論文答辯PPT(交通運(yùn)輸工程)

1、路段人行橫道信號(hào)感應(yīng)控制路段人行橫道信號(hào)感應(yīng)控制算法研究算法研究姓名：孫惠芳姓名：孫惠芳專(zhuān)業(yè)：交通運(yùn)輸工程專(zhuān)業(yè)：交通運(yùn)輸工程導(dǎo)師：馬新露副教授、李淑慶教授導(dǎo)師：馬新露副教授、李淑慶教授日期：日期：20142014年年6 6月月4 4日日1.11.1論文背景論文背景不合理的行人交通信號(hào)控制，往往造成行人過(guò)街等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，引發(fā)行人違章過(guò)街，導(dǎo)致行人與機(jī)動(dòng)車(chē)嚴(yán)重沖突，進(jìn)而導(dǎo)致交通事故頻發(fā)。針對(duì)一些較長(zhǎng)的路段，車(chē)流基本處于自由流狀態(tài)，車(chē)流量變化大而不規(guī)則，這些路段行人到達(dá)也比較離散，此時(shí)定時(shí)控制會(huì)導(dǎo)致相位大量損失，并且在機(jī)動(dòng)車(chē)流量較小時(shí)，行人容易因?yàn)檐?chē)流較少而忽視信號(hào)燈控制，直接通過(guò)自己判斷的穿越間隙

2、進(jìn)行過(guò)街，導(dǎo)致安全隱患。若實(shí)行感應(yīng)控制根據(jù)實(shí)時(shí)變化的機(jī)動(dòng)車(chē)和行人流量，靈活給予雙方放行時(shí)間，可以減少雙方延誤以及減少行人違章率。一、研究背景及意義1.2 1.2 研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀行人過(guò)街特性行人過(guò)街信號(hào)控制定時(shí)信號(hào)控制：行人過(guò)街交通組織與控制、協(xié)調(diào)控制、行人專(zhuān)用相位。感應(yīng)信號(hào)控制：感應(yīng)控制行人過(guò)街方案設(shè)計(jì)、感應(yīng)控制適用性分析行人過(guò)街特性研究主要集中在行人的行為特性、步行速度特性、人均空間特性、步幅特性和啟動(dòng)時(shí)間特性等。1.2 1.2 研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀行人二次過(guò)街行人元胞自動(dòng)機(jī)仿真 連續(xù)型：氣體動(dòng)力學(xué)模型和社會(huì)力模型等離散型：場(chǎng)域模型和格子氣模型等二次過(guò)街設(shè)施的設(shè)置條件 二次過(guò)街行人信號(hào)控制方案

3、二次過(guò)街交通組織方案1.3 1.3 問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出？為了進(jìn)一步明確界定行人過(guò)街通行權(quán)和車(chē)輛行駛權(quán)之間的交換，減少行人過(guò)街時(shí)對(duì)最小可接受空擋的判斷失誤和強(qiáng)行穿越，加強(qiáng)行人過(guò)街的保護(hù)，同時(shí)也為了最大程度的減少停車(chē)的次數(shù)和延誤，本文以現(xiàn)有感應(yīng)控制方式為基礎(chǔ)，將行人過(guò)街需求融入到控制系統(tǒng)中，尋求機(jī)動(dòng)車(chē)和行人雙方最大效益，提出新的路段按鈕式人行橫道感應(yīng)控制算法。1.4 1.4 論文意義論文意義理論意義以現(xiàn)有感應(yīng)控制方式為基礎(chǔ)，將行人過(guò)街需求融入到控制系統(tǒng)中，尋求機(jī)動(dòng)車(chē)和行人雙方最大效益，提出了新的路段按鈕式人行橫道感應(yīng)控制算法，既是對(duì)感應(yīng)控制理論研究的豐富，也是對(duì)行人交通理論體系的豐富，具有重要的

4、理論意義。應(yīng)用價(jià)值有助于改善考慮行人過(guò)街需求下路段交通流運(yùn)行狀況，合理分配機(jī)動(dòng)車(chē)與行人通行時(shí)間，對(duì)于減少行人與機(jī)動(dòng)車(chē)延誤、提高現(xiàn)有交通設(shè)施的通行能力和減少交通事故的發(fā)生，具有十分重要現(xiàn)實(shí)意義。 二、研究思路及框架 研究思路研究思路1234路段信號(hào)路段信號(hào)控制人行控制人行橫道人車(chē)橫道人車(chē)交通特性交通特性分析分析行人一次行人一次過(guò)街感應(yīng)過(guò)街感應(yīng)控制算法控制算法研究研究行人二次行人二次過(guò)街感應(yīng)過(guò)街感應(yīng)控制算法控制算法研究研究路段行人路段行人過(guò)街感應(yīng)過(guò)街感應(yīng)控制算法控制算法仿真仿真技術(shù)路線(xiàn)三、研究?jī)?nèi)容及成果3.13.1路段感應(yīng)控制人車(chē)交通流特性研究路段感應(yīng)控制人車(chē)交通流特性研究車(chē)輛到達(dá)特性：車(chē)輛到達(dá)特

5、性：車(chē)輛到達(dá)車(chē)頭時(shí)距車(chē)輛運(yùn)行特性：車(chē)輛運(yùn)行特性：車(chē)輛自由行駛、跟馳行駛以及換道行駛車(chē)輛離去特性：車(chē)輛離去特性：排隊(duì)車(chē)輛消散現(xiàn)象通過(guò)部分信號(hào)控制人行橫道（包括定時(shí)控制及感應(yīng)控制）現(xiàn)通過(guò)部分信號(hào)控制人行橫道（包括定時(shí)控制及感應(yīng)控制）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及觀(guān)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析，結(jié)合行人過(guò)街場(chǎng)調(diào)研及觀(guān)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理分析，結(jié)合行人過(guò)街行為特性相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)行為特性相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)行人過(guò)街過(guò)程行人過(guò)街過(guò)程如下圖。如下圖。行人過(guò)街啟動(dòng)時(shí)間行人過(guò)街啟動(dòng)時(shí)間行人過(guò)街速度行人過(guò)街速度干擾特性干擾特性行人交通流特性及參數(shù)關(guān)系行人交通流特性及參數(shù)關(guān)系通過(guò)部分信號(hào)控制人行橫道（包括定時(shí)控制及感應(yīng)控制）通過(guò)

6、部分信號(hào)控制人行橫道（包括定時(shí)控制及感應(yīng)控制）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)樣本進(jìn)行取平均值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)樣本進(jìn)行取平均值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理分析，結(jié)合行人交通流特性相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)處理分析，結(jié)合行人交通流特性相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。行了總結(jié)。感應(yīng)控制沒(méi)有固定周期，根據(jù)感應(yīng)控制基本原理，車(chē)輛到達(dá)感應(yīng)控感應(yīng)控制沒(méi)有固定周期，根據(jù)感應(yīng)控制基本原理，車(chē)輛到達(dá)感應(yīng)控制人行橫道處，可能遇到四種情況，分析受阻情況以及延誤。（行制人行橫道處，可能遇到四種情況，分析受阻情況以及延誤。（行人延誤類(lèi)似）人延誤類(lèi)似）機(jī)動(dòng)車(chē)延誤：機(jī)動(dòng)車(chē)延誤：疏散延誤、等待延誤行人延誤：行人延誤：

7、疏散延誤、等待延誤3.23.2路段行人一次過(guò)街感應(yīng)控制算法研究路段行人一次過(guò)街感應(yīng)控制算法研究檢測(cè)設(shè)備控制規(guī)則行人等待時(shí)間適用條件行人感應(yīng)方案一行人過(guò)街按鈕行人發(fā)出過(guò)街請(qǐng)求后，立即由機(jī)動(dòng)車(chē)相位綠燈切換至行人相位綠燈0行人較少的路段行人感應(yīng)方案二行人過(guò)街按鈕行人發(fā)出過(guò)街請(qǐng)求后，繼續(xù)給予機(jī)動(dòng)車(chē)相位綠燈，經(jīng)過(guò)Tpw(行人可接受等待時(shí)間)由機(jī)動(dòng)車(chē)相位綠燈切換至行人相位綠燈行人較少的路段機(jī)動(dòng)車(chē)感應(yīng)方案車(chē)輛檢測(cè)器機(jī)動(dòng)車(chē)相位達(dá)到最小綠燈時(shí)間且雙向機(jī)動(dòng)車(chē)流的車(chē)頭時(shí)距大于某一閾值時(shí)切換至行人相位不確定機(jī)動(dòng)車(chē)流量小的路段機(jī)動(dòng)車(chē)和行人感應(yīng)方案行人過(guò)街按鈕和車(chē)輛檢測(cè)器機(jī)動(dòng)車(chē)相位達(dá)到最小綠燈時(shí)間且有行人過(guò)街請(qǐng)求，檢測(cè)雙

8、向機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)頭時(shí)距大于某一閾值時(shí)切換至行人相位，如沒(méi)出現(xiàn)雙向車(chē)流同時(shí)間斷，則到達(dá)最大綠燈時(shí)間（行人可忍耐時(shí)間）切換至行人相位機(jī)動(dòng)車(chē)最小綠燈時(shí)間最大綠燈時(shí)間機(jī)動(dòng)車(chē)、行人流量波動(dòng)大的路段。表1 現(xiàn)有行人過(guò)街感應(yīng)控制方案對(duì)比pwTpwT調(diào)查的按鈕式人行橫道存在的問(wèn)題沒(méi)有設(shè)置明顯提示沒(méi)有設(shè)置明顯提示告知行人該處為按告知行人該處為按鈕式人行橫道鈕式人行橫道一個(gè)周期內(nèi)行人重一個(gè)周期內(nèi)行人重復(fù)按下按鈕復(fù)按下按鈕內(nèi)置感應(yīng)控制程序內(nèi)置感應(yīng)控制程序不合理不合理倒計(jì)時(shí)顯示不合理倒計(jì)時(shí)顯示不合理pwT高峰小時(shí)車(chē)輛優(yōu)先（特別是公交高峰）高峰小時(shí)車(chē)輛優(yōu)先（特別是公交高峰）非高峰小時(shí)行人優(yōu)先非高峰小時(shí)行人優(yōu)先充分考慮行人的心

9、理忍受能力充分考慮行人的心理忍受能力pwT每個(gè)車(chē)道均設(shè)置檢測(cè)器，在較短的路段可只設(shè)置一組車(chē)輛檢測(cè)器，每個(gè)車(chē)道均設(shè)置檢測(cè)器，在較短的路段可只設(shè)置一組車(chē)輛檢測(cè)器，在較長(zhǎng)的路段宜設(shè)置兩組車(chē)輛檢測(cè)器：一組設(shè)置在靠近行人過(guò)街人行道，在較長(zhǎng)的路段宜設(shè)置兩組車(chē)輛檢測(cè)器：一組設(shè)置在靠近行人過(guò)街人行道，即即下游檢測(cè)器下游檢測(cè)器；另一組設(shè)置在遠(yuǎn)離行人過(guò)街人行道，即；另一組設(shè)置在遠(yuǎn)離行人過(guò)街人行道，即上游檢測(cè)器上游檢測(cè)器。下游檢測(cè)器：下游檢測(cè)器：滿(mǎn)足兩個(gè)條件：剎車(chē)條件、車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度。上游檢測(cè)器：上游檢測(cè)器：滿(mǎn)足大于行人等待時(shí)間閾值內(nèi)車(chē)輛的行駛距離。提示標(biāo)牌：提示標(biāo)牌：信號(hào)燈處設(shè)置明顯提示標(biāo)牌倒計(jì)時(shí)顯示器：倒計(jì)時(shí)顯示

10、器：不應(yīng)有明顯紅燈等待時(shí)間的顯示，在行人流量較小時(shí)可以顯示行人綠燈剩余時(shí)間， 但在行人流量較大時(shí)，只顯示綠閃時(shí)間。智能人行橫道護(hù)欄：智能人行橫道護(hù)欄：在機(jī)動(dòng)車(chē)綠燈期間處于關(guān)閉狀態(tài)，在行人相位綠燈啟亮?xí)r開(kāi)啟。特殊感應(yīng)器：特殊感應(yīng)器：老年卡、盲人卡。3.33.3路段行人二次過(guò)街感應(yīng)控制算法研究路段行人二次過(guò)街感應(yīng)控制算法研究機(jī)動(dòng)車(chē)的延誤主要來(lái)自于停車(chē)等待時(shí)間以及疏散延誤，而疏散延誤與停車(chē)次數(shù)密切相關(guān)；而行人的延誤主要來(lái)自于等待延誤以及因人流較大而產(chǎn)生的行人間的干擾延誤。因此要減少兩者等待時(shí)間以及機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)次數(shù)。當(dāng)只有與自己同方向行人有過(guò)街需求時(shí)，二次過(guò)街感應(yīng)控制邏輯與一次過(guò)街感應(yīng)控制邏輯基本一致；

11、若人行橫道兩側(cè)都有行人需要申請(qǐng)過(guò)街，要同時(shí)協(xié)調(diào)兩側(cè)行人，并盡可能減少車(chē)輛停車(chē)次數(shù)，就要盡可能的使一方行人達(dá)到“人行綠波”。pwT每個(gè)車(chē)道都要設(shè)置兩組車(chē)輛檢測(cè)器。上游檢測(cè)器和下游檢測(cè)器都返每個(gè)車(chē)道都要設(shè)置兩組車(chē)輛檢測(cè)器。上游檢測(cè)器和下游檢測(cè)器都返回車(chē)頭時(shí)距，車(chē)輛速度等信息，根據(jù)車(chē)頭時(shí)距判斷車(chē)流是否出現(xiàn)間斷，回車(chē)頭時(shí)距，車(chē)輛速度等信息，根據(jù)車(chē)頭時(shí)距判斷車(chē)流是否出現(xiàn)間斷，依次判斷行人相位。不同的是下游檢測(cè)器的數(shù)據(jù)主要用于同側(cè)人行橫道依次判斷行人相位。不同的是下游檢測(cè)器的數(shù)據(jù)主要用于同側(cè)人行橫道綠燈啟亮判斷，而上游檢測(cè)器返回的數(shù)據(jù)主要用于不同側(cè)人行橫道綠燈綠燈啟亮判斷，而上游檢測(cè)器返回的數(shù)據(jù)主要用于不

12、同側(cè)人行橫道綠燈啟亮判斷。啟亮判斷。下游檢測(cè)器：下游檢測(cè)器：滿(mǎn)足兩個(gè)條件：剎車(chē)條件、車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度。上游檢測(cè)器：上游檢測(cè)器：滿(mǎn)足大概等于行人穿越不同側(cè)人行橫道所需的時(shí)間內(nèi)，機(jī)動(dòng)車(chē)平均行駛的距離加上機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)距離。路段行人二次過(guò)街感應(yīng)控制檢測(cè)器布設(shè)示意圖路段行人二次過(guò)街感應(yīng)控制檢測(cè)器布設(shè)示意圖1號(hào)按鈕接收行人過(guò)街申請(qǐng)控制邏輯2號(hào)按鈕接收行人過(guò)街申請(qǐng)控制邏輯3.43.4基于元胞自動(dòng)機(jī)的行人過(guò)街交通仿真基于元胞自動(dòng)機(jī)的行人過(guò)街交通仿真向右行走的行人可能遇到的交通情況及其移動(dòng)選擇向右行走的行人可能遇到的交通情況及其移動(dòng)選擇格子氣模型規(guī)則修正，修正后各情況的移動(dòng)概率為：格子氣模型規(guī)則修正，修正后各情況的移

13、動(dòng)概率為：行人仿真軟件流程圖仿真驗(yàn)證機(jī)動(dòng)車(chē)仿真（VISSIM仿真）行人仿真（格子氣模型仿真軟件CAperson）四、結(jié)論及展望12345主要結(jié)論分別對(duì)路段感應(yīng)控制行人過(guò)街行為特性、機(jī)動(dòng)車(chē)交通流特性和行人交通特性進(jìn)行總結(jié)及分析。給出了路段感應(yīng)控制一次過(guò)街感應(yīng)控制算法。給出了路段感應(yīng)控制二次過(guò)街感應(yīng)控制算法?？紤]行人間相互影響，提出了新的行人過(guò)街格子氣仿真模型，并將其編成行人仿真軟件CAperson。用Vissim仿真軟件以及CAperson仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)的感應(yīng)控制算法進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證研究算法效果良好。1 3 2 研究創(chuàng)新點(diǎn)路段人行橫路段人行橫道一次、二道一次、二次過(guò)街感應(yīng)次過(guò)街感應(yīng)控制算法研控制算法研究究路段感應(yīng)式信路段感應(yīng)式信號(hào)控制行人過(guò)號(hào)控制行人過(guò)街系統(tǒng)優(yōu)化街系統(tǒng)優(yōu)化信號(hào)控制人信號(hào)控制人行橫道格子行橫