车路协同环境下综合待行区组织方法研究

作     者：陈浩杰 

作者单位：江苏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚明

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0838[工学-公安技术] 

主      题：车路协同系统 综合待行区 主预信号 车速引导 

摘      要：21世纪以来,随着世界经济的高速增长,汽车保有量持续攀升,城市交通问题变得异常尖锐。交叉口作为城市交通路网的瓶颈,对交通流运行起着承上启下的作用。各方向的交通流在交叉口合流、交织、再分流,产生了无数冲突点。如何提高城市路网通行效率,疏解路网中的瓶颈点“交叉口,是实现城市交通可持续发展的重中之重。本文以进口道设置综合待行区的交叉口为研究对象,结合车路协同技术,对车路协同系统(Cooperative Vehicle Infrastructure System,以下简称CVIS)环境下的综合待行区控制条件、交通流特性、运行指标参数、预信号与车速引导联动控制进行了研究;最后对VISSIM仿真软件进行二次开发,实现CVIS环境下综合待行区预停车线上游路段的车速引导,验证了CVIS环境下综合待行区控制策略相较于传统综合待行区和传统交叉口的优越性。论文首先回顾了国内外学者对于交叉口进口道设置综合待行区的控制方法和车路协同技术运用的研究现状,总结了现阶段综合待行区设置存在的问题和研究不足,并制定了论文的主要研究内容和技术路线。主要研究内容如下:1、论述了CVIS环境下综合待行区的控制理论基础,包括:车路协同技术体系框架、CVIS环境下综合待行区设置条件及机动车在综合待行区的运行规则。2、重点分析了CVIS环境下综合待行区的交通流特性,建立了综合待行区内的车辆跟驰模型和换道模型;并以饱和度、通行能力、延误、停车次数为评价指标参数,对CVIS环境下的综合待行区与传统综合待行区和传统交叉口三种控制条件进行了对比研究。3、建立了CVIS环境下综合待行区协同控制模型,优化了综合待行区主预信号相位设置,提出了车速引导与预信号协同控制方法。4、对VISSIM软件进行二次开发,利用其COM接口搭载Visual Basic语言实现车速引导,对上述各阶段的理论研究进行了验证分析,证明了本文车速引导与预信号联动控制的优越性。论文的研究成果表明:综合待行区双停车线、主预信号的设置方式势必增加车辆在该路段的车均停车次数,产生不必要的停车延误。当车道饱和度为1时,综合待行区相较于传统交叉口进口道,可以明显提高交叉口通行能力,但此饱和度条件下对综合待行区进行车路协同控制,小汽车的车均停车次数和车均延误并没有明显下降。当车道饱和度在0.4-0.8区间对综合待行区进行车路协同控制可以有效降低小汽车在预停车线的停车次数,减少车均延误时间。因此,CVIS环境下的综合待行区设置方法还需要配合合理的控制条件,方可达到最优控制效果。