原文传递
基于车路协同的智能网联公交车交叉口通行效率优化
| 论文题名： | 基于车路协同的智能网联公交车交叉口通行效率优化 |
| 关键词： | 智能网联公交;车路协同;多目标优化;信号交叉口;效率优化 |
| 摘要： | 智能交通系统日新月异，智能网联汽车的发展趋势也将必不可挡。城市汽车保有量迅速增加导致交通拥堵、环境污染等问题日益突出，信号交叉口作为城市的交通要塞，这一问题尤为严重，以“节能、高效、安全、舒适”为主题的新一代智能网联汽车将成为汽车产业竞争的战略制高点。车辆在通过交叉路口时，由于受到信号灯的影响，频繁的启停将会大大降低道路交叉口的通行效率。结合车路协同技术背景，本文以提高智能网联公交道路交叉口通行效率为目标，提出了交叉口信号灯动态配时优化方法，主要研究工作包括以下内容： （1）构建智能网联公交系统模型 分析交叉口信号相位控制和智能网联公交车交叉口通行方式，采集公交车实际运行线路数据并建立信号控制交叉口模型；对智能网联公交车及交通流进行建模，并搭建了路网环境，最终完成基于VISSIM的公交车实际运行线路仿真模型，以及对智能网联公交车运行效率进行分析。 （2）构建5G车路协同系统框架 通过5G车路协同技术构建车路协同系统框架，实现交通信号优先和公交车辆协调控制。该框架包括5G车载终端、路侧信号优先设备、路侧盲区监测设备、车路协同支撑平台等核心设备系统组成。新的方案有效改善信号灯配时在某些情况下效率低等问题，有效提高了智能网联公交车交叉口通行效率。 （3）建立单交叉口交通信号控制优化模型 基于单交叉口本文提出了一种基于多目标优化的信号配时方法，借助车路协同技术，实时获取道路交叉口信号灯信息，以车辆延误、通行能力与停车次数三个控制变量作为参数指标并建立优化模型，采用粒子群算法对交通灯信号配时优化问题进行求解，以排队长度为模糊控制变量动态追加绿灯时间。仿真结果表明所提出的优化算法可有效降低车辆人均延误，提高道路交叉口通行能力。 （4）设计多交叉口信号区域控制优化模型 从多个交叉口信号动态协调控制出发，提出了基于数解法的优化配时算法来求解协调控制最优起始相位差，由车流量实时变化动态调整区域内信号灯的配时周期和绿灯时间。根据周期变化相应调整系统周期和协调控制相位差，进而调整该周期内各交叉口的配时方案。 以郑州市郑东新区自动驾驶公交一号线运行线路为实例进行仿真测试，利用仿真测试软件VISSIM+MATLAB相结合验证算法的有效性，结果表明通过区域信号协调控制优化后，智能网联公交单程运行时间降低了14.2%；平均车速由原来的18.25km/h提高为23.52km/h，较优化之前提升了28.8%，车辆延误在低交通流量下可降低63.5%以上；平均排队长队由原来的15.26辆下降到8.52辆，优化比例达到44.2%以上。 |
| 作者： | 谢诏玺 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 高建平;彭能岭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
