T形交叉口干线道路绿波协调策略的设计文献综述

 2022-07-17 05:07

T 形交叉口干线道路绿波协调策略的设计文献综述

1. 研究背景

随着我国机动化进程的加快,公路建设里程的不断增加,道路使用者的数量也在随之增加,同时对道路的要求也就会相应提高。城市交通中,由于交通流量大,使得各相邻交叉口往往相互关联,相互影响,同时在城市道路网中,若交叉口相距很近,车辆经常遇到红灯,时停时开,行车不畅,也会使环境污染加重。实际中,城市路网中的交通干道是城市交通运输的大动脉,它们常常要承受巨大的交通压力,因此努力提高干道的控制效果对改善整个城市交通状况具有重要意义。此时,绿波信号协调控制系统应运而生。绿波信号协调控制指的是将干线上一组交叉口在信号周期、绿信比、相位差等参数上进行协调设计,使之形成可供车辆连续通过的绿波带宽。绿波协调是提高干线上车辆行驶连续性的重要技术,有助于缩短车辆行程时间,减少停车次数和尾气排放。为使车辆减少在各个交叉口上的停车时间,特别是使干道上的车辆能够畅通行驶,人们首先研究把一条干道上一批相邻的交通信号连接起来,加以协调控制,就出现了干道交叉口交通信号协调控制系统(简称线控系统,也称绿波系统)。

然而,目前已有的绿波协调设计方法大多针对的是由规整十字交叉口组成的干线道路,事实上,国内很多的干线道路主要由 T 形交叉口构成。由于 T 形交叉口的相位构成比十字交叉口简单,因而能够采用更灵活的绿波协调策略。本课题主要以南京市北京东路干线部分路段为例,研究主要由 T 形交叉口构成的干线道路绿波协调控制策略,以减少干线上车辆的行驶延误、停车次数,从而提升干线运行效率。

  1. 国外研究概况

国外对交叉口干线道路绿波协调的研究起步较早,在大量投资了人力物力之后也取得了一定的成果。

美国是最早研究交通信号控制的国家。世界上第一个实现交通线控制的系统于1917年出现在美国盐湖城。在1981年时Little等人[1]就提出了最大带宽MAX-BAND控制,针对包括n个路口S1,hellip; ,Sn的城市交通干线,给出一组优化的相位差,使尽可能多的机动车在设定的速度范围内能够一次不停的通过交通干线,采用立脱尔建立的混合整数规划模型同时优化周期时长、绿信比、相位差以及相位相序方案。但是该系统采用人工输入办法确定周期时长范围,并未深入探讨周期范围合理性和适用性。

随着技术的发展,Gartner等人[2]1990年在MAXBAND方法的基础上提出了复合带宽MULTIBAND控制,许多重要特性都进行了改进,如增加排队车辆的清空时间、允许车辆左转以及实现干线中不同路段不同带宽。Hakim等人[3]在2001年则提出基于多智能体的道路交通分布式控制概念模型。后来Gartner 等人研究的绿波带优化模型则慢慢变为最重要一类模型[4],通过建立绿波协调数学模型实现信号配时参数的优化求解,可以对各种协调控制参数进行全局优化[5]

3. 国内研究概况

相比而言,国内的研究开始的较晚。随着我国公路建设的不断发展,机动化水平也在逐渐加快,这些都对交通信号协调提出了更高的要求,因此,这更加促使了国内学者的不断深入研究,其研究过程大致分为三个阶段,分别是探索阶段、认知阶段和发展阶段。

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