基本信息
- 項目名稱：
- 基于GPS的城市干道公交優(yōu)先信號控制算法改進研究
- 小類：
- 機械與控制
- 簡介：
- 基于GPS獲得的公交車實時數(shù)據(jù)將單交叉口公交優(yōu)先控制原則應(yīng)用于城市主干道的協(xié)調(diào)理論并以石家莊裕華路與育才街交叉口為實例研究，建立了雙目標信號配時優(yōu)化模型。該模型以平均延誤時間最短，停車次數(shù)最少為目標，以綠信比、相位差為約束條件，對定時信號配時參數(shù)進行優(yōu)化，采用Matlab進行求解，并用Vissim進行模擬仿真，得到優(yōu)化結(jié)果，通過綠燈延長和紅燈早斷兩種公交優(yōu)先信號的控制策略使公交車優(yōu)先通過。
- 詳細介紹：
- 近年來，針對公交優(yōu)先信號控制技術(shù)，國內(nèi)外諸多學(xué)者做了很多研究工作，提出了不同優(yōu)化目標的被動公交優(yōu)先控制算法和主動公交優(yōu)先控制算法，但大多是針對單交叉口。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，現(xiàn)在使用的GPS車輛定位系統(tǒng)已經(jīng)能夠記錄車輛在交叉口間采集點的位置信息和速度信息，如果采集周期時間滿足要求（≤1s），則可認為實時得到車輛的行駛軌跡。為了實現(xiàn)城市干道公交優(yōu)先信號控制，基于GPS獲得的公交車實時數(shù)據(jù)將單交叉口公交優(yōu)先控制原則應(yīng)用于城市主干道的協(xié)調(diào)理論并以石家莊裕華路與育才街交叉口為實例進行研究，建立了雙目標信號配時優(yōu)化模型。該模型以平均延誤時間最短，停車次數(shù)最少為目標，以綠信比、相位差為約束條件，對定時信號配時參數(shù)進行優(yōu)化，采用Matlab進行求解，并用Vissim進行模擬仿真，得到優(yōu)化結(jié)果，通過綠燈延長和紅燈早斷兩種公交優(yōu)先信號的控制策略使公交車優(yōu)先通過。結(jié)果表明在相位差設(shè)置為95s,交叉口A綠燈延長5s，紅燈早斷3s，交叉口B綠燈延長6s，紅燈早斷4s時，平均延誤時間和停車次數(shù)達到最優(yōu)，分別為30.7s，停車次數(shù)為2.78次，相比未實行公交優(yōu)先信號策略，人均延誤減少15.4%。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文基于GPS獲得的每輛公交車實時數(shù)據(jù)將單交叉口公交優(yōu)先控制原則應(yīng)用于城市主干道的協(xié)調(diào)理論研究，以人均延誤和停車次數(shù)為評價指標，采用雙目標優(yōu)化方法對干道相位差和綠信比進行優(yōu)化
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本研究針對中國城市交通的特殊情況，以GPS技術(shù)、計算機技術(shù)等新技術(shù)的推廣和應(yīng)用為契機，研究新新形勢下的改進理論與方法，以平均延誤時間和停車次數(shù)為目標，以綠信比、相位差為約束條件，對定時信號配時參數(shù)進行優(yōu)化，實現(xiàn)主干道公交優(yōu)先控制，對進一步促進提高城市交通結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高交通系統(tǒng)運行效率具有較強的理論意義和實際價值。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本文的最大著眼點在于社會效益。研究結(jié)果可推廣到全國各大城市，根據(jù)國家公安部的要求，截止2008年100萬以上人口的城市全部實現(xiàn)對主要干道的“線控”以及主要區(qū)域的“面控”，可見全國各地對先進的交通控制方法有著巨大的需求。以每年應(yīng)用該研究成果有10個城市，每個城市應(yīng)用于1條具有10個交叉口的城市干道進行估算，每年可節(jié)約人們出行時間約16000萬小時，每小時按社會價值5元計算，可產(chǎn)生經(jīng)濟效益8.5億元。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了實現(xiàn)城市干道公交優(yōu)先信號控制，基于GPS實時數(shù)據(jù)采取信號優(yōu)先控制策略，建立了雙目標信號配時優(yōu)化模型。該模型以平均延誤時間最短，停車次數(shù)最少為目標，以綠信比、相位差為約束條件，對定時信號配時參數(shù)進行優(yōu)化，并利用matlab計算軟件和vissim仿真平臺進行求解和模擬。結(jié)果表明在相位差設(shè)置為95s,交叉口A綠燈延長5s，紅燈早斷3s，交叉口B綠燈延長6s，紅燈早斷4s時，平均延誤時間和停車次數(shù)達到最優(yōu)，分別為30.7s，停車次數(shù)為2.78次，相比未實行公交優(yōu)先信號策略，人均延誤減少15.4%。
獲獎情況
- 該作品獲得石家莊鐵道大學(xué)第四屆交通科技大賽二等獎。
鑒定結(jié)果
- 屬實
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 近年來，針對公交優(yōu)先信號控制技術(shù)，國內(nèi)外諸多學(xué)者做了很多研究工作?，F(xiàn)有公交優(yōu)先信號控制方法主要有三種：(1)主動優(yōu)先：采用提前啟亮、綠燈延長或增添相位等方法調(diào)整原有信號配時參數(shù)實現(xiàn)公交優(yōu)先；(2)被動優(yōu)先：建立公交優(yōu)先的控制目標優(yōu)化模型，優(yōu)化信號配時參數(shù)實現(xiàn)公交優(yōu)先；(3)自適應(yīng)優(yōu)先：動態(tài)調(diào)整信號參數(shù)，使公交車優(yōu)先的同時盡量優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能指標。國外公交優(yōu)先信號控制研究主要以公交準點為控制核心，建立基于人均延誤的信號配時優(yōu)化模型或者提出單輛公交車輛優(yōu)先下的綠燈時間調(diào)整算法。國內(nèi)學(xué)者在國外基礎(chǔ)上，重點研究了單點公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方法、信號配時方案的實調(diào)整方法。公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)控制研究中，進行了初步探討。劉紅紅等人跟進公交優(yōu)先信號控制策略，建立最小綠燈持續(xù)時間估計模型，以上下游交叉口綠燈時間的匹配狀態(tài)為依據(jù)，確定綠燈時間和控制決策[7]。裴玉龍等人以交叉口人均延誤最小為目標，設(shè)計了單點被動公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方法；根據(jù)公交車運行特性，在單點配時模型基礎(chǔ)上建立了定時式相鄰兩交叉口的公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)控制模型[8,9]。李鳳重點研究了公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)控制理論和方法，通過主動式公交信號控制和被動式公交信號控制方式，在社會車流通暢運行條件下，使公交車優(yōu)先通過交叉口。
