适应控制的主预信号相协调控制的综合待行区交通组织优化方法,创新性提出了多种控制策略和根据实时的交通状况动态选择不同的策略应用方法,并结合公交优先设计出了不同的交通组织策略,得到了预信号设计的第一层控制流程和不同策略实时切换的第二层控制流程的自适应算法。考虑到交通流特性的时空动态变化,通过车辆检测技术,结合ITS技术,提出了动态选择最有利于当前道路运行状态的策略控制方法。总结归纳了策略控制方法的几何条件、交通条件、参数条件和设施条件。提出了控制算法的关键性评价指标:人均延误。通过VISSIM实例交叉口仿真论证策略的适用性并得到了评价指标分析,当道路通行流量较大,综合待行区交通组织优化设计可以较大幅度提高其通行能力。当公共汽车发车频率较高且公共汽车与小汽车乘客载客率之比较大时,设置有公交优先的交通组织方法对提高道路通行能力、减小人均延误有显著变化。最后论文总结了主要研究成果和未来这一方向研究的展望和进一步深入有待挖掘完善的研究内容。

管再保[9]2007年在《平面交叉口交通控制研究》文中研究指明随着工业的发展、国民经济的增长,人们的生活水平得到很大程度上的改善和提高。工业革命给人类带来便利的同时也给人类增添了不少烦恼。城市的规模在不断的扩大,城市在演变,影响城市发展的基本因素也在演变。虽然现代城市的混乱是机械时代无计划和无秩序的发展造成的,但是目前机动车的增长,交通设施建设滞后以及管理措施不够完善等原因,致使道路交叉路口的交通堵塞现象日趋严重,从而影响到城市路网通行能力的发挥,车辆在道路交叉路口处反复地分流、合流及交叉,交通状况复杂,道路交叉路口是制约城市道路交通功能的瓶颈,城市道路交通堵塞是影响我国城市发展的一个重要因素。本论文在分析国内交通现状的基础上,论述了交叉口信号的评价指标、系统组成原理以及交叉口信号控制的常用方法;通过深入研究粗集理论的特性,分析平面交叉口安全性、通行能力和车辆延误对评价影响的程度,采用粗集理论控制方法来控制平面交叉口信号灯,试图找到科学有效解决混合交通环境下交叉口拥堵问题的方法,为混合交通环境下交叉口渠化设计和信号配时设计及方案评价提供理论依据。最后通过仿真手段来模拟交叉口运行状况。仿真程序主要由四个线程组成。绘制静态道路图线程(描述交叉口处的几何线形和标志)、绘制信号灯线程(通过粗集理论对信号的服务水平进行分类来确定合适的绿信比)、车辆产生线程、车辆更新线程。

张华龙[10]2015年在《平面交叉口信号模糊控制研究》文中进行了进一步梳理随着我国城市化步伐不断加快以及社会经济不断发展,城市人口大量增加,机动车数量呈爆发式增长,城市交通需求和交通基础设施之间的平衡被打破,交通拥堵日益严重,而且有从一线城市和大城市向二三线城市蔓延的趋势。单靠新建交通设施并不能解决需求和供给之间的矛盾,还应提升现有交通设施的通行能力,加强交通控制与管理,缓解交通拥堵以及相应的经济损失。传统交通信号控制采用严格的数学模型,和城市交通随机性、不确定性等特征难以吻合,本文考虑引入人工智能技术优化信号控制,借助其良好的非线性逼近能力、模拟人脑逻辑及稳定性好等优势,进一步提升交叉口服务水平。本文在了解交通信号控制发展现状与基本理论的基础上,将模糊控制理论引入进来,克服了传统基于数学模型的控制方法的缺陷,对传统模糊控制进行更深一步的优化,提出新的适应动态交通的信号控制方法,并且通过MATLAB对过程仿真,与定时控制、传统模糊控制在延误水平上进行对比,验证方法的有效性。然后进一步深化研究,针对可变相序模糊控制的不足之处,利用粒子群算法对参数进一步优化,进一步降低交叉口车辆平均延误,并通过MATLAB编程仿真验证方法有效性。最后通过案例实际应用证明了本文方法的优越性,并求取针对案例交叉口的控制器各参数对应的最优隶属度函数和模糊规则,为交叉口信号模糊控制提供一定的思路。

参考文献:

[1]. 平面交叉口控制策略及仿真系统研究[D]. 伍建国. 长安大学. 2000

[2]. 平面交叉口交通控制算法与模式研究[D]. 管再保. 西南交通大学. 2007

[3]. 基于模糊逻辑的平面交叉口信号控制策略研究[D]. 程琳. 长安大学. 2008

[4]. 城市道路交叉口交通组织与信号控制策略研究[D]. 王波. 吉林大学. 2005

[5]. 位移型两相位交叉口设计方法研究[D]. 邓帅. 华中科技大学. 2015

[6]. 平面交叉口有轨电车信号控制策略仿真分析[D]. 施冰. 西南交通大学. 2017

[7]. 城市道路平面交叉口信号配时优化与仿真研究[D]. 彭飞. 北京交通大学. 2012

[8]. 平面交叉口综合待行区的交通组织优化设计研究[D]. 杜倩. 西南交通大学. 2017

[9]. 平面交叉口交通控制研究[D]. 管再保. 西南交通大学. 2007

[10]. 平面交叉口信号模糊控制研究[D]. 张华龙. 华中科技大学. 2015

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