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公交车钩形转弯交叉口自适应信号控制方法

吉林大学学报（工学版） 2018年第2期48卷 423-429页

作者：陈松李显生任园园吉林大学交通学院长春130022 中国刑事警察学院痕迹检验技术系沈阳110854

公交车钩形转弯方法可以保证禁左交叉口的公交车正常左转,对于提高交叉口通行能力、保证公交系统运行效率具有重要意义。针对该类型交叉口待行区易发生公交车排队上溯以及交叉口清空时间的浪费问题,本文基于感应信号控制逻辑,提出了三... 详细信息

公交车钩形转弯方法可以保证禁左交叉口的公交车正常左转,对于提高交叉口通行能力、保证公交系统运行效率具有重要意义。针对该类型交叉口待行区易发生公交车排队上溯以及交叉口清空时间的浪费问题,本文基于感应信号控制逻辑,提出了三种类型检测器布设方案,建立了排队上溯检测方法、全红时间自动确定方法以及自适应信号控制流程。以沈阳市实际交叉口为例采集交通数据,在VISSIM中进行仿真评价。结果表明:在高峰期,本文所建立方法可以将车均延误降低10.8%、最大排队长度降低9.8%;在平峰期可以将车均延误降低13.1%、最大排队长度降低17.2%。

关键词：交通运输系统工程自适应信号控制公交车钩形转弯

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基于定数理论的自适应信号控制延误模型

交通运输系统工程与信息 2008年第3期8卷 66-70页

作者：蒋贤才裴玉龙哈尔滨工业大学交通研究所哈尔滨150090

针对以稳态理论为基础推导的自适应信号控制延误计算模型不能反映交叉口各进口道车流动态变化的情况,提出以定数理论为基础,考虑交叉口各进口道车流的动态变化过程,仿效延误三角形的推导模式,通过简化交叉口进口道的车流到达形式,并基于... 详细信息

针对以稳态理论为基础推导的自适应信号控制延误计算模型不能反映交叉口各进口道车流动态变化的情况,提出以定数理论为基础,考虑交叉口各进口道车流的动态变化过程,仿效延误三角形的推导模式,通过简化交叉口进口道的车流到达形式,并基于Markov特性建立了一段时间内自适应信号控制条件下的平均车辆延误计算模型.借助自适应信号控制软件系统(OPAC)作为仿真平台,以实际调查数据为例,延误模型计算结果与交通仿真结果的比较分析表明:建立的延误计算模型较稳态理论下的延误计算模型更能客观反映交叉口的车流运行状况.

关键词：延误自适应信号控制交通仿真定数理论

基于微观仿真的城市交叉口自适应信号控制方法研究

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基于微观仿真的城市交叉口自适应信号控制方法研究

作者：陈书恺上海交通大学

学位级别：硕士

为了缓解城市路网关键节点交通拥挤问题,需要改善交叉口信号配时策略,提升道路通行能力。自适应信号控制作为智能交通系统的重要组成部分,通过交通预测、在线优化和快速响应特点,有利于提高控制效率,缓解城市交通拥挤。在不同数据采集... 详细信息

为了缓解城市路网关键节点交通拥挤问题,需要改善交叉口信号配时策略,提升道路通行能力。自适应信号控制作为智能交通系统的重要组成部分,通过交通预测、在线优化和快速响应特点,有利于提高控制效率,缓解城市交通拥挤。在不同数据采集手段下,如何根据不同交叉口流量和渠化特点改进信号控制策略,提高自适应控制系统可靠性仍是有待研究的问题。本文通过改进信号控制优化模型,并基于微观仿真对提出模型进行了验证,主要进行了以下工作:对于车流到达随机性较强的单交叉口,提出了一种改进的信号配时优化策略,包括交通预测模型和动态规划算法。首先,从微观层面考虑了不同排队状态下的车辆到达情况并估计到达时间。随后,在动态规划算法中引入北美NEMA信号相位结构,以延误、排队长度和通行量分别建立计算模型。基于VISSIM软件COM组件开发进行的仿真试验表明,改进后的自适应信号控制方法与最优固定配时方案相比能够减少10-20%的车辆延误;以最小化延误和最大化车辆通过量为目标的算法控制效果相近,以排队长度为目标函数的算法在饱和流量下优势相对明显。对于车联网条件下的相邻交叉口,提出了基于车队到达的自适应信号控制优化模型。利用关键车头时距指标识别路段中连续行驶的车辆,并将其整合为车队进行研究。在优化信号配时方案时,根据车队通过停车线的饱和车头时距,估算延误时间,利用CPLEX求解混合整数规划模型。采用隐式协调策略构建上下游交叉口配时方案协同机制。结论表明,同固定信号配时相比,基于乘客延误的自适应信号控制策略能够减少小汽车和公交车乘客延误分别达到10%和40%左右。敏感性分析表明乘客数量波动对优化模型的影响有限,同时需保证最低20-40%的车联网普及率。本文研究的自适应控制模型从微观角度揭示了车辆到达动态,有助于提高自适应控制效果,缓解城市交叉口拥堵。运用交通信息采集与控制系统,能够推动车联网技术的应用。研究从局部、小范围的城市交叉口做起,提高单个对象通行能力与服务水平;再到干道多交叉口联动控制,从而达到提高系统效率的目的,对当今倡导的城市低碳出行和城市环境可持续发展理念有着良好促进作用。

关键词：自适应信号控制车辆到达预测动态规划算法车联网混合整数规划模型信号协同优化

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不完全车联网环境下的交叉口自适应信号控制

不完全车联网环境下的交叉口自适应信号控制

作者：王智慧西南交通大学

学位级别：硕士

交叉口信号控制是解决城市交通问题的有效方式和手段,随着5G等实时通讯技术的商用和普及,使得车联网发展的具有了技术前提,加快了车联网技术发展进程,也给交通信号控制带来了新的挑战。但是车联网环境的建设并不是一蹴而就的,它需要对... 详细信息

交叉口信号控制是解决城市交通问题的有效方式和手段,随着5G等实时通讯技术的商用和普及,使得车联网发展的具有了技术前提,加快了车联网技术发展进程,也给交通信号控制带来了新的挑战。但是车联网环境的建设并不是一蹴而就的,它需要对车辆和基础设施进行升级,车辆和基础设施的升级需要一定的时间,这导致车联网升级的过程中必然有一段智能网联车和常规车辆混合行驶的阶段,这种过渡阶段在本文中称为不完全车联网环境。在智能网联车和常规车辆混行的不完全车联网环境下,如何利用好智能网联车实时通信获得的交通信息,对未联网车辆进行实时估计,并且根据实时交通参数建立自适应信号控制方法是当前研究的重点。本文主要工作如下:(1)在智能网联车和常规车辆混行情况下,改进了车辆位置和速度估计算法。采用IDM跟驰模型和Wiedemann跟驰模型来描述智能网联车和非网联车的驾驶行为。利用智能网联车实时通信功能获取实时交通数据,基于实时交通数据和车辆跟驰模型对未联网车辆速度、位置等参数进行估计。通过未联网车辆的参数估计和智能网联车获取的实时交通数据,可以得到路网中车辆实时位置和速度,根据以上数据得到车辆到达表。(2)在交通参数估计基础上,结合双环相位提出基于动态规划交叉口自适应信号控制优化模型。根据智能网联车实时数据来对非网联车的速度和位置估计,预测出车辆到达表。根据车辆到达表和信号灯状态,结合NEMA双环相位结构,对交叉口相序和相位时长进行优化,建立以车辆总延误最小为目标函数的优化模型,并设计动态规划算法求解该模型。此外考虑交叉口车流在预测区间的动态变化,在动态规划算法基础上引入了滚动优化策略,根据实时的车辆数据对交叉口信号配时进行滚动优化。(3)在SUMO仿真软件中搭建不完全车联网环境,对算法进行仿真实现和评估。在SUMO中建立交叉口和设置车辆运行条件,通过Sumo的Traci(Traffic Control Interface)接口,利用python对SUMO进行二次开发。利用python编写车辆位置和速度估计算法和交叉口自适应信号控制模块,利用Traci接口实现信息交互,实时的去修改并在线操纵车辆和信号灯,根据获取数据对算法进行评估分析。

关键词：自适应信号控制不完全车联网跟驰模型混合交通参数估计

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基于风险分析的单点自适应信号控制方法研究

基于风险分析的单点自适应信号控制方法研究

作者：张乃湘哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

城市道路平面交叉口是城市道路系统的基本控制单元。交叉口存在的诸多风险因素对交叉口的安全和通行效率带来威胁。交通信号在交叉口安全中起着重要作用,但目前的信号控制多以通行效率作为目标,少有综合考虑交叉口风险的控制模型。因此... 详细信息

城市道路平面交叉口是城市道路系统的基本控制单元。交叉口存在的诸多风险因素对交叉口的安全和通行效率带来威胁。交通信号在交叉口安全中起着重要作用,但目前的信号控制多以通行效率作为目标,少有综合考虑交叉口风险的控制模型。因此本文在分析交叉口风险的基础上,探究综合考虑通行效率风险和安全风险的自适应控制方法,并设计车道被占用下的特殊控制策略及方案,尽可能预防并缓解交叉口风险问题。论文从安全风险和效率风险两方面综合考虑交叉口风险。首先对城市道路平面交叉口的风险因素进行定性分析,构建了交叉口的风险源结构,之后运用VISSIM和SSAM软件对信号控制、交通流特征等动态风险因素产生的运行风险进行专项分析,并探讨了交叉口出入口车道被占用对交通流的影响。以此为基础,确立了综合考虑相位冲突次数及其严重程度的交通安全风险指标,并选定了基于交叉口车辆延误的效率风险评价指标。进一步建立了基于安全和效率指标的信号配时优化模型,提出了包括常规状态控制和车道被占用下特殊状态控制的自适应信号控制方法。对于常规交通状态,采用方案选择的控制原理,对实时到达的交通流进行绿信比方案的选择和周期的小步距调整。当出现车道被占用的特殊交通状况时,按照被占用车道组是否有其他可供通行的车道设置了对应的控制方案。最后以合肥示范区的交叉口为本文案例,分别运用所构建的配时优化模型和基于常规延误模型的配时方法对案例交叉口进行配时设计,并分别进行交通仿真。通过COM接口构建了MATLAB—VISSIM仿真平台,对本文所提出的基于常规状态风险的自适应控制方法进行了仿真,并对比定时控制的仿真结果。案例仿真结果表明当交通需求不高时,基于风险评价指标的配时优化模型可有效降低常规延误模型配时设计下的交叉口运行风险。此外,本文针对常规状态风险所设计的自适应控制方法对于饱和度较低的交通流状况适用性较好,相较于定时控制对交叉口冲突相位的冲突次数和延误具有较好的改善效果。

关键词：单交叉口自适应信号控制风险分析交通冲突延误仿真评价

高速公路出口匝道平面交叉口自适应信号控制策略研究

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现代交通技术 2016年第6期13卷 80-84页

作者：杨勇钱公斌江苏省高速公路管理局江苏南京210004 江苏省交通规划设计院股份有限公司江苏南京210014

针对沪宁高速公路G42马群互通出口匝道拥堵蔓延至高速主线上的问题,提出了基于Aimsun仿真的自适应信号控制策略。通过数据的采集、拥堵原因分析、提出缓堵策略,在关键监测点布设检测器检测速度和占有率,并实现与相连交叉口信号控制器的... 详细信息

针对沪宁高速公路G42马群互通出口匝道拥堵蔓延至高速主线上的问题,提出了基于Aimsun仿真的自适应信号控制策略。通过数据的采集、拥堵原因分析、提出缓堵策略,在关键监测点布设检测器检测速度和占有率,并实现与相连交叉口信号控制器的联动控制,达到对交叉口的自适应控制,基于仿真软件Aimsun对方案实施的效果作了评价研究,结果表明文中提出的自适应信号控制策略,可以有效地降低车辆的延误时间和排队长度,提高道路的通行能力。

关键词：交通仿真自适应信号控制 Aimsun 交叉口优化

基于多智能体强化学习的城市自适应交通信号控制方法研究

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基于多智能体强化学习的城市自适应交通信号控制方法研究

作者：吴昊长安大学

学位级别：硕士

城市社会经济发展到一定程度时,城市道路往往会出现不同程度的拥堵现象,为了克服现有城市道路信号控制方法存在的各种局限性,本文提出基于马尔可夫决策过程的最优搜索型强化学习的城市道路自适应信号控制方法,并搭建仿真平台对所提出的... 详细信息

城市社会经济发展到一定程度时,城市道路往往会出现不同程度的拥堵现象,为了克服现有城市道路信号控制方法存在的各种局限性,本文提出基于马尔可夫决策过程的最优搜索型强化学习的城市道路自适应信号控制方法,并搭建仿真平台对所提出的自适应信控方法的有效性进行验证。本文针对智能体技术应用于城市道路自适应信号控制方法展开相关研究,主要工作涉及以下几个方面:首先,对现有信控方法的局限性进行充分调查并提出基于强化学习的自适应信控方法,考虑邻域交叉口的交通压力对Agent所处环境的状态和动作选择策略进行定义,以停车次数的变化值作为Agent状态动作对之间转换获得的奖励值;接着,结合VISSIM交通仿真软件的仿真建模能力、VB系统的图形用户界面和快速应用程序开发能力以及MATLAB系统强大的矩阵运算能力和绘图能力,利用COM组件的生成和调用搭建基于VISSIM-VB-MATLAB的交互仿真平台,对本文提出的自适应信号控制方法的有效性进行仿真验证;另外,抽取部分迭代学习过程作为观察对象,分别记录学习过程中的各交叉口信控方案即各Agent选取的动作,以及对各Agent的Q表进行可视化处理;最后,以交叉口总停车次数以及总行程延误作为交通运行效率评价指标,以定周期信控模式下交叉口停车次数和行程延误检测数据为控制组,以自适应信控模式下交叉口停车次数和行程时间检测器数据为实验组,利用SPSS统计分析软件进行配对样本t检验。实验数据表明,自适应信号控制模式下的交叉口运行效率显著高于定周期信号控制模式下的交叉口运行效率,相较于定周期信号控制模式,本文提出的自适应信号控制方法可以降低交叉口11.3%-51.8%的停车次数以及13.1%-48.7%的行程延误。上述研究结果表明,本文提出的基于多智能体强化学习的城市自适应交通信号控制方法是一种有效的信控方法,可以显著提升区域内各交叉口的运行效率,且可以弥补定周期信号控制模式无法适应动态交通需求的不足,可替代目前广泛采用的定周期信控方法对城市道路交叉口交通流进行有效控制。

关键词：城市交通自适应信号控制强化学习多智能体 VISSIM COM

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车联网环境下的交叉口自适应信号控制

工业控制计算机 2019年第9期32卷 100-101页

作者：赵梦彤北方工业大学电气与控制工程学院交通运输工程

为了提高交叉口通行效率,改善传统路口固定配时,解决目前所采用的控制策略效果差的问题。提出了一种车联网环境下的交叉口自适应信号控制系统。通过车载单元获取即将进入交叉口的车辆速度、位置等信息,传输给路侧单元,根据所设定的算法... 详细信息

为了提高交叉口通行效率,改善传统路口固定配时,解决目前所采用的控制策略效果差的问题。提出了一种车联网环境下的交叉口自适应信号控制系统。通过车载单元获取即将进入交叉口的车辆速度、位置等信息,传输给路侧单元,根据所设定的算法及规则,路侧单元计算并预测车辆到达交叉口的时间,调整配时方案,对路口进行更加智能的自适应信号控制。运用5G无线通信技术,使得系统之间通信速度更快、信息容量更大。该方法能有效地提高交叉口运行效率,减少出行者的时间损失。

关键词：智能交通车联网 5G无线通信自适应信号控制

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自适应交通信号控制评价方法研究及应用

自适应交通信号控制评价方法研究及应用