多公交车请求冲突的交叉口公交优先协调控制研究

摘要

随着社会进步以及经济的快速发展，机动车的数量显著增长。在早晚高峰时段，道路交叉口拥堵已成为许多城市亟待解决的问题。目前，通过发展公交优先，成为国内外许多城市解决道路交叉口拥堵问题的重要途径。本文在国内外学者研究的基础上，结合实际调研，进行了公交优先策略适用性分析。根据实际情况，设计了公交优先多种控制策略的综合应用流程，对多公交请求冲突的交叉口公交优先模型进行了改进。应用JAVA语言，对现有和改进的模型进行编程，对比改进前后的效果。本文以大柳树路与学院南路交叉口为例，使用VISSIM微观仿真软件，结合改进后的公交优先模型，对交叉口进行了微观仿真，验证了改进后模型的有效性。
　　主要的工作总结如下:
　　(1)公交优先控制策略综合应用流程设计。结合绿灯时间重新分配方法，建立绿灯时间重新分配下的车均延误模型，构建了绿灯时间重新分配决策判断过程，并结合绿灯时间延长策略、红灯时间早断策略以及绿灯时间重新分配策略，设计了公交优先多种控制策略的综合应用流程。采用VISSIM微观仿真软件对“综合应用流程”进行仿真分析，并对公交车辆平均延误及非优先车辆平均延误进行前后对比分析，验证了“综合应用流程”的有效性。
　　(2)对传统的多公交请求冲突的交叉口公交优先模型进行了改进。分析了传统的公交优先模型，以乘客延误最小化为优化目标函数的不足，在模型的目标函数中增加了公交车载客人数和公交车与时刻表的偏移量的权重因子。
　　(3)多公交请求冲突的交叉口公交优先模型的示例与改进前后的比较分析。应用JAVA语言，基于粒子群优化算法编制第四章改进后的多公交请求冲突的交叉口公交优先模型。以大柳树路与学院南路交叉口为背景，选择合适的模型参数，对改进前后的多公交请求冲突的交叉口公交优先模型求解，并将改进前(C-TSP)后(A-TSP)公交优先交通信号配时优化模型进行对比分析，从分析结果可以看出，无论什么条件下，A-TSP均优于C-TSP。对于来自相反方向的公交车优先请求冲突的情况，A-TSP显示出更大的优势。不仅公交延误减少的更多，人均延误也更小，验证了模型的有效性。
　　(4)多公交请求冲突的交叉口公交优先的仿真模型分析。应用VISSIM软件，结合Visual Basic语言编制仿真程序，进行了基于微观仿真(VISSIM)的多公交请求冲突的交叉口公交优先分析。对来自相反方向、垂直方向以及三个方向的公交优先请求冲突，进行了微观仿真。仿真结果证明上述三种公交请求冲突情况下，A-TSP效果更好。

目录

声明

致谢

摘要

1．1研究背景与意义

1．2国内外研究综述

1．2．1公交优先方法研究

1．2．2公交优先配时模型研究

1．2．3公交优先控制策略研究

1．2．4 多公交请求冲突的公交优先模型研究

1．2．5既有研究总结与不足

1．3本论文的主要研究内容

1．4技术路线

2公交优先控制策略与模型需求分析

2．1 公交优先控制策略分析

2．1．1 常规公交优先控制策略适用性分析

2．1．2控制策略开始和结束时刻的判断

2．2调研方案及数据处理

2．2．1 数据采集内容及方法

2．2．2数据采集时间及地点

2．2．3调查数据处理分析

2．3 调研交叉口公交优先控制策略分析

2．4本章小结

3 公交优先多种控制策略综合应用流程设计

3．1 公交优先控制策略的分析与改进

3．1．1 既有公交优先控制策略基本描述

3．1．2绿灯时间重新分配控制策略的不足

3．1．3 绿灯时间重新分配的车均延误模型

3．1．4延误对比分析

3．2多种公交优先控制策略的综合应用

3．2．1基本假设

3．2．2相位绿灯延长决策判断过程

3．2．3相位红灯早断决策判断过程

3．2．4绿灯时间重新分配决策判断过程

3．2．5 公交优先多种控制策略综合应用流程设计

3．2．6仿真验证

3．3本章小结

4 多公交请求冲突的交叉口公交优先模型改进

4．1 多公交请求冲突的交叉口公交优先模型问题分析及改进

4．1．1 既有多公交请求冲突的交叉口公交优先模型基本描述

4．1．2 既有多公交请求冲突的公交优先模型的不足

4．1．3 多公交请求冲突的交叉口公交优先模型改进

4．2 多公交车请求冲突的控制流程

4．2．1 单辆公交车请求优先控制

4．2．2多辆公交车请求冲突优先控制

4．3模型求解与算法讨论

4．3．1粒子群算法介绍

4．3．2基于粒子群算法的求解过程

4．4本章小结

5 示例分析

5．1 示例分析内容与仿真环境

5．1．1示例分析内容

5．1．2示例交叉口概况

5．2公交优先模型修改前后对比分析

5．3基于VISSIM的仿真分析

5．3．1 来自两个相反方向的公交请求冲突

5．3．2来自两个垂直方向的公交请求冲突

5．3．3来自三个不同方向的公交请求冲突

5．4不同拥堵水平敏感性分析

5．5本章小结

6结论与展望

6．1 主要研究工作与结论

6．2展望

参考文献

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