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基于右转合乘策略的无专用道公交信号实时优先控制
| 论文题名： | 基于右转合乘策略的无专用道公交信号实时优先控制 |
| 关键词： | 城市道路;公交信号;实时优先控制;右转合乘策略 |
| 摘要： | 倡导公交优先，提高城市公交系统的运行效率，充分发挥公交系统的服务效能一直以来是我国交通运输发展的战略目标。公交车作为重要的公共交通工具，具有载客量大、运输效率高以及绿色环保等优点，因此在城市范围内实施公交信号优先策略对提升公交服务水平、改善城市客运体系具有重要意义。本文针对目前公交信号优先控制方法存在的实时性不强、难以适应公交到达的随机特性等局限性，在公交行程时间实时步进预测的基础上，结合右转合乘的交通组织策略，构建了一种公交信号实时优先控制模型，并对该模型的执行效果进行评估。 考虑到公交到达交叉口的时间具有随机性强的特点，为了根据公交车辆的运行状态实时调整信号配时方案，且给控制系统预留足够的反应时间，论文提出基于空间卡尔曼滤波的公交行程时间实时步进预测方法。即将交叉口作为空间状态更新节点，根据公交在交叉口间行驶的行程时间关联关系，建立状态方程和观测方程，然后依据最小均方误差的原理将预测值和观测值融合，得到公交到达下游交叉口行程时间的最优估计值，并随公交在交叉口的行进实现步进式迭代预测。预测结果表明，最优估计值与实际值之间的均方根误差（RMSE）均小于25秒，平均百分比误差（MAPE）大多低于20%，该模型可实现对公交行程时间较准确地预测。 在公交信号实时优先控制模型方面，论文提出一种基于右转合乘策略的公交信号实时优先控制模型，结合前述公交行程时间预测，采用绿时延长、红灯早断的实时感应策略以及相位插入的实时自适应策略提供公交优先通行权。并以交叉口饱和度、最大最小绿时以及交叉口性能指标为执行条件，为公交通行方向的下游交叉口设置符合条件的信号优先策略。该公交信号实时优先控制模型与公交行程时间实时步进预测共同实现预测——控制——更新的迭代过程，形成感控交互的公交信号实时优先控制体系。 最后论文以昆山市前进路部分路段为研究对象，基于交通状态及信号配时实际数据，通过SUMO交通仿真软件对本文提出的公交信号实时优先控制进行效果评估。与原始的分时段固定信号配时相比，采用了本文提出的公交优先策略后，公交车辆在研究路段的总行程时间平均降低约17.6%，在交叉口的信号延误降低约74.8%，停车次数平均减少46.5%；由于绿时延长和红灯早断也对同相的社会车辆有效，因此同相社会车辆交叉口延误及停车次数也均有小幅度降低，多次实验的结果分布具有较好的鲁棒性。 |
| 作者： | 邢韵 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 夏井新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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