考虑有轨电车信号优先的平面交叉口信号控制——以淮安市有轨电车1号线为例

摘要

中国的各级城市现在都面临着交通拥挤的压力，为了积极贯彻国家优先发展公共交通的战略，各城市采取了包括在空间上设置公交专用道和在时间上实现公交信号优先等措施以缓解城市交通拥堵。由于现阶段硬件设施的局限性和道路交通规则的复杂性，不能实现多种交通方式的有效协调运营，尤其是在有轨电车加入下的公交系统运行中，实现空间和时间资源的合理分配会更加困难。在信号优先的控制中，有轨电车将给配时带来更多的不稳定性，甚至会出现有轨电车等待时间增长而交通拥挤更加明显的情况，这在时间资源极为稀缺的道路交叉口中，必然会对道路资源造成一定程度的浪费，对社会车辆也会带来相反的效果。
　　论文依托淮安市有轨电车建设项目，以有轨电车优先通过交叉口为控制目标。从缓解拥堵、提高公交服务水平、改善道路交通秩序、优化交通结构的意义角度出发，通过对有轨电车优先信号控制策略与方法的研究，对有轨电车优先通过交叉口的控制问题进行分析。同时，社会车辆在交叉口的等待时间也在很大程度上限制了给予有轨电车和公交更大的优先权。
　　首先，为了解决交叉口时间资源分配不合理与优先策略使用不当的问题，论文在充分研究普通公交优先措施及方法的基础上，探讨了在平面信号交叉口中有轨电车空间优先和时间优先的方法。其中，时间优先着重介绍了基于人均延误最小控制方法，即在最短绿灯时间、最大信号周期时长、临界饱和度等约束条件下，分析不同情况下有轨电车到达交叉口时交叉口的信息状态。随后研究了GPS定位技术、RFID定位技术及感应线圈检测原理，探讨其在信号交叉口有轨电车优先技术中的应用，提出了改进的有轨电车优的先信号配时优化模型。
　　其次，通过假设交叉口饱和度较低、有轨电车发车频率较低，对只有一个相位有有轨电车的主动优先方法进行了研究。考虑目前公交车辆常常出现晚点且信号交叉口车辆延误是影响有轨电车晚点的重要原因，提出基于发车频率的有轨电车主动优先方法。通过车辆检测器检测有轨电车车辆，计算同线路前后两辆有轨电车的车头时距，以有轨电车发车频率偏移度、交叉口延误大小作为权衡指标，判断是否给予有轨电车优先。
　　最后，本文选取了淮安有轨电车项目的典型信号交叉口进行仿真实验。依据交叉口的特性，选取了基于人均延误最小的有轨电车信号优先方式，实验结果表明该有轨电车优先方法能有效地起到交叉口整体优化和有轨电车优先的作用，具有现实可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 研究现状总结

1．3 论文研究目标与主要内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

1．4 本章小结

第二章 平面交叉口有轨电车优先系统整体架构

2．1 有轨电车优先控制系统

2．1．1 被动优先

2．1．2 主动优先

2．2 有轨电车检测系统

2．2．1 基于感应线圈的检测系统

2．2．2 基于GPS的检测系统

2．2．3 基于DSRC的检测系统

2．2．4 检测器布设意义

2．3 本章小结

第三章 信号交叉口有轨电车优先实施方案

3．1 信号交叉口有轨电车空间优先方案

3．1．1 路侧式有轨电车进口道设置

3．1．2 路中式有轨电车进口道设置

3．1．3 转向交通处理方法

3．2 基于人均延误最小的被动优先方案

3．2．1 基于有轨电车的人均延误

3．2．2 改进的绿信比

3．2．3 改进的周期

3．2．4 改进的饱和度

3．2．5 改进的信号配时优化模型

3．2．6 饱和度调整

3．3 基于发车频率的有轨电车主动优先方案

3．3．1 假设条件

3．3．2 驶离停车线时间估计

3．3．3 到达下游站点时间估计

3．3．4 车头时距估计

3．3．5 发车频率偏移度

3．3．6 有轨电车延误

3．3．7 信号交叉口有轨电车主动优先方法选择

3．4 本章小结

第四章 淮安有轨电车项目数据采集

4．1 研究背景

4．1．1 规划设计背景

4．1．2 规划设计目标

4．2 沿线交叉口特性调研

4．3 构建检测系统

4．4 淮安市有轨电车1号线水渡口大道实地调研

4．4．1 交通调查

4．4．2 现状分析

4．5 本章小结

第五章 案例仿真分析

5．1 VISSIM软件简介

5．2 案例信号控制策略选择

5．2．1 改进的信号控制相位

5．2．2 水渡口广场交叉口主动优先控制方案

5．3 案例分析

5．3．1 水渡口广场交叉口仿真参数标定

5．3．2 仿真实现流程

5．4 案例仿真结果分析

5．5 模型敏感性分析

5．6 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 研究展望

附录

致谢

参考文献

作者简介