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共享转换车道设置条件及控制方法研究

共享转换车道设置条件及控制方法研究

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作者：王坤坤重庆交通大学

学位级别：硕士

在新时代经济社会发展的背景下,我国城市道路交通形势变的尤为复杂,交通拥堵急剧加重,交叉口非均衡交通流现象逐渐增加。由非均衡交通流现象造成的交通拥堵使交叉口的时空资源产生了极大的浪费,为了避免交叉口处时空资源浪费,进一步提... 详细信息

在新时代经济社会发展的背景下,我国城市道路交通形势变的尤为复杂,交通拥堵急剧加重,交叉口非均衡交通流现象逐渐增加。由非均衡交通流现象造成的交通拥堵使交叉口的时空资源产生了极大的浪费,为了避免交叉口处时空资源浪费,进一步提高交叉口通行能力,降低交叉口通行延误,国内外学者提出了非常规的交叉口控制方式。针对交叉口非均衡交通流问题,目前新生的方法是在交叉口设置共享转换车道,在我国已有实际运用。但共享转换车道的设计与控制还处于初始阶段,缺乏统一设计标准,动态控制研究较少,实际应用存在较多问题。因此,本文将对共享转换车道的设置与控制方式进行优化研究,从而提高非均衡交通流下交叉口的通行效率。主要研究过程与结论如下:（1）研究了交叉口处非均衡交通流的时间特性、空间特性以及拥堵特性,通过非均衡系数反映交通流不均衡程度,提出了非均衡交通流现象下设置共享转换车道的研究意义,为共享转换车道的研究奠定了理论基础。（2）研究了共享转换车道设置形式、设置条件、设置方式以及交通设施设置,解决了共享转换车道设置前的适用性问题,提出了共享转换车道的车道数、车道长度、车道宽度、换道段长度以及交通设施设置方法,并对共享转换车道设置后会产生的影响进行了分析,包括安全影响、交通流影响以及相邻交叉口的影响。（3）研究了共享转换车道的自适应转换控制系统,建立了考虑安全因素的诱导信号灯控制系统、多级阈值的车道功能转换系统以及多目标信号配时优化控制系统,提出了诱导信号时长的计算方法和车道功能转换逻辑,构建了基于Ring-Barrie相位的以交叉口延误最小、通行能力最大的信号配时优化模型,并通过粒子群优化算法（PSO）求解模型。（4）以实例交叉口建立共享转换车道VISSIM仿真平台,通过粒子群算法程序分别对基于Ring-Barrie相位时设置同向和逆向共享转换车道的多目标配时模型进行求解,将结果输入仿真平台并输出平均排队长度、车均延误、停车延误和行程时间指标并与现状Webster配时方法对比,验证了模型的有效性,得出在实例交叉口左转交通流不均衡时,设置逆向共享转换车道的效果更好,相对现状评价指标降低率分别为63.23%、60.55%、36.01%、63.97%,降低程度相对较大。

关键词：信号交叉口非均衡交通流共享转换车道自适应控制粒子群算法

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