基于排队最远点约束的最大周期时长优化方法.pdf

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第42卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVOl_42NO．52014年5月(NaturalScienceEdition)Mav2014文章编号：1000—565x(2014)05—0067—08基于排队最远点约束的最大周期时长优化方法术王殿海付凤杰蔡正义马东方(浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058)摘要：为充分考虑排队最远点对上游节点的影响，尽量避免短连线路段发生排队溢流现象，利用交通波理论分析了进口道排队长度的演化规律，推导了饱和状态持续时段内排队最远点相对

2、停车线位置距离的计算方法，并以交叉口关键相位关键车道排队最远点最近为优化目标，建立了一种最大周期时长的优化模型．然后，设计了8种不同交通需求的测试环境，运用文中方法和现有方法分别计算了最大周期的最优值，根据等饱和度原则确定了两种方法下的信号配时方案，并利用VISSIM仿真获取了不同测试环境下两种方法的运行效率指标．结果表明：8种测试环境中，相对于现有方法，文中方法下关键相位关键车道的平均排队长度、排队最远点相对停车线位置的距离和车均停车次数分别降低了10．67％、l1．36％和11．01％，上下游交叉口总的车均延误和停车次数分别降低了3．86％和3．

3、81％，通过车辆数和平均车速分别提高了1．19％和3．58％．关键词：交通拥堵；交通波；最大周期时长；排队最远点；最大排队长度；VISSIM仿真中图分类号：U491doi：10．3969／j．issn．1000—565X．2014．05．011机动车保有量的持续快速增加，使得很多城市周期时长(即最大周期时长)优化的相关研究甚少．路网节点的交通流经常处于饱和甚至过饱和状态．UTMS控制系统根据实践经验将最大周期时长界为充分提高交叉口在高峰时段内的通行能力，实现定为140S，该值的确定缺乏严格的理论依据．Cai节点供需结构的整体均衡，避免局部路段出现排队

4、等针对感应控制定义各相位最大绿灯时间及绿溢流现象，SCOOT和SCATS等信号控制系统均通过灯间隔时问之和为最大周期时长，该值无法适用于延长周期时长来响应节点交通拥堵，并通过连续优定周期控制或自适应控制．近年来，逐渐有学者开始化子区内部各相关交叉口的绿信比和相位差来降低探索周期时长与交通流运行效率指标之间的关系，系统延误及拥挤程度．然而，当周期时长大于特定阈并在此基础上建立了相应的最大周期时长确定模值时，节点通行能力基本趋于固定，而此时的车辆延型．例如，Chang等通过研究交叉口通行能力与周误及排队长度却会随着周期时长的延长而迅速增期时长的关系将最大

5、周期时长界定为160s，该方法加⋯．因此，过饱和交叉口周期时长应有最大阈值仍然缺乏严谨的理论模型，且优化目标仅为交叉口限制，即最大周期．最大周期时长的确定和优化方法通行能力，没有考虑交叉口延误及排队长度等因素．是信号控制领域的重要问题之一．王殿海等提出了一种以饱和持续时段内交叉口有关周期时长优化方法的研究成果有很多，常关键相位最大排队长度最短为优化目标的最大信号用的有F．B法、TRRL法及ARRB方法等J．然而，周期时长优化模型，并利用仿真数据验证了该方法这些方法仅适用于低饱和状态，高饱和状态下信号能够有效地提升交叉口的运行效益．收稿日期：2013—

6、10—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(51338008，61304191，51278454)作者简介：王殿海(1962一)，男，教授，博士生导师，主要从事交通流理论及交通控制研究．E—mail：wangdianhai@sohu．eom十通信作者：马东方(1983．)，男，博士后，主要从事交通流理论及交通控制研究．E—mail：mdf2004@163．corn68华南理工大学学报(自然科学版)第42卷综上，排队长度是交叉口运行效率评估以及最队达到最远点¨．绿灯结束时，有车辆滞留，形成大周期时长优化的重要指标之一．然而，排队长度的第2个周期的初始

7、排队．第2个周期交叉口信号变概念有多种，不同文献所述的排队长度的统计方法为红灯后，车辆排队形成过程与第1个周期相同．存在一定的差异．为此，文中首先按其内涵界定排队图1中，⋯和Lm．x2分别为第1、第2个周期末长度的基本类型：①基于概率论的车辆到达累计数交叉口的最大排队长度，m；d和d分别为第1、与离去累计数之差，用车辆数表征；②基于排队第2个周期末交叉口排队最远点相对停车线位置的论的停止车辆形成的队列长度，用长度表征；距离，m；t。和分别为第1、第2个周期末交叉口排③基于交通流理论的排队产生／IN散过程中停车波队完全消散时间，S；L∞为第2个周期交叉

8、口的初始和起动波交汇位置(排队消散点或排队最远点)与排队长度，m；和分别为停车波与起动波波速，停车线之间的距