一种面向机动车流的十字交叉口交通预信号控制方法

摘要

目前我国各大城市交通运行状况逐渐恶化，过饱和交叉口日益增多，严重阻碍了社会经济的发展。预信号控制通过在交叉口每个进口方向停车线后增加一条停车线和一组信号灯的方法控制机动车流运行，从完善车道组织与信号配时方案两个角度提升交叉口通行能力，能够有效地缓解交叉口交通拥堵。
　　本文介绍了预信号交叉口的渠化设计以及两种不同的相位相序方案，并对不同相位相序方案下车辆的运行情况进行了描述；考虑车辆行驶的实际情况，为了准确计算待行区长度、延误时间等参数，需要准确描述机动车在待行区内的运行过程，因此提出了基于效用最大化的车道选择模型，用效用值表示驾驶员在待行区内对所选择车道的满意程度，并且选择换车道次数和车道内排队长度作为驾驶员选择车道的影响因素，最后利用极大似然估计法标定车道选择模型。
　　为了获得最优的预信号配时方案，本文以交叉口车辆平均延误最小为目标，以信号配时参数和待行区长度为自变量，对主信号和预信号处配时做约束，构建了预信号交叉口的配时方案优化模型；其中预信号交叉口的总延误等于预信号处延误和主信号处延误之和；而预信号处延误与传统交叉口处延误相同，本文用过渡函数计算；主信号处延误是由主预信号相互协调产生的，可以通过分析左转和直行车辆进入待行区和离开待行区的过程来计算。最后采用可行方向法求解预信号交叉口的最优配时方案和待行区长度。
　　最后以典型的十字交叉口为例对所建立的预信号控制方法进行验证。对实施预信号后的交叉口通过matlab仿真得到最优配时方案和最小车均延误，对传统信号交叉口在最优配时方案下进行matlab仿真得到车均延误，最后对两种信号控制方案下的车均延误比较分析。结果表明：当交叉口处于饱和或过饱和状态时，与传统信号控制方法相比，预信号控制方法可以降低车辆延误达到60%。

目录

第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究背景和意义

1.3 研究现状

1.4 研究内容及技术路线

第2章 预信号交叉口交通流组织

2.1 渠化方案设计

2.2 相位相序方案设计

2.3 运行过程描述

2.4 本章小结

第3章 车道选择模型

3.1 概述

3.2 车道选择模型建立

3.3 模型的标定

3.4 本章小结

第4章 信号配时方案优化

4.1 概述

4.2 模型的约束条件

4.3 延误估计

4.4 求解算法

4.5 本章小结

第5章 交叉口预信号控制方法验证

5.1 验证方案设计

5.2 两种信号控制方法对比分析

5.3 本章小结

结论

一、主要研究成果

二、本文进一步工作展望

参考文献

学术论文及其他成果

声明

致谢