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车路协同环境下交叉口信号控制双向优化方法研究
| 论文题名： | 车路协同环境下交叉口信号控制双向优化方法研究 |
| 关键词： | 交通信号控制;交叉口;车路协同;仿真分析 |
| 摘要： | 由于信号控制交叉口相位放行顺序及放行时长大多是固定的，而实际到达交通流是随机波动的，因此交叉口在赋予车辆时空通行权的同时，也对部分车辆产生了阻断作用。随着信息技术的不断发展，车辆联网以及数据通信已经成为我国道路交通近期的新发展方向，可通过实时通信实现对车辆的控制。因此，本文借助车-车、车-路侧设施通信的功能，结合车辆控制策略，研究车辆速度诱导和信号配时双向优化方法，尽可能减少车辆在交叉口的停车和延误，提高交叉口的运行效率。 首先，对传统的自适应信号控制方法存在的问题进行分析，并总结在车路协同环境下开展的动态信号配时方法研究的原理与存在的不足。针对上述不足，搭建车路协同环境下车辆速度诱导与动态信号控制双向优化的系统框架。根据车辆在交叉口的运行工况，以形成饱和车队为目标，探讨车辆速度诱导的理论思路与诱导策略的实现方法，车辆诱导速度随信号配时调整情况变化。根据绿灯开启时刻，确定车辆诱导速度及初始绿灯时间，并根据车辆速度诱导后的车流状态，提出不阻断车流的绿灯时间动态调整控制方法及控制流程。 其次，构建了以延误和停车时间损失的线性加权值为综合评价指标(PI)的评价指标模型。以交叉口车辆平均PI值最小为目标，建立了信号配时-诱导速度动态调整优化模型，为减少对车流的阻断根据优化目标确定了相位绿灯时间调整方案。分析了优化模型的适用条件，包括单位绿灯时间、交叉口交通量、诱导速度区间等因素，根据对优化方案控制效果的影响确定模型参数取值。 最后，选取实际交叉口作为试验对象进行仿真分析，借助SUMO交通仿真软件首先进行现状仿真，标定仿真参数，其次分别对仅实施动态信号配时控制方案、仅实施车辆速度诱导控制方案和本文提出的信号控制双向优化方案进行仿真分析。仿真结果表明，实施动态信号配时后车均PI值较现状方案降低了16.94%，实施车辆速度诱导后车均PI值较现状方案降低了15.14%，说明信号动态控制和车辆速度诱导能够显著降低车均PI值。实施本文提出的信号控制参数双向优化方案后，车均PI值较现状方案降低了19.05%，优于仅实施动态信号配时控制方案或仅实施车速诱导控制方案，证明了本文提出的双向优化方法的有效性。 |
| 作者： | 姚丽 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 蒋贤才 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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