基于微觀仿真的城市交叉口自適應信號控制方法研究.pdf

1、為了緩解城市路網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點交通擁擠問題，需要改善交叉口信號配時策略，提升道路通行能力。自適應信號控制作為智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，通過交通預測、在線優(yōu)化和快速響應特點，有利于提高控制效率，緩解城市交通擁擠。在不同數(shù)據(jù)采集手段下，如何根據(jù)不同交叉口流量和渠化特點改進信號控制策略，提高自適應控制系統(tǒng)可靠性仍是有待研究的問題。本文通過改進信號控制優(yōu)化模型，并基于微觀仿真對提出模型進行了驗證，主要進行了以下工作：
　　對于車流到達隨機性較

2、強的單交叉口，提出了一種改進的信號配時優(yōu)化策略，包括交通預測模型和動態(tài)規(guī)劃算法。首先，從微觀層面考慮了不同排隊狀態(tài)下的車輛到達情況并估計到達時間。隨后，在動態(tài)規(guī)劃算法中引入北美NEMA信號相位結(jié)構(gòu)，以延誤、排隊長度和通行量分別建立計算模型?；赩ISSIM軟件 COM組件開發(fā)進行的仿真試驗表明，改進后的自適應信號控制方法與最優(yōu)固定配時方案相比能夠減少10-20%的車輛延誤；以最小化延誤和最大化車輛通過量為目標的算法控制效果相近，以排隊長

3、度為目標函數(shù)的算法在飽和流量下優(yōu)勢相對明顯。
　　對于車聯(lián)網(wǎng)條件下的相鄰交叉口，提出了基于車隊到達的自適應信號控制優(yōu)化模型。利用關(guān)鍵車頭時距指標識別路段中連續(xù)行駛的車輛，并將其整合為車隊進行研究。在優(yōu)化信號配時方案時，根據(jù)車隊通過停車線的飽和車頭時距，估算延誤時間，利用CPLEX求解混合整數(shù)規(guī)劃模型。采用隱式協(xié)調(diào)策略構(gòu)建上下游交叉口配時方案協(xié)同機制。結(jié)論表明，同固定信號配時相比，基于乘客延誤的自適應信號控制策略能夠減少小汽車和公交

4、車乘客延誤分別達到10%和40%左右。敏感性分析表明乘客數(shù)量波動對優(yōu)化模型的影響有限，同時需保證最低20-40%的車聯(lián)網(wǎng)普及率。
　　本文研究的自適應控制模型從微觀角度揭示了車輛到達動態(tài)，有助于提高自適應控制效果，緩解城市交叉口擁堵。運用交通信息采集與控制系統(tǒng)，能夠推動車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用。研究從局部、小范圍的城市交叉口做起，提高單個對象通行能力與服務水平；再到干道多交叉口聯(lián)動控制，從而達到提高系統(tǒng)效率的目的，對當今倡導的城市低碳出行