预防交叉口排队溢出的交通信号控制方法研究

摘要

随着交通需求的增加，目前城市路网经常呈现出高度过饱和的交通状态，在交叉口处排队等待通行的车辆不断累积，当车辆排队长度逐渐增加至超过路段长度时就会出现排队溢出现象，排队溢出的车辆会阻碍交叉口其他方向车辆的运行，严重时会导致交叉口“死锁”，造成交通拥堵。为了解决由此引发的交通拥堵，提高路网的通行效率，预防交叉口排队溢出措施的研究显得尤为重要。
　　针对排队溢出现象频繁发生引发的严重交通拥挤问题，本文对预防交叉口排队溢出的交通信号控制方法进行了研究。通过交通调查和在对排队溢出现象及其影响进行简要描述之后，对排队溢出进行了分类，并分析出交叉口排队溢出形成的原因。综合考虑通过上游交叉口的车辆到达下游交叉口时，下游交叉口的信号灯状态及交通流排队情况，应用停车波和起动波的传播机理，建立了相邻信号交叉口之间最大排队长度计算模型，并利用实际调查数据通过计算跟踪误差验证了该模型计算结果的可靠性。在此基础上，根据路段容量的定义建立了基于排队长度的剩余容量预测模型，为后续优化控制模型的研究奠定基础。
　　随后提出了基于交叉口出口车道剩余交通容量限制的交通信号控制策略，借鉴公交优先的信号控制思想，通过压缩绿灯时间、延长绿灯时间、跳跃相位等方法，建立了基于出口车道剩余容量限制的交通信号优化控制模型，并对该优化控制模型的运行过程及结果进行仿真模拟，仿真结果表明，该优化控制模型的实施能够有效地预防交叉口排队溢出的发生，提高交叉口的通行效率。
　　最后从工程措施、技术措施、交通管理措施三方面提出了一些预防交叉口排队溢出的对策。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容

1.5 技术路线

第2章 交通调查及排队溢出形成原因分析

2.1 交通调查

2.2 排队溢出现象

2.3 排队溢出形成原因分析

2.4 排队溢出类型划分

2.5 本章小结

第3章 基于排队长度的出口车道剩余容量预测模型

3.1 交通波理论

3.2 排队长度计算模型

3.3 排队长度计算模型验证

3.4 基于排队长度的剩余容量预测模型

3.5 本章小结

第4章 基于出口容量限制的交通信号优化控制模型

4.1 交通信号控制策略

4.2 基于容量限制的控制策略

4.3 预防交叉口排队溢出的交通信号优化控制模型

4.4 模型仿真

4.5 本章小结

第5章 预防交叉口排队溢出的措施研究

5.1 工程措施

5.2 技术措施

5.3 交通管理措施

5.4 本章小结

结论

一、论文取得的主要研究成果

二、进一步展望

参考文献

附录1 调查结果整理

附录2 基于容量限制的交通信号优化控制模型仿真程序

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢

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