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原文传递面向交通溢流拥堵消除的关键交叉口群信号控制

论文题名：	面向交通溢流拥堵消除的关键交叉口群信号控制
关键词：	交通溢流;拥堵消除;关键交叉口群;信号控制;排队强度
摘要：	目前，我国城市高强度出行特征日益显现。受城市布局形态和道路条件影响，存在许多较短的瓶颈路段，在流量高峰时期容易发生过长的排队车辆溢出路段，占据上游交叉口空间，发生交通溢流拥堵现象。交通溢流具有较强的传播性，局部拥堵得不到及时疏散清除，将会通过路段和交叉口的拓扑连接关系，迅速沿上游交叉口四面蔓延。在道路网络中，一个或少数几个瓶颈交叉口或路段的失效会通过节点之间的邻接关系引发其他交叉口群也发生失效，进而产生级联效应，最终造成整个交通系统的瘫痪，引发严重后果。因此，有必要及时识别出瓶颈交叉口群，预判路网溢流的情况，调控道路时空资源，快速清除溢流拥堵。　　聚焦于交通溢流问题，本文围绕着“识别—控制—评价”的主线流程展开研究：首先，根据排队长度以及上游交叉口的相位相序的因素，按照溢流影响的程度划分为轻度、中度和重度溢流。通过交通波理论对排队“形成—扩散—消散”过程进行机理分析。发现车辆在一个信号周期内产生的四个阶段交通波：红灯停车波、绿灯启动波、排队压缩波、二次排队波。建立排队长度计算模型判别不同程度的溢流状态，确定出溢流路段和关键交叉口。　　接着，基于个体出行路径对与溢流瓶颈交叉口群进行识别。引入关联规则理论，定义溢流路段的关键路径。使用交通卡口数据提取出行轨迹，利用FP-growth算法挖掘途径溢流路段的频繁路径和瓶颈交叉口群，表示出溢流交通流量的主要来源和去向，为选择可调控的关键交叉口群界定了范围。　　然后，针对于不同程度的溢流采取差异化的信号控制方案。对于轻度溢流路段，采取基于防溢流相位差的关键路径信号优化方法。针对溢流的关键路径，提出了防止绿灯空放的相位差计算模型和防止排队溢出的相位差计算模型。对于传统的干线协调做出了系列优化改进：采用时空饱和度的概念，将交通流量和排队长度共同作为绿灯时间分配的依据。利用防溢流的相对相位差计算模型，能够兼容左转路径，提供了非直线性干线协调的方法。对于中度或重度溢流路段，采取基于剩余排队长度的交叉口群区域协调控制方法。在可调节的控制单元内，采取压缩绿信比、增大绿信比、跳跃式相位等方式，合理调节溢流路段周边区域的交叉口群信号配时。　　最后，通过TESSNG微观交通仿真软件对南京市区中山东路的两个案例进行溢流仿真实验，评价溢流控制的可行性和有效性。通过最大排队长度、行程时间、驶入驶离量、路段排队强度等指标对优化方案进行评价。结合实例验证发现优化方案相比原始方案，能实现不同溢流程度的信控响应，溢流的预防及快速消散效果，有利于道路时空资源的均衡利用。
作者：	曾钰
专业：	交通运输工程;交通运输规划与管理
导师：	陈峻;於昊
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2022