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环形交叉口参与下的交叉口群划分方法及协调控制研究

李卓  
【摘要】:随着我国城市人口的不断增加,城市内机动车保有量也在持续增加,导致了城市交通拥堵问题的加剧,而环形交叉口交通拥堵所带来的车辆延误增加、交通秩序混乱、交通事故频发已经逐渐变为常态化问题。因而,如何采取有效措施来缓解环形交叉口交通拥堵现象已经成为当今交通控制研究的热点问题。论文首先对交叉口群的概念及特征进行了界定与介绍,解析了交叉口群信号协调控制的基本参数(公共周期、绿信比、有效绿灯时间、相位差、排队率以及关联度)以及交叉口群信号协调控制的性能指标(车辆平均停车次数、车辆平均延误以及平均排队长度),并剖析了环形交叉口参与下的交叉口群存在的问题。其次,解析了交叉口群划分内涵及常见划分类型,分别基于干道优先、短连线优先、环形交叉口优先原则提出了干道协调控制的交叉口群划分方法,对控制区域进行初步划分;在此基础上进行瓶颈区识别,相邻交叉口关联度对计算,并提出了基于相邻交叉口关联度的交叉口群划分方法,对交叉口群区域进行进一步划分。然后,从虚拟信号控制理念出发,提出了基于虚拟信号控制的交叉口群协调控制策略;通过选取关联指标、计算路径关联度,确定了虚拟信号控制下的交叉口群协调控制路径;基于干道绿波协调控制原理,通过确定公共周期与绿信比、计算行程及延误时间、优化绿信比和主相位绿灯时间,建立了环形交叉口参与下的交叉口群相位差模型。最后,应用VISSIM微观交通仿真软件,以云南省曲靖市珠江源大道与建宁东、西路所组成的道路网为例,以平均停车次数、平均延误时间及平均排队长度作为评价指标,分别以交叉口群划分方式以及虚拟信号控制环形交叉口作为变量,模拟不同环境下的交叉口群运行状态并与实际情况进行对比,结果表明:利用相邻交叉口关联度对交叉口群划分效果优于干道协调控制的交叉口群划分,且两种划分方式下的车辆平均延误时间以及车辆平均停车次数分别较现状条件降低了12.8%、21.4%以及12.1%、19.6%;虚拟信号控制状态下交叉口群运行效益优于现状控制,所有车辆平均延误时间从29.19秒降低至22.93秒,降低了 21.4%,此外,平均排队长度从30.64米降低至25.94米,降低了 15.3%。


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