非闭合交通路网路径选择与绿波协调同步优化方法

来源：交通运输系统工程与信息杂志2023年第6期北京时间：

作者：荆彬彬, 林永杰, 阎珠豪, 黄政杰

单位：1. 南通大学，交通与土木工程学院，江苏 南通 226019；2. 华南理工大学，土木与交通学院，广州 510641

摘要：绿波协调控制可显著提升城市路网中车辆的通行效率，已被广泛应用于干道和区域交通信号控制领域。然而，传统路网绿波控制方法多是在协调路径确定后优化相位差和相序等协调变量，忽视了路径选择与协调变量的同步优化，协调效果有限，难以满足不同协调路径的差异化控制需求。针对此问题，本文以非闭合路网为研究对象，将协调路径视为决策变量，与相位差和相序协同优化，提出一种适于非闭合交通路网的路径选择与绿波协调同步优化方法。通过分析相邻交叉口之间车流的流入和流出关系，确定其协调路径与协调路径对备选集合。以绿波带宽加权和最大为优化目标，利用时距图刻画绿波带宽、协调路径对、相位差、相序、行驶时间和红绿灯时间之间的时空约束关系，同时，引入二元变量建立协调路径对优选约束条件，构建路径选择与绿波协调同步优化的混合整数非线性规划模型。算例结果表明：相比于传统面向直行路径的绿波协调控制模型，所提模型能够自动识别路网中大流量的关键协调路径，在路网层面生成的权重绿波带宽总和提高了 14.16%，在 4 条干道 层 面 生 成 的 权 重 绿 波 带 宽 总 和 分别提高了17.26%，20.68%，-0.29%和39.19%。

关键词：城市交通,协调路径优选,时距图,非闭合路网,绿波信号协调

基金资助：国家自然科学基金(52102395)；江苏省普通高校自然科学研究资助项目(21KJB580016)。