基于交通仿真的交叉口信号优化设计文献综述

 2022-05-10 08:05

文献综述

  1. 研究背景

现阶段,我国的交通问题日渐变得严重,这主要是由于我国经济快速的发展,交通需求随之也快速的增长,从而导致了道路的交通拥堵,造成了混乱的交通秩序和频发的交通事故,同时也导致了严重的交通污染,所以,作为影响我国经济发展和人民生活水平的因素,交通问题渐渐被越来越多的人重视'。当前,南京市的经济和城市建设也在飞速发展,随着城市建设进程的推进,城市交通的基础设施也有了很大的发展,由我省客运量结构比重变化情况可以看出,公路出行还是占据着不可替代的主导作用,同时,私家车也在前所未有的速度下飞速增长。

而南京作为江苏省的省会城市,在城市道路建设方面和交通管理方面等多方面都存在着很多问题,从南京市整体道路网骨架分析,虽然济南市道路面积逐年增加,总体来说城市的道路建设速度较快,但还是落后于机动车的增长速度。城市道路系统作为支持城市功能的重要系统,既体现了对城市的服务功能,又具有引导城市用地发展的功能。

在整个道路系统中,交叉口是交通事故比较集中的地方,往往成为交通事故的黑点,各种各样的机动车、自行车和行人在道路交叉口中穿行,于是,这便对驾驶员有着更高的要求,因为他们要在很短的时间内来完成一系列并且复杂的操作,包括遵循交通控制、读取交通指示、实施转向、避开机动车和行人等等,不管是哪个操作失误都可能导致发生交通事故,由于我国普遍存在机动车、非机动车及行人共同使用道路的现象,如机动车和非机动车混行,行人横穿公路等,在交叉口附近会产生较为严重的交通冲突,此外,我国交叉口在设计和管理.上也存在不妥之处,这也是导致交通事故的重要原因。

  1. 国外研究概况

关于交通仿真:
电子计算机、系统仿真技术的发展同时带动了交通系统仿真技术的兴起和发展,交通仿真的发展在国外大约经历了三个阶段:第一,诞生阶段,二十世纪四十年代末一六十年代初。该阶段的工作主要是集中在讨论如何来开展交通流的仿真,对城市道路交通信号的优化控制是这--时期交通仿真研究的重点,比如,道路交通流仿真软件TRANSYT (1967年)的应用,主要是用来确定定时交通信号参数的最优值,由D.LRobertson (TRRL--英国道路与交通研究所)发;Ger-lough研究出了TRANS模型(1963 年),它是用来建立道路网络信号的配置的;美国联邦公路局(FHWA)研制出了SIGOP仿真系统(1956-1966年),但是由于当时计算机的发展并不是很理想,所以联邦公路局研制的这个SIGOP仿真系统的效果不是很好。

第二,发展阶段,二十世纪七十年代初一八十年代初。在这个时期,大量的专家发表了很多相关的研究论文和研究著作,内容大多是关于交通流仿真的方法和模型的建立,在同一时期,由于计算机技术在快速的发展,用计算机来仿真的精度也大大的提高,于是,便开发出了许多关于交通系统仿真的软件,所有这些关于交通仿真的软件大体上可以分为两种类型,第-种是宏观交通仿真模型为基础的,比如,英国利兹大学的研究开发了应用干平面交叉口的交通信号控制的宏观模型SATURN(1976年),另一类则是基于微观交通仿真模型为基础的,EB.Lieferman研发了UTCS1模型(1971年),它的应用是来描述个别车辆的运动,日本的科学警察研究所开发了应用在左右转车辆与横穿道路的行人之间相互影响的MISTRAN模下型(1974年)。
第三,成熟阶段,二十世纪八十年代初一现在。在这个阶段,交通系统仿真技术发展非常迅猛,同时也得到了很广泛的应用,尤其是在美国,交通系统仿真技术的特点总结如下:
(1)系统建模开始有了突破,出现了微观模型和宏观模型结合的混合模型,比如,Schwerdtfeger发明出来的仿真模型DYNEMO (1984年),他的这个模型是把每个车辆当成一个基本的单元,而且描述车流运动的方式是通过交通流的一般关系式:此外,皇后大学还开发出了INTEGRATION仿真模型(二十世纪八十年代中期),其模型采用了微观和宏观的交通流模型,被大家称之为准微观模型。
(2)仿真软件的发展开始向综合性和大众化这两个方面发展,比如使用Hubschnelder研制出来的MISSION软件(1983年),这个软件既可以用在城市中的道路,又可以用到高速公路,不但可以用在对公共交通系统的仿真实验,还可以用在对于一般交通流的仿真,还有,美国CALIPER公司开发出的软件TRANSCAD和英国的MVA公司开发出的TRIPS,这两个软件都是以基于四阶段模型,主要应用于范围比较大的区域交通规划,相比较而言更为突出的是Quadstone公司开发出的ARAMICS (1992年),它能够建立一百万个节点、四百万个路段、三万两千个小区的路网,除此之外,在同-时期,POSIT(1985年),CAPSSI (1986年),SIDRA2.2 (1986 年),CALSIG (1988 年),TWOPAS(用于乡村道路), CORQ (用于高速公路)等相继被研发出来,他们主要是应用在信号交叉口。

关于平面交叉口 :

早在19世纪初,人们就开始研究如何用交通信号灯来指挥道路上的车辆交通

了。1868年在英国伦敦诞生了最早的交通信号灯交叉口,它在实际中的成功应用,

引起了大家的高度关注及认可。从此之后,围绕着交叉口的研究不断深入地发展。英、美等西方发达国家率先对此进行了研究,他们在交通流理论研究的基础上, 提出了专用车道、交通渠化设施等方法,使得交叉口通行能力得以进一步提高。 Uniform Traffic Control Devices)手册,对常用的渠化措施、设施的设置位置、形状、颜色和尺寸都作出了明确的说明。日本的《平面交叉口的规划 与设计》对交叉口的渠化进行了详细的描述,并提出了大量且有效的改善措施和 万方数据重庆交通大学硕士毕业论文建议。

  1. 国内研究概况

关于交通仿真:

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