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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于GPS的城市干道公交優(yōu)先信號(hào)控制算法改進(jìn)研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
- 基于GPS獲得的公交車實(shí)時(shí)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(shí)例研究，建立了雙目標(biāo)信號(hào)配時(shí)優(yōu)化模型。該模型以平均延誤時(shí)間最短，停車次數(shù)最少為目標(biāo)，以綠信比、相位差為約束條件，對(duì)定時(shí)信號(hào)配時(shí)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，采用Matlab進(jìn)行求解，并用Vissim進(jìn)行模擬仿真，得到優(yōu)化結(jié)果，通過綠燈延長(zhǎng)和紅燈早斷兩種公交優(yōu)先信號(hào)的控制策略使公交車優(yōu)先通過。
- 詳細(xì)介紹：
- 近年來，針對(duì)公交優(yōu)先信號(hào)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(biāo)的被動(dòng)公交優(yōu)先控制算法和主動(dòng)公交優(yōu)先控制算法，但大多是針對(duì)單交叉口。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(diǎn)的位置信息和速度信息，如果采集周期時(shí)間滿足要求（≤1s），則可認(rèn)為實(shí)時(shí)得到車輛的行駛軌跡。為了實(shí)現(xiàn)城市干道公交優(yōu)先信號(hào)控制，基于GPS獲得的公交車實(shí)時(shí)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(shí)例進(jìn)行研究，建立了雙目標(biāo)信號(hào)配時(shí)優(yōu)化模型。該模型以平均延誤時(shí)間最短，停車次數(shù)最少為目標(biāo)，以綠信比、相位差為約束條件，對(duì)定時(shí)信號(hào)配時(shí)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，采用Matlab進(jìn)行求解，并用Vissim進(jìn)行模擬仿真，得到優(yōu)化結(jié)果，通過綠燈延長(zhǎng)和紅燈早斷兩種公交優(yōu)先信號(hào)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(zhǎng)5s，紅燈早斷3s，交叉口B綠燈延長(zhǎng)6s，紅燈早斷4s時(shí)，平均延誤時(shí)間和停車次數(shù)達(dá)到最優(yōu)，分別為30.7s，停車次數(shù)為2.78次，相比未實(shí)行公交優(yōu)先信號(hào)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(shí)時(shí)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(píng)價(jià)指標(biāo)，采用雙目標(biāo)優(yōu)化方法對(duì)干道相位差和綠信比進(jìn)行優(yōu)化
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本研究針對(duì)中國城市交通的特殊情況，以GPS技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等新技術(shù)的推廣和應(yīng)用為契機(jī)，研究新新形勢(shì)下的改進(jìn)理論與方法，以平均延誤時(shí)間和停車次數(shù)為目標(biāo)，以綠信比、相位差為約束條件，對(duì)定時(shí)信號(hào)配時(shí)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)主干道公交優(yōu)先控制，對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)提高城市交通結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高交通系統(tǒng)運(yùn)行效率具有較強(qiáng)的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本文的最大著眼點(diǎn)在于社會(huì)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(shí)現(xiàn)對(duì)主要干道的“線控”以及主要區(qū)域的“面控”，可見全國各地對(duì)先進(jìn)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(gè)城市，每個(gè)城市應(yīng)用于1條具有10個(gè)交叉口的城市干道進(jìn)行估算，每年可節(jié)約人們出行時(shí)間約16000萬小時(shí)，每小時(shí)按社會(huì)價(jià)值5元計(jì)算，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益8.5億元。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了實(shí)現(xiàn)城市干道公交優(yōu)先信號(hào)控制，基于GPS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采取信號(hào)優(yōu)先控制策略，建立了雙目標(biāo)信號(hào)配時(shí)優(yōu)化模型。該模型以平均延誤時(shí)間最短，停車次數(shù)最少為目標(biāo)，以綠信比、相位差為約束條件，對(duì)定時(shí)信號(hào)配時(shí)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并利用matlab計(jì)算軟件和vissim仿真平臺(tái)進(jìn)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(zhǎng)5s，紅燈早斷3s，交叉口B綠燈延長(zhǎng)6s，紅燈早斷4s時(shí)，平均延誤時(shí)間和停車次數(shù)達(dá)到最優(yōu)，分別為30.7s，停車次數(shù)為2.78次，相比未實(shí)行公交優(yōu)先信號(hào)策略，人均延誤減少15.4%。
獲獎(jiǎng)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(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 屬實(shí)
參考文獻(xiàn)
- 【1】查偉雄，王世彬.城市交通混合流非飽和狀態(tài)下阻抗函數(shù)研究 .公路交通科技，2010,27（9）：100-104. 【2】王正武，夏利民，羅大庸.單交叉口自適應(yīng)公交優(yōu)先控制 .中國公路學(xué)報(bào)，2010, 23（4）：84-90. 【3】楊遠(yuǎn)舟，毛保華，張建鵬等.基于元胞自動(dòng)機(jī)模型的快速公交優(yōu)先信號(hào)仿真研究 .中國公路學(xué)報(bào)，2010,23(5):90-95. 【4】呂斌，?；菝?隨機(jī)條件下單點(diǎn)交叉口綠燈時(shí)間計(jì)算方法研究 .公路交通科技，2010,27(2):108-113. 【5】張萌萌，賈磊，鄒難，周麗.單點(diǎn)交叉口魯棒優(yōu)化信號(hào)配時(shí)研究 .公路交通科技，2011,28(1):107-111. 【6】胡毓達(dá).實(shí)用多目標(biāo)最優(yōu)化 .上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990:41-42,56-57 【7】劉紅紅，王鑫鑰，楊兆升等.城市公共交通優(yōu)先的信號(hào)控制策略 .公路交通科技，2004，21(5):121-124. 【8】 曹成海，裴玉龍.城市交叉口公交優(yōu)先信號(hào)協(xié)調(diào)模式探討 .農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2006,10:22-28. 【9】馮巖，裴玉龍，曹成海等.混合交通條件下單點(diǎn)公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)研究 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,39(2):296-298. 【10】全永燊.城市交通控制 .北京，人民交通出版社，1987 【11】李鳳.公交優(yōu)先信號(hào)協(xié)調(diào)控制理論與方法研究，2009.6
同類課題研究水平概述
- 近年來，針對(duì)公交優(yōu)先信號(hào)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(hào)控制方法主要有三種：(1)主動(dòng)優(yōu)先：采用提前啟亮、綠燈延長(zhǎng)或增添相位等方法調(diào)整原有信號(hào)配時(shí)參數(shù)實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先；(2)被動(dòng)優(yōu)先：建立公交優(yōu)先的控制目標(biāo)優(yōu)化模型，優(yōu)化信號(hào)配時(shí)參數(shù)實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先；(3)自適應(yīng)優(yōu)先：動(dòng)態(tài)調(diào)整信號(hào)參數(shù)，使公交車優(yōu)先的同時(shí)盡量?jī)?yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。國外公交優(yōu)先信號(hào)控制研究主要以公交準(zhǔn)點(diǎn)為控制核心，建立基于人均延誤的信號(hào)配時(shí)優(yōu)化模型或者提出單輛公交車輛優(yōu)先下的綠燈時(shí)間調(diào)整算法。國內(nèi)學(xué)者在國外基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了單點(diǎn)公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)優(yōu)化方法、信號(hào)配時(shí)方案的實(shí)調(diào)整方法。公交優(yōu)先信號(hào)協(xié)調(diào)控制研究中，進(jìn)行了初步探討。劉紅紅等人跟進(jìn)公交優(yōu)先信號(hào)控制策略，建立最小綠燈持續(xù)時(shí)間估計(jì)模型，以上下游交叉口綠燈時(shí)間的匹配狀態(tài)為依據(jù)，確定綠燈時(shí)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(biāo)，設(shè)計(jì)了單點(diǎn)被動(dòng)公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)優(yōu)化方法；根據(jù)公交車運(yùn)行特性，在單點(diǎn)配時(shí)模型基礎(chǔ)上建立了定時(shí)式相鄰兩交叉口的公交優(yōu)先信號(hào)協(xié)調(diào)控制模型[8,9]。李鳳重點(diǎn)研究了公交優(yōu)先信號(hào)協(xié)調(diào)控制理論和方法，通過主動(dòng)式公交信號(hào)控制和被動(dòng)式公交信號(hào)控制方式，在社會(huì)車流通暢運(yùn)行條件下，使公交車優(yōu)先通過交叉口。
