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原文传递交通信号线控模型研究

论文题名：	交通信号线控模型研究
关键词：	双协调相位;交通信号;线控模型
摘要：	交通控制的目标是减少延误和停车次数，在线控系统中延误和停车次数是对立统一的。通过带宽度较小时，延误与停车次数是相互对立的，但随着通过带宽度增加延误和停车次数趋向统一，理论上实际交叉口位置与理想信号位置重合时，通过协调控制可以使系统延误和停车次数同步最少。交通控制模型对交通控制的效果具有重要影响，通过带宽度靠模型设计实现，因而交通控制模型的研究具有实用价值。文献研究发现，国内外现有的以通过带宽度最大为目标的模型和系统存在两方面问题：一是带速问题，查阅到的系统或模型在子区内选择一个设计带速，或上下行方向各选择一个带速。事实上由于子区内各交叉口间距不同、路况极交通条件不同，各相邻交叉口间实际行驶速度必然不同，甚至同一行驶区间的两个方向车辆行驶时间也不相同，选择等带速必然存在系统误差。通过诱导实现运行车速与带速的统一，有不可取之处：降低车速意味着增加延误，提高车速容易诱发交通事故。二是带宽问题，在查阅到的模型和系统中，普遍运用一个协调相位协调相向行驶的两股车流，由于交叉口间隔、区间行驶车速、设计参数等各因素的影响，在子区内相向行驶的车流到达某些交叉口的时间不同步，用一个时段为不同步的两股车流提供路权，必然有一个方向存在绿时损失，这是一个协调相位难以克服的。针对上述问题，本论文主要从提高效率减少系统误差和建立增加通过带的模型两方面进行研究，完成了以下工作：假定交叉口间旅行时间是确定(或分时段确定)的，按旅行时间建立上下行通过带锋线(连续折线)，建立通过带宽度与改变某一条锋线(另一条锋线不动)间的数学关系，通过优化计算获得单协调相位时差优化模型。在国内外现有的模型和软件中，均单独对各交叉口进行绿信比优化，而且需要反复运算才能获得满意结果。本论文以提高带宽为目标，建立协同优化的绿信比优化模型，使绿信比的选择合理、快捷。运用交通控制中某些手段，建立两种双协调相位优化模型，一种是运用相向路口先后放行的相位相序控制方式，实现相向车流到达时间差与相位时长相近的的交叉口的双协调相位模型。另一种是按锋线差和相位约束条件，建立子周期时长可不相等、相序、相位时长可不对称的双子周期模型，在每个子周期中有一个协调相位，两个子周期协调相位的时差与锋线差一致。两种双协调相位模型单独或共同用于控制子区中，可使子区总带宽达子区公用周期的50％左右。按本论文所建立的模型得到的是最优解集，可以根据交通需求从中选择最适宜的执行方案。研究表明，随着周期改变，绿信比必然发生改变，而周期和绿信比确定后对应着总带宽最大的系列时差方案。在不同周期下，这些最优的时差方案各不相同，尤其在引入双周期模型后已不能简单地用差异描述，因而可以得出结论，方案选择模式必然失去很多周期下的最优解。本论文的研究成果是基础模型，可用于无检测系统的分时段干线协调控制，也可编成软件实时生成与交通流构成相一致的控制方案。一些著名软件所得的优化方案是非凸的，而本论文提出的优化模型是可以得到最合理方案的。
作者：	王俊刚
专业：	交通运输规划与管理
导师：	任福田
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京工业大学
学位年度：	2005
正文语种：	中文