基于排队最远点约束的最大周期时长优化方法.pdf

华南理工大学学报(自然科学版) 第42卷第5期 JournalofSouthChina of V01．42NO．5 UniversityTechnology 2014年5月 Science 2014 (Natural Edition) May 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％、11．36％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3．81％，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：U491 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p o根据实践经验将最大周期时长界 为充分提高交叉15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 等H。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间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闽 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等口。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周期时长界定为160S，该方法 加uo．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∞o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方法等怛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