市区混合交通平交路口信号控制评价及分布式协同控制策略研究

Urban traffic congestion has become a common phenomenon. The quantitative research on the evaluation index of intersection signal control under mixed traffic environment, and on the optimal control strategy are significance in improving the traffic efficiency. The project takes Kunming as the background, focus on the development of research on quantitative evaluation and signal dynamic control strategies of the level-crossing signal control in medium-sized city, which is under mixed traffic environment. It is specific included: 1) Based on the switching service system, make the quantitative relationship analysis between single timing strategies and traffic evaluation indexes, as the average vehicle delay, average queue number, and et al.; 2) To the urban mixed traffic environment, we construct the mixed traffic intersection signal control model from the aspect of the traffic behavior, vehicle type, and road type.Complete the quantitative analysis of related evaluation indicators; 3) Aiming at reducing delays and green wave coordinated control, establish cooperative with dynamic signal under mixed traffic strategy. The project will provide theoretical basis of the intersection traffic organization and signal control, propose effective methods to suppress and alleviate the urban traffic congestion, traffic management, and guide for the traffic management and control measures of city.

城市交通拥堵已成为普遍现象。实现混合交通环境下路口信号控制评价指标的定量分析，对优化控制策略、提高通行效率具有重要意义。项目以昆明市为背景，针对中、小规模城市混合交通环境，重点研究平交路口信号控制的定量评价和信号动态控制策略。具体包括：1)基于切换服务系统，定量分析单点信号交叉口车辆到达率、信号灯配时策略与车辆延误、排队车辆数、饱和度等交通评价指标之间的关系，对车辆平均延误、平均排队数等评价指标进行数学解析；2)面向城市混合交通，从车辆行车行为、车辆类型、车道类型等角度，建立混合交通平交路口的信号控模型，并完成相关评价指标的定量分析；3)从降低延误和绿波协调控制的角度出发，建立混合交通下信号动态协同配时策略。项目将为交叉口混合交通组织和信号控制提供理论依据，提出抑制和缓解城市交通拥堵的有效方法，指导城市交通建设项目的规划设计、交通设计和交通影响评价。

本项目主要针对基于切换服务系统的城市平交路口交通信号控制系统建模、分析及优化控制策略设计展开研究，包括：（1）单点路口环境下的切换服务系统建模及理论分析；（2）结合实际交通环境的控制策略优化设计及性能评估；（3）基于网络服务的智能交通控制策略及网络协议研究三方面。.针对单点平交路口交通信号控制环境，建立了顺序服务、区分队列优先级、区分队列排队状态、顾客内部到达等路口交通控制系统的数学模型；完成了门限服务方式、完全服务方式、具有通行车辆限制及通行时间限制服务方式、及混合服务等车辆通行方式下的关键性能指标量化分析，完成了对应理论模型下的交通信号配时算法设计；进一步确立基于网络服务的智能交通控制策略及网络协议研究方面，设计了V2I模式下具有休眠模式的车联网MAC接入控制协议并完成性能量化分析；研究了车流引导下的区域化交通控制方法；基于实际交通分布数据建立仿真系统，完成了对所提出控制策略的性能评估。.相应成果在《自动化学报》、《东南大学学报（自然科学版）》、《仪器仪表学报》、《Journal of ambient intelligence and humanized computing》、《Mathematical Problems in Engineering》、《系统仿真学报》等学术期刊及国际会议上发表。发表学术论文20篇，其中SCI/EI检索17篇次，中文核心期刊论文8篇次；申请中国发明专利3项，其中授权2项；获准计算机软件著作权2项；培养硕士研究生4人毕业获工学硕士学位，7人在读。