交叉口信号配时优化：基于时空资源的模型与方法

"基于时空资源优化的交叉口信号配时方法（定）.docx" 交叉口交通信号配时是城市交通管理中的关键环节，旨在优化交通流，减少延误，提高道路容量。本文针对这一问题，提出了一个创新性的方法——基于时空资源优化的交叉口信号配时方法。该方法的核心在于通过构建时空资源利用强度模型来衡量交叉口的资源使用效率。 首先，作者基于空间占有率和时间占有率这两个关键指标，结合车流量数据，构建了时空资源利用强度模型。空间占有率是指某一时间段内道路上占用的空间与总可用空间的比例，而时间占有率则是指车辆在该时间段内占用道路的时间长度。通过这两者的结合，可以全面评估道路和信号周期内的资源利用情况。 接着，文章利用交通仿真软件VISSIM的COM接口，构建了一个集成于MATLAB的仿真平台。在此平台上，作者应用时空资源利用强度模型来分配绿灯时间，以找到最优的信号周期，即在保证进出口道延误最小的同时，最大化交叉口的时空资源利用强度。 在MATLAB中，利用cftool曲线拟合工具箱，作者对交叉口总时空资源利用强度与最小延误周期的关系进行了拟合，建立了一个周期时长优化模型。这个模型可以为实际的交通信号控制提供理论依据，帮助确定更合理的信号周期设置。 为了验证模型的有效性，论文通过VISSIM进行了微观仿真。对比传统的韦伯斯特法与新提出的基于时空资源利用强度的配时法，从路段行程时间、车辆数、交叉口平均车辆延误、车辆总延误、平均车速以及总旅行时间等多个评价指标进行分析。结果表明，基于时空资源利用强度的配时方法能显著降低车流量的平均延误和总延误，提升过饱和状态下交叉口的通行能力，同时提高了时空资源的利用率。 然而，作者也指出，基于时空资源利用强度的配时方法还存在一些问题和不足，例如模型的适用范围可能受到特定交通条件的限制，实际应用中可能需要根据具体情况进行调整。此外，模型的复杂性可能增加了实施难度，需要进一步简化和优化。 这项研究为交叉口信号配时提供了新的视角和理论支持，对于改善城市交通状况，缓解交通拥堵具有重要的实践意义。未来的研究可以在此基础上深入探索，比如引入人工智能和机器学习技术，以实现更智能、自适应的信号配时策略。