基于协调相位绿灯时长约束的干线综合绿波带控制方法研究
发布时间：2021-01-28 17:25
社会的发展以及科技的进步促使汽车行业与时俱进,但交通拥挤、道路堵塞等民众普遍关心的问题也与日俱增。主干道作为城市交通系统的大动脉扮演着不可或缺的作用,同时也承受着巨大的交通压力。绿波带以其控制效果明显,容易实现且成本低廉的独特优势成为了城市干线交通信号协调控制的重要方法之一。研究绿波带控制方法将有利于提高道路系统的整体通行能力,减小城市干线交通负荷。本文针对传统的绿波带控制未考虑交叉口次干道通行需求及行人过街绿灯时长的局限性,提出了一种基于非协调相位饱和度概念的交叉口周期以及绿灯时长的分配方法,并基于最短行人过街时长校正交叉口各相位绿灯时长和信号周期。在此基础上,分析了传统绿波带的不足,引用干线分割的思想,对最大绿波带模型进行了优化,并提出了一种基于实数编码的适用于绿波带路口相位差优化的遗传算法。最后,对深圳市新沙路沿线的多个交叉口进行了干线协调优化,对传统绿波带与改进绿波带的两种方案所得结果进行了对比分析。对比结果发现两种方案可以达到相同的公共带宽,但当传统方案与改进方案获取到相同的公共带宽时,改进方案中由各交叉口组合形成的子绿波带的平均带宽优于传统方案。将两种方案使用VISSIM进...
【文章来源】：首都经济贸易大学北京市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章城市交通信号控制的基本理论8第2章城市交通信号控制的基本理论城市中交通系统非常复杂，交通信号控制是应对这种复杂性和冲突性的主要方式之一。信号控制依据各参数来控制不同方向的交通流向以及流量，根据交叉口和交通流量的特性，给予各方向车流不同的放行时间段，避免不同方向的车辆发生碰撞，确保车流畅通。熟悉相关的理论知识有利于对干线的协调优化控制进行系统深入的研究。本章主要详细介绍了通信号控制的相关概念、控制方法和评价指标以及行人和非机动车对绿波带的影响，为下面进行干线绿波带的研究做铺垫。2.1交通信号控制的基本概念（1）相位与相序车流相互冲突的情况下，一个特定的时间段内，有通行权的车流会被释放，而与通行权冲突的车道上的车辆则无法通过。这样，不同方向的交通流将根据不同的时间段被赋予通行权，保证交叉路口的交通将不相冲突，有序通行。相位指的是不同方向车流通行状态的变换，在特定的信号周期内，车流的通行状态叫做信号相位，这种通行状态更换的顺序称为相序。相位相序结构包括相位组合方案和相位切换方案，它们决定了相位组合和相位切换的灵活性以及相位切换决策方法的复杂程度[36]。常见的信号协调控制方法有两相位控制（如图2.1）和四相位控制（如图2.2）。(a)第一相位(b)第二相位图2.1两相位交叉口
首都经济贸易大学硕士学位论文9(a)第一相位(b)第二相位(c)第三相位(d)第四相位图2.2四相位交叉口两相位的交叉口控制方式相对简单，干线上交叉口的协调把协调相位放在第一相位，两个相位进行更迭。但是，当交通流受到一定的限制时，需根据实际情况增加相位，不同车道的车辆路口通过相位的设置分时段通行，可以缓解交叉口的交通冲突，相位划分得越多，交叉口的行车冲突越少，但同时交叉口的通行效率也会降低。（2）相位差相位差是在相邻交叉口信号灯处于相同相位时，绿灯或红灯启亮时间之间的差值。例如，如果东西主线上有相邻的两个交叉口，那么在东西方向直行的绿灯或红灯的启亮时间之差就是交叉口东西直行方向的相位差。相位差根据不同的参考对象进行分类分为绝对相位差以及相对相位差[37]。①绝对相位差绝对相位差是指信号绿灯(红灯)的启亮时间和某一标准绿灯(红灯)的启亮时间之间的差值。②相对相位差相对相位差是指信号灯的绿灯（红灯）的开始时间和相邻信号灯的绿灯（红灯）开始时间之差。对干线上或交通网中的交通流进行协调控制时，相位差是协调控制的重要参数，相位差的优化也是干线协调优化的重要方向。通过控制交叉口的相位差，可以使得干线形成绿波带，可以使尽可能多的干线车辆沿着绿波带不停车地连续通过交叉口，从而达到减少车辆的制动次数的目的。（3）交通流量交通流量指的是规定时间段内通过指定横截面的交通实体对应的数量。交通流量是与时间、地点相关的随机变量，其特点是实时性和随机性。q的单位是pcu/h（换算为当量小客车，即每小时通行的当量小客车数）。（4）饱和流量
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同周期信号交叉口间的相位差优化模型[J]. 鄢小文,徐建闽,荆彬彬. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]基于双向最大绿波带宽的通用干道协调控制数解算法[J]. 荆彬彬,鄢小文,吴焕,徐建闽. 交通运输系统工程与信息. 2017(02)
[3]基于交通波理论的干线绿波协调控制方法[J]. 曲大义,万孟飞,王兹林,许翔华,王进展. 公路交通科技. 2016(09)
[4]车路协同下基于速度引导的双周期干道绿波协调控制方法[J]. 荆彬彬,卢凯,鄢小文,吴焕,徐建闽. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(08)
[5]交叉口服务水平评价方法研究[J]. 史国强,聂化东,张晓星. 西部交通科技. 2015(06)
[6]基于带宽最大化的城市干线子区划分技术研究[J]. 唐小军,赵胜川,章立辉. 交通运输系统工程与信息. 2015(03)
[7]基于自适应机制的遗传算法研究[J]. 曲志坚,张先伟,曹雁锋,刘晓红,冯晓华. 计算机应用研究. 2015(11)
[8]城市干线双向绿波控制优化设计[J]. 常玉林,张其强,张鹏. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(12)
[9]绿波协调控制的子区动态划分算法[J]. 冯远静,单敏,乐浩成,张贵军,俞立. 控制理论与应用. 2014(08)
[10]基于相位优先度规则的单点公交优先控制策略[J]. 董玉璞,李克平,倪颖. 同济大学学报(自然科学版). 2014(08)
博士论文
[1]混合交通环境下城市道路交通信号控制优化模型研究[D]. 陈小红.北京交通大学 2012
[2]交通信号协调控制基础理论与关键技术研究[D]. 卢凯.华南理工大学 2010
[3]城市交通控制信号配时参数优化方法研究[D]. 栗红强.吉林大学 2004
硕士论文
[1]考虑多车型排放特性的城市干道协调控制[D]. 郑远化.大连理工大学 2016
[2]基于多目标优化的干道协调控制[D]. 卫伟.华东交通大学 2015
[3]干线绿波交通信号控制方法研究[D]. 侯永芳.吉林大学 2015
[4]城市干道绿波带配时方法研究[D]. 郭丽苹.长安大学 2015
[5]城市干线交通信号协调模糊控制算法的研究[D]. 孙玉娟.河南理工大学 2014
[6]基于绿波带的城市主干道交通优化研究[D]. 孟博翔.兰州交通大学 2014
[7]交通干线协调控制方法及仿真研究[D]. 赵文涛.华东交通大学 2012
[8]过饱和下的干道协调控制方法研究[D]. 郑淑鉴.华南理工大学 2012
[9]连续流绿波交通控制理论与方法研究[D]. 李林.华南理工大学 2011
[10]城市干线信号协调控制方法研究[D]. 胥勇.大连理工大学 2009
本文编号：3005381
【文章来源】：首都经济贸易大学北京市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第2章城市交通信号控制的基本理论8第2章城市交通信号控制的基本理论城市中交通系统非常复杂，交通信号控制是应对这种复杂性和冲突性的主要方式之一。信号控制依据各参数来控制不同方向的交通流向以及流量，根据交叉口和交通流量的特性，给予各方向车流不同的放行时间段，避免不同方向的车辆发生碰撞，确保车流畅通。熟悉相关的理论知识有利于对干线的协调优化控制进行系统深入的研究。本章主要详细介绍了通信号控制的相关概念、控制方法和评价指标以及行人和非机动车对绿波带的影响，为下面进行干线绿波带的研究做铺垫。2.1交通信号控制的基本概念（1）相位与相序车流相互冲突的情况下，一个特定的时间段内，有通行权的车流会被释放，而与通行权冲突的车道上的车辆则无法通过。这样，不同方向的交通流将根据不同的时间段被赋予通行权，保证交叉路口的交通将不相冲突，有序通行。相位指的是不同方向车流通行状态的变换，在特定的信号周期内，车流的通行状态叫做信号相位，这种通行状态更换的顺序称为相序。相位相序结构包括相位组合方案和相位切换方案，它们决定了相位组合和相位切换的灵活性以及相位切换决策方法的复杂程度[36]。常见的信号协调控制方法有两相位控制（如图2.1）和四相位控制（如图2.2）。(a)第一相位(b)第二相位图2.1两相位交叉口
首都经济贸易大学硕士学位论文9(a)第一相位(b)第二相位(c)第三相位(d)第四相位图2.2四相位交叉口两相位的交叉口控制方式相对简单，干线上交叉口的协调把协调相位放在第一相位，两个相位进行更迭。但是，当交通流受到一定的限制时，需根据实际情况增加相位，不同车道的车辆路口通过相位的设置分时段通行，可以缓解交叉口的交通冲突，相位划分得越多，交叉口的行车冲突越少，但同时交叉口的通行效率也会降低。（2）相位差相位差是在相邻交叉口信号灯处于相同相位时，绿灯或红灯启亮时间之间的差值。例如，如果东西主线上有相邻的两个交叉口，那么在东西方向直行的绿灯或红灯的启亮时间之差就是交叉口东西直行方向的相位差。相位差根据不同的参考对象进行分类分为绝对相位差以及相对相位差[37]。①绝对相位差绝对相位差是指信号绿灯(红灯)的启亮时间和某一标准绿灯(红灯)的启亮时间之间的差值。②相对相位差相对相位差是指信号灯的绿灯（红灯）的开始时间和相邻信号灯的绿灯（红灯）开始时间之差。对干线上或交通网中的交通流进行协调控制时，相位差是协调控制的重要参数，相位差的优化也是干线协调优化的重要方向。通过控制交叉口的相位差，可以使得干线形成绿波带，可以使尽可能多的干线车辆沿着绿波带不停车地连续通过交叉口，从而达到减少车辆的制动次数的目的。（3）交通流量交通流量指的是规定时间段内通过指定横截面的交通实体对应的数量。交通流量是与时间、地点相关的随机变量，其特点是实时性和随机性。q的单位是pcu/h（换算为当量小客车，即每小时通行的当量小客车数）。（4）饱和流量
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同周期信号交叉口间的相位差优化模型[J]. 鄢小文,徐建闽,荆彬彬. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]基于双向最大绿波带宽的通用干道协调控制数解算法[J]. 荆彬彬,鄢小文,吴焕,徐建闽. 交通运输系统工程与信息. 2017(02)
[3]基于交通波理论的干线绿波协调控制方法[J]. 曲大义,万孟飞,王兹林,许翔华,王进展. 公路交通科技. 2016(09)
[4]车路协同下基于速度引导的双周期干道绿波协调控制方法[J]. 荆彬彬,卢凯,鄢小文,吴焕,徐建闽. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(08)
[5]交叉口服务水平评价方法研究[J]. 史国强,聂化东,张晓星. 西部交通科技. 2015(06)
[6]基于带宽最大化的城市干线子区划分技术研究[J]. 唐小军,赵胜川,章立辉. 交通运输系统工程与信息. 2015(03)
[7]基于自适应机制的遗传算法研究[J]. 曲志坚,张先伟,曹雁锋,刘晓红,冯晓华. 计算机应用研究. 2015(11)
[8]城市干线双向绿波控制优化设计[J]. 常玉林,张其强,张鹏. 重庆理工大学学报(自然科学). 2014(12)
[9]绿波协调控制的子区动态划分算法[J]. 冯远静,单敏,乐浩成,张贵军,俞立. 控制理论与应用. 2014(08)
[10]基于相位优先度规则的单点公交优先控制策略[J]. 董玉璞,李克平,倪颖. 同济大学学报(自然科学版). 2014(08)
博士论文
[1]混合交通环境下城市道路交通信号控制优化模型研究[D]. 陈小红.北京交通大学 2012
[2]交通信号协调控制基础理论与关键技术研究[D]. 卢凯.华南理工大学 2010
[3]城市交通控制信号配时参数优化方法研究[D]. 栗红强.吉林大学 2004
硕士论文
[1]考虑多车型排放特性的城市干道协调控制[D]. 郑远化.大连理工大学 2016
[2]基于多目标优化的干道协调控制[D]. 卫伟.华东交通大学 2015
[3]干线绿波交通信号控制方法研究[D]. 侯永芳.吉林大学 2015
[4]城市干道绿波带配时方法研究[D]. 郭丽苹.长安大学 2015
[5]城市干线交通信号协调模糊控制算法的研究[D]. 孙玉娟.河南理工大学 2014
[6]基于绿波带的城市主干道交通优化研究[D]. 孟博翔.兰州交通大学 2014
[7]交通干线协调控制方法及仿真研究[D]. 赵文涛.华东交通大学 2012
[8]过饱和下的干道协调控制方法研究[D]. 郑淑鉴.华南理工大学 2012
[9]连续流绿波交通控制理论与方法研究[D]. 李林.华南理工大学 2011
[10]城市干线信号协调控制方法研究[D]. 胥勇.大连理工大学 2009
本文编号：3005381
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