交通信號控制規則與車流到達相互作用機理實驗研究

《交通信號控制規則與車流到達相互作用機理實驗研究》是依託上海套用技術大學，由王浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：交通信號控制規則與車流到達相互作用機理實驗研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王浩
• 依託單位：上海套用技術大學

項目摘要

隨著交通擁堵的加劇，更多的交通控制策略希望能夠與車流到達動態的匹配，最大限度的挖掘現有交通資源的潛力。但控制策略與車流到達之間是相互作用的，交叉口控制策略之間也是相互作用的。當交通控制策略與車流到達相互作用後，是否能夠達到穩定平衡狀態，是否能夠獲得效益，成為需要回答的基礎問題。本研究試圖通過實驗交通工程理念與方法，建立交通控制基本規則庫，將控制策略歸結為基本規則的組合使用，在懂市道此基礎上解析交通控制規則作用於路網後的交通流演變機理；解析控制規則之間的匹配原則。本研究有利於揭示交通信號控制網路中車流到達現象背後的驅動機理，對交通堵塞與消散機理的研究有所促進；可為交通控制的巨觀策略設計與實施起到評價指導作用；可以回答實踐中控制策略適應性問題。

結題摘要

城市交通信號控制策略力圖能夠動態的適應交通流的變化，來提高信號控制的效率。但控制系統在適應交采迎鑽通流的過程中，同時又改變了交通流，它們之間是相互作用的。研究力圖尋找交通信號控制規則與交通流相互作用的機理，並尋找更優的控制策略。 本研究建立了基於多智慧型體與元胞傳輸模型，頁蘭實現車路通信，交叉口間通信的仿真模型與環境，以及互動式的交通控制策略仿真模型。對城市道路交叉口群的建模問題進行了研究，將交叉口群分為道路路段、道路交義口以及信號控制三個組成要素。提出了套用細胞傳輸模型作為城市道路交叉口建模研究的基礎，並對細胞傳輸模型對於描述城市道路網路間斷交通流的適用性進行了分析。 從感應困境分析入手（感應困境指當整個路網均使用感應控制時，整體效益反而下降。）與車流到達波動分析等現象入手，通過大量的實驗，研究交通控制策略與交通流到達之間的匹配關係等。提出了基於博弈的自組織控制模型，將網路最佳化分解到相互拳付疊疊加的基本協調單元最佳化，通過基本協調單元的相互耦合完成整個路網的最佳化, 克服了網路整體最佳化的複雜難解問題。基於新的信息與檢測環境，建立了交通信號控制交叉口之間的預測模型與互動模型，交叉口之間既考慮自身的效益，又考慮下游交叉口效益，實現整個路網府祖民影的自組織協調，不需要強制的共同周期與相位差，反應更加迅速。通過多場景實驗，該自組織模型能夠有效的提高路網的整體效益，包括過飽和情況。 以避免交叉口出現死鎖和減少綠燈時間浪費為目標，利用交通流波動理論，建立了一種過飽和條件下的信號交叉口協調控制的可靠性最佳化模型，並提供了可靠性區間的計算方法。該模型以控制排隊溢出形式和上下游交叉口通行能力匹配作為約束條件，以增大排隊溢出緩衝時間作為最佳化目標。通過仿真試驗表明，該策略可以減少延誤 24. 6%，同時交叉口的死鎖機率降低30% ，能有效地承受過飽和交通流的衝擊，提高路網的可靠性。 上述的成果對於提高路網效率、緩解交通堵塞具有良好作用，同時交通控制策略的適應性分析為智慧型交通控制系統的選型、新型交通控制系統開發提供理論支持，在此基礎上已開發了若干系整精茅統，並在多個城市希烏祝主得到成功套用。