考虑清空时间的双向队首绿波协调控制数解算法

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb20210733

吉林大学学报(工学版) ›› 2023, Vol. 53 ›› Issue (2): 421-429.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20210733

• 交通运输工程·土木工程 • 上一篇下一篇

考虑清空时间的双向队首绿波协调控制数解算法

卢凯^1,^2,³(),徐广辉¹,叶志宏¹,林永杰¹()

^1.华南理工大学土木与交通学院，广州 510640
^2.东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心，南京 211189
^3.华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广州 510640

收稿日期:2021-08-04 出版日期:2023-02-01 发布日期:2023-02-28
通讯作者: 林永杰 E-mail:kailu@scut.edu.cn;linyjscut@scut.edu.cn
作者简介:卢凯（1979-），男，教授，博士. 研究方向：交通控制，智能交通系统. E-mail： kailu@scut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目(61773168);广东省基础与应用基础研究基金项目(2021A1515010727);广州市重点研发计划项目(202103050002)

Algebraic method of bidirectional green wave coordination control for the head of the platoon considering the clearance time

Kai LU^1,^2,³(),Guang-hui XU¹,Zhi-hong YE¹,Yong-jie LIN¹()

^1.School of Civil Engineering and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China
^2.Jiangsu Province Collaborative Innovation Center of Modern Urban Traffic Technologies，Southeast University，Nanjing 211189，China
^3.State Key Laboratory of Subtropical Building Science，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China

Received:2021-08-04 Online:2023-02-01 Published:2023-02-28
Contact: Yong-jie LIN E-mail:kailu@scut.edu.cn;linyjscut@scut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

根据干道双向队首绿波协调控制的需要，针对上游交叉口不同流向的驶入车流，考虑交通流量与饱和流量大小、交叉口相位相序设置、干道协调相位时长等因素影响，给出了总的排队车辆清空时间计算方法，分析了不同行驶方向上偏移绿信比的计算方法，给出了交叉口相位差与干道绿波带宽的计算过程，建立了一种考虑清空时间的双向队首绿波协调控制数解算法。算例分析表明：与SYNCHRO和TRANSYT信号配时优化软件相比，本文算法在减少协调车队平均延误时间与平均停车次数方面取得了更好效果。

关键词: 交通工程, 协调控制, 绿波带宽, 队首, 排队车辆, 清空时间

Abstract:

Based on the requirements of bidirectional green wave coordination control for the head of the platoon on the arterial street， aiming at the incoming traffic flow of different movements at the upstream intersection， considering the influence of traffic flows and saturation flows， the setting of intersection phase sequences， the duration of arterial coordination phases and other factors， the computing method of the total clearance time of queuing vehicles was given. The calculation of bias-split in different directions were analyzed， the calculation processes of intersection offset and arterial green wave bandwidth were presented， and the algebraic method of bidirectional green wave coordination control for the head of the platoon considering the clearance time was established. The findings show that， compared with traffic signal optimization software SYNCHRO and TRANSYT， better results in reducing the average delay and stops of the coordinated platoon can be achieved by this method.

Key words: traffic engineering, coordination control, green wave bandwidth, head of the platoon, queuing vehicle, clearance time

中图分类号:

U491.5

卢凯,徐广辉,叶志宏,林永杰. 考虑清空时间的双向队首绿波协调控制数解算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2023, 53(2): 421-429.

Kai LU,Guang-hui XU,Zhi-hong YE,Yong-jie LIN. Algebraic method of bidirectional green wave coordination control for the head of the platoon considering the clearance time[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2023, 53(2): 421-429.

图/表 8

图1

图2

图3

表1

表2

图4

图5

表3

参考文献 15

1	Little J D C. The synchronization of traffic signals by mixed-integer linear programming[J]. Operations Research, 1966, 14(4): 568-594.
2	Gartner N H, Assmann S F, Lasaga F, et al. A multi-band approach to arterial traffic signal optimization[J]. Transportation Research Part B: Methodological, 1991, 25(1): 55-74.
3	Yang X F, Cheng Y, Chang G L. A multi-path progression model for synchronization of arterial traffic signals[J]. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 2015, 53: 93-111.
4	吴伟, 马万经, 杨晓光. 车路协同环境下基于路径的信号协调优化模型[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2014, 44(2): 343-351.
	Wu Wei, Ma Wan-jing, Yang Xiao-guang. Route based signal coordination control model within vehicle infrastructure integration environment[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2014, 44(2): 343-351.
5	Zhang C, Xie Y C, Gartner N H, et al. AM-Band: an asymmetrical multi-band model for arterial traffic signal coordination[J]. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 2015, 58: 515-531.
6	刘小明, 王力. 基于综合绿波带最宽的交叉口信号协调控制优化方法[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2013, 43(1): 62-67.
	Liu Xiao-ming, Wang Li. Optimization method of intersection signal coordinated control based on integrated green wave bandwidth maximization[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2013, 43(1): 62-67.
7	Ma W J, Zou L, An K, et al. A partition-enabled multi-mode band approach to arterial traffic signal optimization[J]. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2019, 20(1): 313-322.
8	中国公路学会《交通工程手册》编委会. 交通工程手册[M]. 北京: 人民交通出版社, 1998.
9	Yan J, Shao P, Chen Q, et al. A study of bidirectional green wave control based on random optimal graphical method[C]∥IEEE 7th Data Driven Control and Learning Systems Conference, Enshi, China, 2018: 1180-1184.
10	Guo L, Yang R, Zhang M. Arterial traffic two-direction green wave coordination control based on MATLAB graphical method[C]∥2nd International Conference on Information Science and Control Engineering, Shanghai, China, 2015: 632-635.
11	卢凯, 徐建闽, 叶瑞敏. 经典干道协调控制信号配时数解算法的改进[J]. 公路交通科技, 2009, 26(1): 120-124, 129.
	Lu Kai, Xu Jian-min, Ye Rui-min. Improvement of classical algebraic method of signal timing for arterial road coordinate control[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2009, 26(1): 120-124, 129.
12	王殿海, 杨希锐, 宋现敏. 交通信号干线协调控制经典数值计算法的改进[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2011, 41(1): 29-34.
	Wang Dian-hai, Yang Xi-rui, Song Xian-min. Improvement of classical numerical method for arterial road signal coordinate control[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2011, 41(1): 29-34.
13	卢凯,刘永洋,吴焕,等.非对称通行条件下的双向绿波协调控制数解算法[J].中国公路学报,2015,28(6): 95-103.
	Lu Kai, Liu Yong-yang, Wu Huan,et al.Algebraic method of bidirectional green wave coordinated control under asymmetric traffic conditions[J].China Journal of Highway and Transport, 2015, 28(6): 95-103.
14	荆彬彬, 鄢小文, 吴焕, 等. 基于双向最大绿波带宽的通用干道协调控制数解算法[J]. 交通运输系统工程与信息, 2017, 17(2): 76-82.
	Jing Bin-bin, Yan Xiao-wen, Wu Huan, et al. General algebraic algorithm for arterial coordination control based on maximum bidirectional progression bandwidth[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2017, 17(2): 76-82.
15	卢凯, 徐广辉, 林观荣, 等. 绿灯终点型双向绿波协调控制数解算法[J]. 中国公路学报, 2019, 32(11): 202-211.
	Lu Kai, Xu Guang-hui, Lin Guan-rong, et al. Algebraic method of bidirectional green wave coordinated control of the end of green time[J]. China Journal of Highway and Transport, 2019, 32(11): 202-211.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

公共信号周期		100	102	104	106	108	110	112	114	116	118	120
I₁→I₂	t_{CL（1→2）}	3.4	3.5	3.6	3.6	3.7	3.8	3.9	3.9	4.0	4.1	4.1
	t_{CR（1→2）}	3.6	3.7	3.7	3.8	3.9	4.0	4.0	4.1	4.2	4.2	4.3
	t_{CT（1→2）}	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
	t_C（1→2）	7.0	7.2	7.3	7.4	7.6	7.8	7.9	8.0	8.2	8.3	8.4
I₂→I₁	t_{CL（2→1）}	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.7	5.8	5.9	6.0	6.1	6.3
	t_{CR（2→1）}	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.7	5.8	5.9	6.0	6.1	6.3
	t_{CT（2→1）}	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
	t_C（2→1）	10.4	10.6	10.8	11.0	11.2	11.4	11.6	11.8	12.0	12.2	12.6

公共信号周期		100	102	104	106	108	110	112	114	116	118	120
I₂→I₃ I₂相序	东西北南	5.0	5.2	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.8	5.8	5.9	6.0
	东西南北	5.0	5.2	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.8	5.8	5.9	6.0
	东北西南	5.0	5.2	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.8	5.8	5.9	6.0
	东北南西	8.4	8.6	8.6	8.8	9.0	9.2	9.4	9.6	9.6	9.8	10.0
	东南北西	8.4	8.6	8.6	8.8	9.0	9.2	9.4	9.6	9.6	9.8	10.0
	东南西北	5.0	5.2	5.2	5.3	5.4	5.5	5.6	5.8	5.8	5.9	6.0
I₃→I₂ I₃相序	东西北南	4.6	4.8	4.8	5.0	5.0	5.2	5.2	5.4	5.4	5.6	5.6
	东西南北	4.6	4.8	4.8	5.0	5.0	5.2	5.2	5.4	5.4	5.6	5.6
	东北西南	2.7	2.8	2.8	2.9	2.9	3.1	3.1	3.2	3.2	3.3	3.3
	东北南西	2.7	2.8	2.8	2.9	2.9	3.1	3.1	3.2	3.2	3.3	3.3
	东南北西	2.8	2.9	3.0	3.1	3.1	3.2	3.2	3.3	3.3	3.4	3.4
	东南西北	2.8	2.9	3.0	3.1	3.1	3.2	3.2	3.3	3.3	3.4	3.4

设计方案	I₁→I₂		I₂→I₃		I₃→I₂		I₂→I₁		所有路段
设计方案	延误/s	停车次数	延误/s	停车次数	延误/s	停车次数	延误/s	停车次数	延误/s	停车次数
SYNCHRO	15.3	0.35	4.0	0.07	4.0	0.05	32.7	1.01	14.3	0.38
TRANSYT	41.7	0.53	5.0	0.17	16.3	0.92	12.3	0.41	17.8	0.44
本文方法	23.3	0.25	3.5	0.07	1.5	0.02	19.9	0.23	12.3	0.15

[1]	朱凌,王秋成. 空间几何约束下新能源汽车驱动系统协调控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2022, 52(7): 1509-1514.
[2]	李昂,杨泓渊,雷小萌,宋凯文,千承辉. 基于等效连杆模型的六足机器人行进姿态闭环控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2022, 52(7): 1696-1708.
[3]	张鑫,张卫华. 快速路合流区主线不同交通状态下的安全性分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2022, 52(6): 1308-1314.
[4]	曲大义,赵梓旭,贾彦峰,王韬,刘琼辉. 基于Lennard-Jones势的车辆跟驰动力学特性及模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2022, 52(11): 2549-2557.
[5]	董春娇,董黛悦,诸葛承祥,甄理. 电动自行车出行特性及骑行决策行为建模[J]. 吉林大学学报(工学版), 2022, 52(11): 2618-2625.
[6]	曲大义,黑凯先,郭海兵,贾彦峰,王韬. 车联网环境下车辆换道博弈行为及模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2022, 52(1): 101-109.
[7]	张文会,伊静,刘委,于秋影,王连震. 基于MADYMO的大客车追尾碰撞事故乘员损伤机理[J]. 吉林大学学报(工学版), 2022, 52(1): 118-126.
[8]	刘志伟,刘建荣,邓卫. 基于潜在类别的无人驾驶汽车选择行为[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(4): 1261-1268.
[9]	徐进,潘存书,符经厚,刘俊,王郸祁. 典型道路场景以及场景切换时的速度行为特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(4): 1331-1341.
[10]	查伟雄,蔡其燕,李剑,严利鑫. 边路车辆出入条件下城市干线信号协调相位差优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 565-574.
[11]	王殿海,沈辛夷,罗小芹,金盛. 车均延误最小情况下的相位差优化方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2021, 51(2): 511-523.
[12]	曲大义,杨晶茹,邴其春,王五林,周警春. 基于干线车流排队特性的相位差优化模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1685-1693.
[13]	姚荣涵, 张晓彤, 廉莲. 交叉口可变导向车道控制优化模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1048-1054.
[14]	周熙阳, 杨兆升, 张伟, 邴其春, 商强. 考虑干线协调控制的城市最优路径搜索算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 1799-1806.
[15]	刘刚, 靳立强, 陈鹏飞. 复杂工况下基于最佳滑移率的汽车牵引力控制算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1391-1398.

考虑清空时间的双向队首绿波协调控制数解算法

Algebraic method of bidirectional green wave coordination control for the head of the platoon considering the clearance time

RICH HTML

PDF (PC)

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 8

参考文献 15

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 10