各进口单独放行条件下的干道协调控制理论方法研究及应用

摘要

城市主干道承担了城市的大部分交通流量,它的畅通与否直接影响整个城市交通网络是否能够平稳、安全地运行。干道协调控制系统能够提高城市主干道运行效率,保证城市主干道乃至整个城市路网的交通安全、顺畅。以往干道协调控制算法均适用于采用对称流向放行方式的干道交叉口群,在一定程度上提高了城市主干道的运行效率,但是在实际干道交叉口群中,往往会出现个别交叉口几何条件不对称或者对向流向交通量不均衡,而需要采用各进口单独放行的相位方式,在这种情况下,以往干道协调控制算法将无能为力。鉴于此,本文结合东莞市交通信号控制系统示范工程--“虎门镇连升路干道协调控制系统”,依据虎门镇连升路上个别交叉口几何条件不对称或对向流向交通流量不均衡的特点,分析研究各进口单独放行的相位设计方法,提出各进口单独放行条件下的双向绿波设计方法,研究出一套适合于由于几何条件不对称、对向流向交通流量不均衡而采用各进口单独放行相位方式的干道协调控制系统。本文的主要研究内容如下： 1)各进口单独放行相位设计方法研究。首先选取交叉口通行能力、饱和度、相位损失等指标,通过简洁的模型和算例,比较各进口单独放行方法与对称流向放行方法的特性,最后以虎门大道--连升路交叉口为例,通过VISSIM仿真实验研究,分析各自的交通信号控制指标。结果表明,各进口单独放行方法更加适合于几何条件不对称或对向交通流量不均衡的交叉口。 2)各进口单独放行条件下的双向绿波设计方法研究。首先结合实例介绍传统绿波设计方法--数解法,然后重点阐述各进口单独放行条件下的双向绿波设计方法,并以虎门镇连升路为例进行详细论述,最后通过VISSIM仿真实验研究,分析连升路在分别采用单点控制、传统数解法和本文算法等设计方法下的各种交通信号控制指标。结果表明：与数解法相比,本文算法更适用于由于几何条件不对称、对向流向不均而采用各进口单独放行的干道交叉口群,能够有效地协调干道交叉口群,提高通行效率。 3)虎门镇连升路干道协调控制系统的设计与实现。结合虎门镇连升路干道协调控制系统研究了干道协调控制系统的设计与实现方法,给出了该干道协调控制系统的控制策略、基本原理、硬件组成及软件结构,最后阐述了该系统的运行效果及特点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及来源

1.2本文研究意义

1.3研究现状

1.4本文研究内容

1.5本章小结

第二章交通信号控制基本理论

2.1引言

2.2交通信号控制主要参数

2.3交通信号控制常用性能指标

2.3.1通行能力

2.3.2饱和度

2.3.3平均延误时间

2.3.4平均停车次数

2.3.5平均排队长度

2.4交通信号控制系统的分类

2.4.1点控系统

2.4.2线控系统

2.4.3面控系统

2.5交叉口信号定时控制配时模型

2.5.1确定最佳周期时长

2.5.2信号配时

2.5.3算例分析

2.6本章小结

第三章各进口单独放行相位设计方法研究

3.1引言

3.2对称流向放行相位设计方法

3.3各进口单独放行相位设计方法

3.4两种相位设计方法特性的比较

3.4.1交叉口总通行能力

3.4.2饱和度和延误的均衡性

3.4.3相位衔接损失

3.4.4对左转非机动车的交通影响

3.5算例分析

3.6仿真实验研究

3.6.1 VISSIM仿真系统

3.6.2实例仿真分析

3.7本章小结

第四章各进口单独放行条件下的双向绿波设计方法研究

4.1引言

4.2传统双向绿波设计方法

4.3各进口单独放行条件下的双向绿波设计方法

4.3.1计算公用周期时长

4.3.2计算各交叉口的绿灯时间

4.3.3确定最优相位组合

4.3.4确定相位差

4.4算例分析

4.5仿真实验研究

4.5.1交通仿真参数设置

4.5.2方案微观仿真分析

4.6本章小结

第五章虎门镇连升路干道协调控制系统的设计与实现

5.1引言

5.2连升路交通现状

5.2.1交叉口现状

5.2.2存在问题

5.3系统设计

5.3.1系统控制策略

5.3.2系统基本原理

5.3.3方案平滑过渡

5.3.4硬件系统

5.3.5软件系统

5.4系统效果评价及特点

5.4.1系统效果评价

5.4.2系统特点

5.5本章小结

结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢