精准车道级公交优先控制区域生成与最佳检测位置研究

摘要

国内城市交通压力与道路拥堵状况严重，公共交通的大力发展无疑是在不增加、不扩建道路的前提下解决城市交通问题的有效举措，其中，公交信号优先控制系统是提高公共交通工具服务水平以及运行效率的主要方式之一。但是由于我国城市交通道路环境复杂，非机动车辆与行人较多，难以实现对公交车辆的精准定位检测，因此我国对公交信号优先控制系统的研究很难应用到实际工程中。
　　故本文提出了精准公交信号优先检测系统的概念，并从精准车道级公交信号优先控制区域的获取、公交车辆的高精准定位、公交信号优先控制区域的最佳检测位置设置三个方面进行改进。以实现在公交信号优先控制区域内对公交车辆的高精准定位，同时通过设置公交信号优先控制区域的最佳检测位置，进而实现公交信号优先的精准控制。
　　本文基于北斗高精度定位以及无人机航拍，提出了一种获取精准车道级公交信号优先控制区域的方法，经实验验证，本文所述方法可获取误差在50cm以内的车道级精确区域。并且生成了公交信号优先控制点区域、线路区域集、网络拓扑结构区域集数据链表，构建了精准度远高于目前导航地图的城市道路交叉路口公交信号优先控制区域。再结合组合定位技术与地图匹配算法可实现在城市交通道路交叉路口处的公交信号优先控制区域内的高精准的位置信息的快速查询与匹配。
　　同时，本文以城市最为常见的、拥堵严重的双向四车道十字交叉路口为例进行了VISSIM仿真实验，确定了在主动优先策略下的最佳的公交信号优先控制区域检测位置为距离停车线150m处。此时交叉路口的交通评价指标—社会车辆与公交车辆的平均行程时间、停车次数以及延误—均达到最小，与固定配时方案相比，该交叉路口的社会车辆与公交车辆的平均行程时间分别降低了10.1％、17.6％;停车次数分别减少了29.4％、33.3％;延误分别降低了30.3％、26.7％，实现了公交信号优先的精准控制。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文拟解决的主要问题

1．4 论文的内容安排

第二章 精准公交信号优先检测系统

2．1 精准公交信号优先检测系统框架

2．2 本章小结

第三章 北斗车道级高精度定位

3．1 虚拟网格伪距差分定位

3．1．1 基准站伪距改正数

3．1．2 虚拟参考站伪距观测值

3．1．3 用户位置信息

3．2 惯性导航定位

3．3 实验验证

3．4 实验结果分析

3．4．1 开阔地带定位精度分析

3．4．2 半遮挡地带定位精度分析

3．4．3 全遣挡地带定位精度分析

3．4．4 城市峡谷地带定位精度分析

3．4．5 城市环岛地带定位精度分析

3．5 本章小结

第四章 公交信号优先控制区域获取方法

4．1 立体建模与计算

4．2 几何校正原理

4．2．1 校正方程的建立

4．2．2 灰度值重采样

4．3 实验验证

4．4 实验结果分析

4．5 公交信号优先控制区域集

4．6 本章小结

第五章 公交信号优先控制规则

5．1 公交优先控制方法

5．2 公交信号优先规则

5．2．1 晚点条件

5．2．2 载客率条件

5．2．3 效用条件

5．3 公交信号优先权重计算

5．4 公交信号优先控制流程

5．5 本章小结

第六章 公交信号优先控制区域最佳检测位置仿真实验

6．1 基础数据准备

6．2 仿真实验设计

6．2．1 交叉口设计及交通流量

6．2．2 交叉口信号配时方案

6．2．3 仿真路网建立

6．3 VISVAP信号控制实现

6．4 仿真实验结果分析

6．4．1 评价指标--行程时间

6．4．2 评价指标--停车次数

6．4．3 评价指标--延误

6．5 实验结果总结

6．6 本章小结

7．1 论文总结

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间参与的课题和取得的成果