流量不对称信号交叉口干线协调控制方法研究

摘要

随着社会的发展，城市中大型活动的举办次数越来越多。大型活动会在很短的时间、有限的空间内汇聚大量的人流和车流。大型活动交通流的峰值巨大且交通方向不均匀系数极大，该特征决定其在道路交叉口处表现为流量过饱和且不对称分布，这对常规的交叉口控制策略与方案提出了新的要求。有学者提出用单进口放行相位方案来解决大型活动造成交通流不对称分布的问题，现有研究对于对称流向放行方案和单进口放行方案的特性进行了分析，但对于两者各自适用范围的研究尚不够深入。对于干线协调控制，现有研究方法也仅限于对称流向放行干线协调和单进口干线协调，不能解决混合放行策略下的干线协调控制问题。 论文首先回顾了国内外关于大型活动交通管理与控制的研究现状，总结了一些大型活动宏观交通管理措施和微观交通控制策略。接着系统地介绍了目前常用的交叉口单点控制策略和干线协调控制方法，并分析了其各自的优缺点。在此基础上，介绍了本论文的研究目的和研究内容。 第2章主要介绍了交通信号控制的基础理论，包括基本概念、相位方案设计、信号配时方法以及常见的交通信号控制类型。介绍了各种控制参数和评价指标、相位设计的基本原则、相位初选和相位调整、常见相位方案以及等饱和度配时方法。 第3章和第4章重点研究了流量不对称信号交叉口相位方案选择和干线协调控制方法。第3章针对典型的“十”字交叉口，在定性分析待选相位方案优缺点的基础上，采取组合仿真实验的方法，基于VISSIM仿真平台对对称流向放行方案和单进口放行方案进行仿真比选，最终确定不同交通供需条件下各待选相位方案的适用范围。第4章首先介绍了对称流向放行条件下的干线协调控制方法，包括图解法和数解法，并分别举例分析了其优缺点。接着介绍了单进口放行条件下的干线协调控制方法，同样对其进行了举例分析。在此基础上，提出对混合放行的干线交叉口进行协调控制，并探讨了其协调控制策略。 最后选取武汉市新华路体育场周边的四个交叉口为实验对象，设计了四种实验方案，包括对称流向放行单点控制、混合放行单点控制、对称流向放行协调控制和混合放行协调控制，在VISSIM中建立仿真路网，进行仿真实验。实验结果与分析表明，混合放行协调控制方案能取得较小的干线平均总延误及干线总停车次数最小，验证了本文提出的混合放行条件下干线协调控制策略的优越性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1大型活动交通管理与控制

1.2.2交叉口单点控制策略

1.2.3交叉口干线协调控制方法

1.2.4存在的问题和不足

1.3研究目的及课题来源

1.4研究内容及论文章节安排

第2章交通信号控制基础

2.1基本概念

2.1.1信号相位与信号阶段

2.1.2基本控制参数

2.1.3评价指标

2.2相位方案设计

2.2.1 相位设计基本原则

2.2.2相位初选和相位调整

2.2.3常见相位方案

2.3信号配时方法

2.3.1等饱和度配时

2.3.2信号配时优化

2.4交通信号控制分类

2.4.1按控制范围分类

2.4.2按控制方法分类

第3章 流量不对称信号交叉口相位方案选择

3.1研究对象及基本假设

3.1.1交叉口基本模型

3.1.2待选相位方案及特性分析

3.2相位方案仿真比选

3.2.1方案比选思路

3.2.2仿真软件简介

3.2.3 4×4型交叉口

3.2.4 4×3型交叉口

3.2.5 4×2型交叉口

3.2.6 3×3型交叉口

3.2.7 3×2型交叉口

3.3不对称系数取值范围的确定

第4章流量不对称信号交叉口干线协调控制方法

4.1对称流向放行条件下干线协调控制

4.1.1图解法

4.1.2数解法

4.1.3流量不对称相位差优化

4.2单进口放行条件下干线协调控制

4.2.1双向绿波控制

4.2.2改进图解法

4.3混合放行条件下干线协调控制

4.3.1混合放行干线协调控制的必要性

4.3.2混合放行干线协调控制策略

第5章仿真实验

5.1实验方案

5.1.1实验对象简介

5.1.2实验方案设计

5.2实验过程

5.2.1对称流向放行单点控制

5.2.2混合放行单点控制

5.2.3对称流向放行协调控制

5.2.4混合放行协调控制

5.3实验结果与分析

第6章结束语

6.1研究结果

6.2展望

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

附录