基于微觀仿真的城市交叉口自適應(yīng)信號(hào)控制方法研究.pdf

1、為了緩解城市路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)交通擁擠問題，需要改善交叉口信號(hào)配時(shí)策略，提升道路通行能力。自適應(yīng)信號(hào)控制作為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，通過交通預(yù)測(cè)、在線優(yōu)化和快速響應(yīng)特點(diǎn)，有利于提高控制效率，緩解城市交通擁擠。在不同數(shù)據(jù)采集手段下，如何根據(jù)不同交叉口流量和渠化特點(diǎn)改進(jìn)信號(hào)控制策略，提高自適應(yīng)控制系統(tǒng)可靠性仍是有待研究的問題。本文通過改進(jìn)信號(hào)控制優(yōu)化模型，并基于微觀仿真對(duì)提出模型進(jìn)行了驗(yàn)證，主要進(jìn)行了以下工作：
　　對(duì)于車流到達(dá)隨機(jī)性較

2、強(qiáng)的單交叉口，提出了一種改進(jìn)的信號(hào)配時(shí)優(yōu)化策略，包括交通預(yù)測(cè)模型和動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法。首先，從微觀層面考慮了不同排隊(duì)狀態(tài)下的車輛到達(dá)情況并估計(jì)到達(dá)時(shí)間。隨后，在動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法中引入北美NEMA信號(hào)相位結(jié)構(gòu)，以延誤、排隊(duì)長(zhǎng)度和通行量分別建立計(jì)算模型?；赩ISSIM軟件 COM組件開發(fā)進(jìn)行的仿真試驗(yàn)表明，改進(jìn)后的自適應(yīng)信號(hào)控制方法與最優(yōu)固定配時(shí)方案相比能夠減少10-20%的車輛延誤；以最小化延誤和最大化車輛通過量為目標(biāo)的算法控制效果相近，以排隊(duì)長(zhǎng)

3、度為目標(biāo)函數(shù)的算法在飽和流量下優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯。
　　對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)條件下的相鄰交叉口，提出了基于車隊(duì)到達(dá)的自適應(yīng)信號(hào)控制優(yōu)化模型。利用關(guān)鍵車頭時(shí)距指標(biāo)識(shí)別路段中連續(xù)行駛的車輛，并將其整合為車隊(duì)進(jìn)行研究。在優(yōu)化信號(hào)配時(shí)方案時(shí)，根據(jù)車隊(duì)通過停車線的飽和車頭時(shí)距，估算延誤時(shí)間，利用CPLEX求解混合整數(shù)規(guī)劃模型。采用隱式協(xié)調(diào)策略構(gòu)建上下游交叉口配時(shí)方案協(xié)同機(jī)制。結(jié)論表明，同固定信號(hào)配時(shí)相比，基于乘客延誤的自適應(yīng)信號(hào)控制策略能夠減少小汽車和公交

4、車乘客延誤分別達(dá)到10%和40%左右。敏感性分析表明乘客數(shù)量波動(dòng)對(duì)優(yōu)化模型的影響有限，同時(shí)需保證最低20-40%的車聯(lián)網(wǎng)普及率。
　　本文研究的自適應(yīng)控制模型從微觀角度揭示了車輛到達(dá)動(dòng)態(tài)，有助于提高自適應(yīng)控制效果，緩解城市交叉口擁堵。運(yùn)用交通信息采集與控制系統(tǒng)，能夠推動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。研究從局部、小范圍的城市交叉口做起，提高單個(gè)對(duì)象通行能力與服務(wù)水平；再到干道多交叉口聯(lián)動(dòng)控制，從而達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的，對(duì)當(dāng)今倡導(dǎo)的城市低碳出行