信控环交多进口协同放行方法及模拟

摘要

在交通流量较大情况下，无信号控制环形交叉口行车速度缓慢、交织区冲突等问题导致通行效率降低，无法满足交通需求，综合考虑城市景观、成本等因素，实施信号灯控制是提高环形交叉口通行效率的重要手段。然而，与常规平面交叉口及无信号控制环形交叉口相比，在实际的信号控制环形交叉口中，由于道路渠化设计、交通流量、控制方式及驾驶员行为等因素影响，导致信号控制环形交叉口的交通运行特征较为复杂，且不同信号控制方式存在较大差异，尤其在环内车辆间存在相互干扰时，难以达到理想的信号控制效果。因此本文在对环形交叉口合理渠化设计基础上，为避免环内车辆间相互干扰，提出新的信号控制方法，进而期望能有效降低交叉口车辆延误，提高信号控制环形交叉口通行效率。
　　本文首先总结环形交叉口现有的信号控制方法的特点及适用条件，并结合现有研究成果及实测数据对信号控制环形交叉口的交通运行特征进行分析;在此基础之上基于元胞传输模型建立能描述信号控制环形交叉口交通运行特征的交通流模型，并通过与实测数据进行对比分析，验证所构建的信号控制环形交叉口交通流模型的适用性。
　　其次，考虑信号控制环形交叉口的交通运行特征，特别是环内车辆间相互干扰对交叉口车辆延误的影响，基于本进口左转车流与逆时针相邻进口直行车流目的出口相同，本文提出多进口协同放行信号控制方法。在所构建的信号控制环形交叉口交通流模型基础上，以交叉口延误为优化目标、信号配时参数为目标变量建立信号优化模型，并利用遗传算法进行优化求解从而得到信号配时参数。
　　最后，运用MATLAB编程实现信号控制环形交叉口交通流模型、信号优化模型及遗传算法求解，并选取典型的四路环形交叉口为实例，对所提出的多进口协同放行信号控制方法及信号优化模型的有效性进行验证。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 环形交叉口交通运行特征

1．2．2 环形交叉口交通控制方法

1．2．3 研究现状总结

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 信控环交交通运行特征分析

2．1 信控环交控制模式分析

2．2 信控环交交通运行特征分析

2．2．1 信控环交冲突点

2．2．2 信控环交车道选择行为

2．2．3 信控环交车辆换道行为

2．3 本章小结

第3章 基于元胞传输模型的信控环交交通流模型

3．1 元胞传输模型

3．1．1 元胞传输模型发展

3．1．2 元胞传输模型基本原理

3．1．3 可变元胞传输模型

3．2 基于元胞传输模型的信控环交建模

3．2．1 进口及出口元胞传输模型

3．2．2 环道元胞传输模型

3．3 模型验证

3．4 本章小结

第4章 信控环交多进口协同放行信号优化模型

4．1 多进口协同放行控制方法

4．2 基于元胞传输模型的信控环交优化模型

4．2．1 优化目标函数

4．2．2 约束条件

4．3 基于遗传算法的优化求解

4．4 本章小结

第5章 实例验证

5．1 信控环交现状分析

5．2 模型参数设置

5．3 优化结果分析

5．4 延误影响分析

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目