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车路协同环境下基于路径的信号协调优化模型

吴伟,马万经,杨晓光   

  1. 同济大学
  • 收稿日期:2012-09-18 修回日期:2013-01-10 发布日期:2013-06-20
  • 通讯作者: 马万经

Route Based Signal Coordination Control Model within Vehicle Infrastructure Integration Environment

  • Received:2012-09-18 Revised:2013-01-10 Published:2013-06-20
  • Contact: Wanjing MA

摘要: 基于车路协同环境下的动态路径流量、初始排队长度等信息及车辆-信号控制系统实时通信的运行环境,研究并建立了双向协调路径、车辆动态速度和交叉口配时参数的集成优化模型;克服了传统交叉口信号协调方法中路段行驶车速固定,受初始排队长度影响显著和不能优化协调路径的缺点。模型以协调路径流量与速度乘积最大为目标,以双向协调路径、相位差、车辆推荐速度等为决策变量进行优化,并建立了排队、车速、信号配时参数等一系列约束条件以确保集成优化解的可行性,从而实现了协调控制系统不停车通过量最大且延误最小的目的。与经典Maxband模型及Synchro软件的信号协调控制优化方案的比较表明,本文模型能显著提高绿波带宽,降低停车次数,提高协调效益。对路径流量波动、路段长度、最大限速及饱和度的敏感性分析进一步表明本模型能适用于不同的道路和交通条件,实时优化协调路径、车速及相位差。

关键词: 交通运输系统工程, 交通信号协调, 动态路径, 动态速度, 车路协同

Abstract: Based on the real time information of dynamic route volume, initial queue length, and by the communication between vehicle and signal controller within vehicle infrastructure integration environment, an route based integrated signal coordination control model has been proposed to optimize the coordinative routes of both directions, dynamic travel speed, and specific signal timings. Thus overcomes the drawbacks of the conventional coordinated signal control model that uses those parameters as inputs based on the assumptions that they are ?xed and the value is optimal. Output volume multiply by travel speed is employed as the objective of the propose model. The decision variables are consisted of coordinative routes, travel speed and offset. A set of constraints were set up to ensure feasibility and safety of the optimal results. Compared with the results optimized by classical Maxband model and Synchro program, the proposed model can significantly improve the green wave bandwidth, decrease number of stops, and increase total coordinated benefits. The sensitivity analyses with fluctuation of traffic flow,section length between intersections, maximum speed limit and degree of saturation have further demonstrated the potential of the proposed model to be applied in various traffic conditions

Key words: engineering of communication and transportation system, traffic signal coordination, dynamic routes, dynamic speed, vehicle infrastructure integration

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