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基于浮动车数据的交叉口群信号控制方案分析与问题诊断
| 论文题名： | 基于浮动车数据的交叉口群信号控制方案分析与问题诊断 |
| 关键词： | 城市路网;交叉口群;信号控制;故障诊断;浮动车数据 |
| 摘要： | 浮动车数据作为动态连续的轨迹数据，是城市路网交通运行评价的重要数据源，如何基于浮动车数据挖掘交通运行问题一直是近期的研究热点。当前对浮动车数据的利用大致集中在停车率、延误等指标在单个交叉口或干道层面的应用，缺乏路网整体交通运行状态更多维度的评价，也无法为信号控制方案的调整提供依据，针对上述问题，本文拟以盖亚开放平台的浮动车轨迹数据为数据源，提取更多维度交通参数，探究浮动车运行特征与交叉口群交通运行状态之间的关系，进而为交叉口群交通控制方案问题诊断提供理论依据和方法支撑。 首先，基于浮动车轨迹的时距图分析不同时空的速度、相邻交叉口的轨迹相似性和流向相似性特征，证明利用浮动车数据进行交通参数提取和交通状态评价的可行性。 然后，根据浮动车轨迹的转向特征与相交道路方位的关系，以转向角度为指标设计交叉口轨迹转向归类方法和停止线位置推算方法；考虑信号起亮时间影响和浮动车轨迹的时空分布特性，设计用于估计信号周期的二次投影法、信号方案切换时间估计的二阶段法以及信号相位组合与绿灯时间估计方法；考虑浮动车在交叉口的排队特征，提出了浮动车渗透率估算方法和车辆到达率、排队长度和流向流量估算模型，并据此更新了交叉口通行能力估算方法。 最后，考虑交叉口群的路段延误和主要流向的流量影响，构建了交叉口群关联度计算模型；考虑轨迹穿越交叉口群备选流线不同节点的方式、估计的流向比例等，提出了路径协调影响流量的估计方法，结合浮动车轨迹数量提出交叉口群主要流线的识别方法；从主要交叉口和主要流线两个角度出发，建立相对停车延误指数、相位失衡指数、流线方向绿灯时间匹配偏差、流线控制效益指数、流线协调波动等5个指标，对交叉口群的控制方案进行问题诊断。算例表明文中算法能有效对区域交叉口进行群体划分以及识别出实际的主要流线，有效诊断出信号控制方案与现状交通需求的不匹配之处，为控制方案的优化提供建议与支撑。 |
| 作者： | 吴成峰 |
| 专业： | 交通运输工程;交通运输规划与管理 |
| 导师： | 蔡晓禹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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