论文部分内容阅读
公交信号优先通过合理地分配信号交叉口的时间资源，能够有效地减少公交车辆在交叉口处的等待时间。交通信号机控制系统作为实施公交信号优先方案的主要载体，其公交优先模块的使用效率及设备性能将显著地影响着公交车辆的运行效率。目前北京市交通信号机控制系统面临的主要问题不是系统功能问题，也不是建设速度问题，更不是建设与管理资金的投入问题，而是如何提高现有信号机控制系统的使用水平及使用效率问题。各信号机研发单位及生产厂家更加关注信号机的功能性研发，信号机的性能指标向着集成化、网络化、智能化等高端领域发展，但却忽略了先进的技术应用与有效使用之前的关系。目前的信号机市场存在着注重建设成效，缺乏后期评价，注重高端技术，轻视应用效果等问题。这些问题的存在将制约着信号机控制系统的整体建设与发展。鉴于此，论文展开对信号机公交优先控制参数与控制逻辑的优化技术研究，致力于提升信号机公交优先模块的使用效率，减少公交车辆在信号交叉口的延误，从而保证公交车辆的高效、稳定运营。 论文的研究依托北京市科委计划资助项目“公交优先交通信号机性能测试系统的研制及示范应用”及国家863计划项目“中等城市道路交通智能联网联控技术集成及示范”的子课题“硬件在环仿真系统与公交优先控制策略测试技术”，研究工作以提升信号机公交优先模块的使用效率为目标，具体涉及公交优先触发概率模型、公交车辆的运营及到达规律分析、基于VISSIM遗传算法的公交优先短时优化方法、基于改进模糊控制算法的公交优先实时优化方法、基于公交车辆累积到达数的公交优先控制逻辑、基于自适应精度的公交优先硬件在环技术等六部分内容。 公交优先触发概率模型是进行公交优先控制参数与控制逻辑优化的理论基础。论文利用公交优先硬件在环仿真识别，在公交优先控制逻辑分析的基础上，提出了针对西门子2070信号机的公交优先触发概率模型。该概率模型包含公交优先策略的触发概率、公交优先申请的接收概率及目标相位的公交优先触发概率等三个子模型，并应用上述模型对公交优先信号配时方案进行触发概率分析。 对公交车辆运营及到达规律的分析，是进行公交优先评价指标选取、控制参数优化方法改进设计及控制逻辑改进效果验证的数据基础。论文在信号交叉口公交车辆运营及到达规律调查的基础上，分析了公交线路的发车频率与共线状况，并总结其对评价指标选取及优先相位设置的影响;分析了公交车辆到达的时空分布规律，并总结其对优化对象、优化的时间区间及优先相位等设置的影响。 基于VISSIM遗传算法的公交优先短时优化方法可为信号机公交优先控制参数优化精度的提高提供方法支持。论文在基于VISSIM遗传算法的基础上，提出了公交优先短时优化方法的实现流程，并以此为基础设计了针对冲突优先申请情形的短时优化流程，针对特定的信号机公交优先控制逻辑，分析了控制公交优先策略触发的关键参数在不同时间区间的短时传递设置，最后对方法的有效性进行了实验验证。 基于改进模糊控制算法的公交优先实时优化方法可为信号机公交优先控制参数的实时优化应用提供方法支持。论文利用改进模糊控制算法对控制参数进行实时在线优化，并利用基于VISSIM的遗传算法对改进模糊控制算法本身进行离线优化，依据优化次数与优化结果，在同一匹配的隶属度函数范围内产生多条模糊子规则，并计算各模糊子规则的平均累积权重值，最后对方法的有效性进行了实验验证。 基于公交车辆累积数到达数的公交优先控制逻辑可为信号机公交优先控制逻辑的改进设计提供理论支持。论文在先前控制逻辑分析的基础上，分别从控制参数的改进设置、控制参数的作用区域及控制逻辑的改进可行性等方面对改进控制逻辑的工作原理进行分析，并以此为基础设计了改进控制逻辑的工作流程图，最后对改进控制逻辑的有效性进行了实验验证。 基于自适应精度的公交优先硬件在环仿真技术可为信号机公交优先模块使用效率的提高提供技术支持与保障。论文总结了硬件在环仿真的实时同步性问题，在公交优先硬件在环仿真的基础上，分析了通信延迟及单步仿真运算时间的影响因素，并以此为基础分析了自适应精度法的设计原则及变精度点的选择设置，提出了自适应精度法的工作流程，最后对方法的有效性进行了实验验证。 论文在总结国内外对公交信号优先控制策略、公交信号优先优化方法及硬件在环仿真技术等研究现状的基础上，针对现有信号机的公交优先控制逻辑和公交车辆的运营及到达规律，对公交优先触发概率模型、基于VISSIM遗传算法的公交优先短时优化方法、基于改进模糊控制算法的公交优先实时优化方法、基于公交车辆累积到达数的公交优先控制逻辑、基于自适应精度的公交优先硬件在环仿真技术等与信号机公交优先控制参数与控制逻辑优化相关的研究内容进行了深入探讨。论文的研究成果对提升信号机公交优先模块的使用效率，提高公交车辆的运营效率具有重要的参考和借鉴意义。