无信号交叉口车辆通行控制研究.docx
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2022-06-19
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0引言
近几年来，我国机动车保有量平均每年增加 1 400 万辆左右。随着机动车保有量的增加，城市的拥堵
问题愈发严重，进而引发车辆延误、交通事故等一系列问题。然而，大部分城市无法通过扩建新的交
通设施缓解所面临的交通压力。城市道路交叉路口作为交通网络的枢纽点，它对车辆的疏导能力直接
影响道路的通行效率。在现有的交通设施条件下，如何提高交叉路口的车辆吞吐能力已成为各国研究
的热点。我国城市交叉路口的交通控制模式主要采用信号控制方案，因而信号控制方案的优劣直接影
响到我国城市道 路交通系统的运行 效 率 。其中，在全球广 泛 应 用的交通信号控制 系 统 SCOOT
[1]
（Split Cycle Oset Optimization Technique），能够对交通信号网络进行实时自适应控制。
虽然 SCOOT 系统具有一个灵活而且准确的实时交通模型，并且能够用来制定信号配时方案，但其相
位不能自动增减，相序不能自动改变的局限性导致通行车辆不必要的停车，从而影响了交叉口的通行
效率。
2006 年之后，基于协同管控的智能交通系统建设引起了各国政府的重视，产生了诸如美国的智能驾
驶、欧盟的智能交通系统（Intelligent Transportation Systems，ITS）行动计划等。为了顺应
未来交通系统的发展，我国目前正致力于研究开发智能车路协同系统。智能车路协同系统是通过车—
车、车—路的信息交互，实现车辆与基础设施之间的智能协同和配合，达到优化利用系统资源、提高
道路交通安全、缓解交通拥堵的目的。近几年来，智能车路协同系统已经成为现代智能交通系统的基
础性研究内容，智能交通系统原有和新增的所有功能、服务均可在车路协同环境下展开。许多学者在
车路协同环境下，对智能交通系统，特别是有信号和无信号交叉口的车辆通行控制方法进行了大量研
究。
1相关工作
针对有信号交叉路口，Pandit 等
[2]
利用图论对路口的交通动作进行建模，并在此基础上提出交叉口车
辆的在线调度算法。该算法每次只处理最先到达交叉口的车辆且相互冲突的两个相位上的车辆，不能
做到同时调度。为了减少相位的切换次数和车辆的等待时间，文献[3]对文献[2]中的算法进行了改进，
将一个时间段内路口的车辆积攒到一定数量再一起处理。为提高车辆通行效率，文献 [4]基于时延赋
色 Petri 网模型，构建最小化输入路段车辆数的优化方程；文献 [5]基于元胞自动机，采用延迟时间作
为性能指标，提出多交叉口信号配时规划算法；文献 [6]基于混合 Petri 网模型，提出一种以最小化各
相位车辆的停留时间为目的的优化感应控制方法；文献[7]通过禁止弧控制各相位绿灯延长时间；文
献[8]提出基于 K 近邻短时交通流预测的自适应控制策略；文献[9]则提出车路协同环境下最小化车辆
均延误的交叉口实时控制优化方法。
针对无信号交叉口，Dresner 等
[10]
提出将交叉路口划分为网格状，并提出基于预留模式的车辆交叉路
口通行控制方案。预留申请被车辆接受，并保持车速直至通过交叉路口。与其它两种交叉路口车辆控
制方案进行比较发现，基于网格状模型的预留控制模式的车辆通行方案远优于传统交叉路口信号控制
模式；Lee 等
[11-1 2 ]
在车路协同环境下，讨论了无信号交叉口车辆安全通行的控制方法，该方法的主要
思想是避免车辆 之 间 轨迹 冲突； Raravi 等
[13]
提出一种车— 车 协 同环境下的车辆通 行 控 制算法；
Ahmane 等
[14 ]
在车—车协同环境下，提出一种带乘法器的赋时 Petri 网模型，并通过对模型的分析得
到相应的车辆通行顺序控制策略；Basma 等
[15 ]
在车—路协同环境下，采用中央控制站的控制模式，
设计一个无信号交叉口的防碰撞系统，该系统将交叉口的传感器检测到的信息传递给智能路测系统，
智能路测系统根据得到的信息预测车辆的行驶轨迹进而避免车辆碰撞；上官伟等
[16]
在车路协同环境下，
设计基于时延 Petri 网的无信号交叉口控制方法。该方法依据时延 Petri 网模型，得到路权的分配结
果，对交叉口车辆进行协调控制，引导车辆通过交叉口。文献[17-20]将交叉路口划分为不同的空间
区域，每个空间区域拥有固定的最大车容量，每一个空间区域采用一个 Petri 网单元进行建模。
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m0_733854902022-12-31简直是宝藏资源，实用价值很高，支持！
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