城市信号交叉口动态全红控制方法研究

• 作 者: 李河江
• 出 处: 哈尔滨工业大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 信号交叉口 动态全红控制方法 二元Logistic回归 BP神经网络 效果评价

作为城市道路网络的重要节点,信号交叉口处常常发生交通事故,其中由于违反信号灯通行导致的事故占有较大比例。交叉口黄灯启亮时,临近交叉口的车辆驾驶员要做出继续行驶或减速停车的决策,其中部分继续行驶的车辆会闯黄灯或闯红灯,可能无法安全通过交叉口,与下一相位头车发生碰撞。因此,论文以信号交叉口的观测数据为基础,分析黄灯启亮后车辆的行驶行为,构建行驶时间预测模型,研究动态全红控制方法,旨在保障闯灯车辆的行车安全,提高信号交叉口的安全水平。以哈尔滨市的信号交叉口为观测地点,制定观测方案,展开视频观测。同时,由于各车道的末行车和首停车在黄灯启亮时最有可能做出错误的决策,且末行车最晚通过交叉口,故以各车道的末行车和首停车为研究对象,提取车辆的行驶参数和道路交通条件数据。首先,以观测数据为基础,选取车辆行驶行为影响因素,采用二元Logistic回归,求解黄灯启亮时驾驶员选择继续行驶的概率,实现了黄灯启亮后继续行驶车辆的判断。其次,针对继续行驶车辆中各车道的末车,即上一相位尾车,运用BP神经网络和运动学公式,求解上一相位尾车的驶出时间和下一相位头车的到达时间,提出了动态全红的设置条件及其时长的求解方法,并探讨了各交通条件对全红时长的影响。最后,设计了动态全红控制方法的基本框架和控制流程,并通过实例分析,从安全效益和延误成本两方面评价了动态全红控制方法,验证了其预期效果。论文的研究成果一方面可有效保护闯灯车辆,使其安全通过交叉口,避免交通事故发生,提高信号交叉口的安全水平;另一方面相对于定时长全红的交叉口,可在保障交叉口安全的同时,最大限度地降低交叉口延误。