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基于改进NSGA-Ⅱ的左转待行区交叉口配时优化控制

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复杂系统与复杂性科学 2021年第1期18卷 88-94页

作者：李燕赵红牟亮仇俊政孙传龙刘晓童青岛大学机电工程学院山东青岛266071

为进一步提高道路交叉口综合性能,选取青岛市典型的南京路与江西路交叉口,建立设有左转待行区域的优化模型,利用改进的快速非支配遗传算法对交叉口车辆延误及机动车CO排放两方面进行优化。通过VISSIM软件搭建模型,验证算法有效性。结果... 详细信息

为进一步提高道路交叉口综合性能,选取青岛市典型的南京路与江西路交叉口,建立设有左转待行区域的优化模型,利用改进的快速非支配遗传算法对交叉口车辆延误及机动车CO排放两方面进行优化。通过VISSIM软件搭建模型,验证算法有效性。结果表明,改进后算法搜索效率提高了57.4%,多目标优化配时后,车均延误下降了11.7%,CO排放减少了13.5%,平均排队长度降低了11.3%,HC和NOx排放均下降了2.7%。该算法有效地提高了交叉口通行能力和环境效益。

关键词：城市交通左转待行区改进的快速非支配排序遗传算法多目标优化配时

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信号交叉口左转待行区综合效益评估

中山大学学报（自然科学版） 2019年第3期58卷 110-117页

作者：李静王占永蔡铭中山大学智能工程学院

结合微观交通仿真技术、道路交通事故预测模型(HSM)、尾气排放模型(CMEM)、机动车噪声排放和衰减模型以及道路交通外部成本,实现了对信号交叉口在有左转待行区和无左转待行区条件下的动态交通仿真;从通行效率、燃油消耗、交通安全、空... 详细信息

结合微观交通仿真技术、道路交通事故预测模型(HSM)、尾气排放模型(CMEM)、机动车噪声排放和衰减模型以及道路交通外部成本,实现了对信号交叉口在有左转待行区和无左转待行区条件下的动态交通仿真;从通行效率、燃油消耗、交通安全、空气污染、温室效应以及噪声污染六个方面评价左转待行区对信号交叉口综合效益的影响。最后,将方法应用于广州市典型干路交叉口。结果显示,建设左转待行区后交叉口平均综合成本下降了近25%。左转待行区虽能够有效提高交叉口行车效率,但是会导致该区域的尾气、噪声污染加剧。因此,提出的评价方法可以有效、全面地评估左转待行区,为城市交叉口优化改造提供一定的参考。

关键词：城市交通综合评价社会成本左转待行区交通仿真

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左转待行区对信号交叉口通行能力的影响研究

左转待行区对信号交叉口通行能力的影响研究

作者：江颖西南交通大学

学位级别：硕士

城市平面信号交叉口是城市道路通行能力的瓶颈,而交叉口处的左转车流是影响交叉口效率和安全的重要因素之一,是交叉口管理中的重点和难点。由于左转车流与对向直行车流运行径路的交叉是产生冲突点的主要原因,使得交叉口通行能力下降,延... 详细信息

城市平面信号交叉口是城市道路通行能力的瓶颈,而交叉口处的左转车流是影响交叉口效率和安全的重要因素之一,是交叉口管理中的重点和难点。由于左转车流与对向直行车流运行径路的交叉是产生冲突点的主要原因,使得交叉口通行能力下降,延误时间增长,从而通行效率降低。由于通行能力的影响产生的车辆排队,长时间将形成交通拥堵,造成能源浪费和空气污染。因此,如何提高左转车辆的通行能力,成为治理城市平面信号交叉口的一个重要的研究内容。本文综合应用了交通工程、数学建模、系统工程、仿真模拟等多门学科的理论,通过理论研究分析、实地调查、数据处理计算和软件仿真,研究了左转待行区的应用和设置方法,并通过分析左转车流的运行特性探讨了左转待行区对左转车辆通行能力的影响。主要包括以下几个方面： 1.从理论上系统研究了交叉口左转车流的运行特性和行为分析,提出在交叉口几何许可的情况下,可以通过设置左转待行区来合理地渠化交叉口的左转车流,提高交叉口左转车流的通过能力,更好的满足左转车流的通过交叉口的需求。 2.对左转待行区进行了简单介绍,系统总结了左转待行区的分类类型,分析了左转待行区的渠化条件。 3.设计了具体的实地调查方案,对上海市的几个大型交叉口的实际交通数据进行采集和分析。 4.对现场采集到的数据进行分析,并结合实际的调研情况,提出了几种左转待行区的应用现状和合理性分析。 5.总结了信号交叉口通行能力的计算方法,结合左转待行区的设置,对普通的通行能力的计算方法进行了修正。最终提出了适合带有左转待行区车道的通行能力的计算方法,并代入修正过的公式对两类算例的通行能力进行计算和分析。 6.通过Vissim软件仿真,对左转待行区的设置进行了效果评价。本文系统分析了交叉口左转待行区的应用现状、设置条件和设置需求,为以后信号交叉口的设计和管理提供了科学的支持;同时对信号交叉口左转车道的通行能力计算方法做了研究,提出了修正后的公式,对信号交叉口左转待行区的设置效益提供了理论上的依据。

关键词：左转待行区信号交叉口设置条件通行能力左转交通流

基于NSGA-Ⅱ算法的左转待行区交叉口信号配时优化

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中外公路 2020年第5期40卷 336-342页

作者：贺文李硕夏文慧湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

以左转待行区交叉口为研究对象,基于交通波理论,修正信号交叉口的停车率模型。以信号周期时长、相位有效绿灯时长为研究对象,建立交叉口控制延误时长最小、停车率最小的双目标优化模型。以长沙市某交叉口为例,运用NSGA-Ⅱ算法对左转待... 详细信息

以左转待行区交叉口为研究对象,基于交通波理论,修正信号交叉口的停车率模型。以信号周期时长、相位有效绿灯时长为研究对象,建立交叉口控制延误时长最小、停车率最小的双目标优化模型。以长沙市某交叉口为例,运用NSGA-Ⅱ算法对左转待行区交叉口的信号配时进行优化,与现状配时方案进行对比,结果表明:车辆的延误和停车率分别降低了13.61%、0.02次/s,达到了交叉口控制效率提高的目标。

关键词：左转待行区交叉口信号配时多目标优化 NSGA-Ⅱ算法

基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究

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公路工程 2018年第5期43卷 131-137页

作者：李硕付珊贺文夏文慧湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

以左转待行区交叉口为研究对象,通过研究左转车流运行特征的变化,提出左转相位启动损失时间的计算方法,并进一步调整通行能力和延误模型。进而以信号周期、绿灯时长作为约束条件,以交叉口平均延误最小为优化目标,建立信号配时优化的非... 详细信息

以左转待行区交叉口为研究对象,通过研究左转车流运行特征的变化,提出左转相位启动损失时间的计算方法,并进一步调整通行能力和延误模型。进而以信号周期、绿灯时长作为约束条件,以交叉口平均延误最小为优化目标,建立信号配时优化的非线性模型。以长沙市某交叉口为例,基于遗传算法利用Matlab程序寻找模型最优解,结果显示优化后高峰时期交叉口延误由64 s/veh减少至43 s/veh。同时以优化前后配时方案为基础,通过Vissim建立交叉口仿真模型,仿真结果显示交叉口延误由53 s/veh减少至32 s/veh,在一定误差范围内,可表明模型的合理性和寻优算法的实用性。

关键词：左转待行区损失时间平均延误遗传算法

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左转待行区设置方法研究

中国水运（下半月） 2015年第12期15卷 73-75页

作者：王雪雪韩印上海理工大学管理学院上海200093

在左转车流较大的较大型交叉口设置左转待行区,可以有效提高交叉口通行能力,但会在一定程度上增加延误。文中通过对左转待行区设置的临界条件,如角度,长度,信号配时等进行讨论,综合分析交叉口车辆进入待行区前的运动状态,得出最有利于... 详细信息

在左转车流较大的较大型交叉口设置左转待行区,可以有效提高交叉口通行能力,但会在一定程度上增加延误。文中通过对左转待行区设置的临界条件,如角度,长度,信号配时等进行讨论,综合分析交叉口车辆进入待行区前的运动状态,得出最有利于交叉口运行的最小绿灯间隔和最小待行区倒计时。通过仿真得出正确设置左转待行区可以优化交叉口。

关键词：左转待行区最小绿灯间隔临界条件延误交叉口

基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究

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基于遗传算法的左转待行区交叉口信号配时优化研究

作者：付珊湖南大学

学位级别：硕士

对于城市道路交通网络而言,交叉口是其道路交通流的主要瓶颈,采取有效的交通组织方式是缓解道路交叉口交通拥堵的关键。其中,合理组织左转车流,是提升交叉口通行效率的重要手段。近年来,左转待行区的设置广泛应用于城市道路交叉口,随之... 详细信息

对于城市道路交通网络而言,交叉口是其道路交通流的主要瓶颈,采取有效的交通组织方式是缓解道路交叉口交通拥堵的关键。其中,合理组织左转车流,是提升交叉口通行效率的重要手段。近年来,左转待行区的设置广泛应用于城市道路交叉口,随之有关待行区的研究接踵而至,包括设置方法与条件、道路交通流参数特征以及信号配时调整等各方面的研究。本文首先研究了左转待行区的设置条件,包括几何交通渠化条件、道路交通条件以及安全距离条件。给出了道路交叉口空间几何尺寸的要求,以及不同类型左转车道可设置左转待行区的流量阈值条件,在此基础上结合道路交通标志标线设置规范提出了左转待行区交通标线的改进设计方法。其次,通过研究道路交叉口左转车流在设置左转待行区后运行特征的变化,提出了左转信号相位启动损失时间、左转车道通行能力及交通延误的计算模型,进而以此为基础建立以交叉口平均延误最小为优化目标的非线性信号配时优化模型,并以MATLAB为模拟环境,给出了基于遗传算法寻优的实现方法。最后,以长沙市某道路交叉口为例,通过实例交通数据进一步分析了左转车流车头时距的特征,并对前文提出的信号损失时间分析模型进行拟合,相关参数表明拟合效果良好。进而以实例交通数据为基础,应用前述信号配时优化模型,利用遗传算法工具得出优于现状的信号配时参数,证明了算法的有效性。此外,本文提出了左转待行区交通仿真建模的实现方法,并通过仿真模型进一步验证了算法工具所得配时方案的优化效果,通过对比分析表明相关计算模型的合理性。本文针对城市道路交叉口左转待行区的研究可其在实践中的应用提供一定的参考,并且对综合待行区的研究与应用有一定的借鉴意义。

关键词：遗传算法平均延误通行能力损失时间左转待行区

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道路交叉口左转待行区优化研究

道路交叉口左转待行区优化研究

作者：张驰程湖南大学

学位级别：硕士

在我国交通流量日益增长的今天,机动车与非机动车在道路交叉口杂乱无章的现象屡见不鲜,且长期以来都没有得到有效的管理,因此产生了很多的交通问题。例如交通拥堵、能源消耗增大、机动车排放污染物增加等等。道路交叉口是治理城市交通... 详细信息

在我国交通流量日益增长的今天,机动车与非机动车在道路交叉口杂乱无章的现象屡见不鲜,且长期以来都没有得到有效的管理,因此产生了很多的交通问题。例如交通拥堵、能源消耗增大、机动车排放污染物增加等等。道路交叉口是治理城市交通问题的关键所在,不同方向的各种交通流都将汇聚于此。其中,左转车流更是交叉口中的重点问题,大多数的交通冲突与左转交通流有关,如果道路交叉口对左转的各种车流的渠化得当,道路的通行能力将会得到很大程度上的改善,否则交通流的混行在增加交通安全隐患的同时,也会威胁到整个城市的交通状况。本文首先研究了左转待行区的设置条件,包括几何交通渠化条件、道路交通条件以及安全距离条件。给出了道路交叉口空间几何尺寸的要求,以及不同类型左转车道可设置左转待行区的流量阈值条件,在此基础上结合道路交通标志标线设置规范提出了左转待行区交通标线的改进设计方法。其次,本文继续研究了左转非机动车流的运行特性,建立了广义回归模型研究左转非机动车的膨胀特性,得出了最大膨胀宽度受到红灯期间到达非机动车数量,方向不均匀系数和电动车比例的影响。通过对非机动车膨胀扩散影响的分析,得出左转非机动车对同向行驶的左转机动车的影响,为道路交叉口非机动车渠化和设计提供指导。最后,在前文对左转机动车、非机动车研究的基础上,选取长沙市人民西路与蔡锷南路交叉口进行实例分析。研究和探讨实例道路交叉口现状所存在的问题,提出相应的改进方案,并利用Vissim交通仿真软件对改进后的方案进行交通仿真,把仿真模拟得到的数据和现实的交通数据进行比较,以验证改进方案的合理性,为提高道路交叉口的通行能力赋予实际的工程意义。

关键词：左转待行区运行特性交通渠化交通仿真

基于NSGA-Ⅱ算法的左转待行区交叉口信号配时优化

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基于NSGA-Ⅱ算法的左转待行区交叉口信号配时优化

作者：贺文湖南大学

学位级别：硕士

交叉口作为路网的瓶颈,其运行状态直接影响到路网的通行状况。为解决交叉口左转车辆的通行问题,采用设置左转待行区已成为各大城市解决交通拥堵的主要措施。与常规交叉口相比,左转待行区提高了道路通行能力,减小了车辆的延误和排队长度... 详细信息

交叉口作为路网的瓶颈,其运行状态直接影响到路网的通行状况。为解决交叉口左转车辆的通行问题,采用设置左转待行区已成为各大城市解决交通拥堵的主要措施。与常规交叉口相比,左转待行区提高了道路通行能力,减小了车辆的延误和排队长度,但同时引发了二次停车问题。探究左转待行区设置原理和车辆运行状态,分析交叉口设置左转待行区后车辆停车率的变化特性,综合考虑车辆平均延误和平均停车率,进行信号配时优化,是本文研究的重点内容。首先论文总结了国内外学者对左转待行区的设置条件及信号配时的研究现状,阐述了研究的主要内容。其次,基于交通波理论,从左转待行区左转车辆运行特性出发,推导了左转车辆进入待行区的起动波模型,并结合实例,验证模型合理性。然后通过分析待行区交叉口左转车辆交通波的变化特性,建立左转车辆停车率的修正模型,进一步推导交叉口的信号配时优化模型。最后,以MATLAB为计算工具,以实例交通数据为基础,用NSGA-Ⅱ算法对配时方案进行求解。研究结果表明,本文推导的起动波模型与实际数据拟合效果较好,可作为停车率模型的理论基础;基于交通波理论,并结合实例可推导建立设置左转待行区车辆停车率计算模型;以交叉口的延误和停车率作为评价指标,建立了双目标的信号配时优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法对配时方案进行求解,实例优化后得出优于现状的信号配时参数,最后验证了模型和算法的合理性。

关键词：左转待行区起动波信控配时多目标优化 NSGA-Ⅱ算法