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基于车路协同的单交叉口公交优先方法研究
| 论文题名： | 基于车路协同的单交叉口公交优先方法研究 |
| 关键词： | 交叉口;公交优先;车速引导;协同控制;车路交互 |
| 摘要： | 伴随经济与城市现代化的发展，道路拥堵问题制约着城市的可持续发展。发展智能公交系统（尤其是基于车路协同的智能公交系统），提高其服务水平，对于缓解城市交通拥堵带来的巨大压力有着重要意义。 公交信号优先是提高公交系统服务水平的关键技术手段之一，然而，受限于数据采集技术的因素，数据信息是通过“检测器→信号控制系统”的单向传递，先前大部分的研究都是假设公交的行程车速服从某种分布或者固定不变作为系统控制模型的输入值，而由于交通流饱和度、信号和其他交通条件的影响，该输入条件很难与实际情况一致，导致模型的效率下降，进而降低了系统的控制效益。 随着数据检测技术的进步，车路协同技术也得到进一步的发展，其为智能车载车辆与智能路侧单元之间提供了双向的实时信息交互环境，旨在进一步实现车路间最佳协调，提高交通效率与安全。在此基础上，本文在单交叉口层面，设计了基于车路协同技术的车速引导与信号配时协同控制的公交优先控制策略，通过车路间的信息交互，引导公交车辆适时的到达，从而使公交的行程车速从控制模型的输入转变为输出，发挥控制模型的最大效益。 首先，本文设计了基于RFID车载电子标签的公交信号优先控制系统的框架。重点研究RFID技术与现有公交信号控制系统的融合及应用，分析系统的组成要素、相应的结构、数据与信息的交互方式，在此基础上提出了系统的工作原理和优化流程。 其次，本文设计了基于车速引导与信号配时协同控制的公交优先控制方法。在优先控制方法思想指导下，重点分析公交到达时间窗与公交通行时间窗，并建立相应的车速引导与信号配时协同控制规则。 再次，在单交叉口层面，分别以单引导车辆与多引导车辆为研究目标，建立控制模型。结合延误预测模型、停车次数预测模型提出了同时优化公交车速与信号控制方案的集成优化模型，模型输出信号配时方案与公交流到达即行驶车速数据。 最后，对本文提出的优化模型进行仿真实验。与常规感应控制模型进行对比分析，仿真结果表明，本文控制模型的控制效益明显优于感应控制模型，其实现了将公交的行程车速从控制模型的输入到模型输出的转变，最大限度地发挥模型的执行效率，达到了公交车辆在交叉口优先通行的目标，为进一步提高公交系统运营服务水平奠定了理论基础。 |
| 作者： | 黄锋 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海应用技术学院 |
| 学位年度： | 2015 |
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