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研究生: 黃秀雲
Huang, Hsiu-yun
論文名稱: 都市路網號誌連鎖最佳化之研究
Signal-Coordination Optimization in Urban Traffic Networks
指導教授: 胡大瀛
Hu, Ta-Yin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 管理學院 - 交通管理科學系
Department of Transportation and Communication Management Science
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 78
中文關鍵詞: 號誌連鎖幹道續進帶寬先進交通管理服務智慧型運輸系統
外文關鍵詞: path-based algorithms, link-based algorith, signal-coordination
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  • 由於台灣地狹人稠,汽機車持有率的上升,往往造成主要道路上的交通產生延滯、擁塞等等情況,加上拓寬道路的成本與花費的時間相當昂貴,因此,在現有的道路幾何設計上,如何利用先進科技,改善現有的交通問題與發揮道路的效用,已成為交通管理上一項重要的課題,智慧型運輸系統(Intelligent Transportation Systems , ITS)即在此背景下產生。
    ITS在交通部(2004)中定義有九個子系統,本研究主要對先進交通管理服務(Advanced Traffic Management Services, ATMS)底下的交通控制作探討。交通控制範圍從獨立路口(Intersection)、幹道(Arterial)到整個路網(network)。在過去,在路網的交通控制上已發展許多適用的軟體,從單一路口SOAP,解決幹道問題的PASSER II、MAXBAND,到適用於整個網路的SYNCHRO、TRANSYT-7F。本研究希望能建立一幹道時制求解模式考量幹道續進帶寬且兼顧延滯最小,期望在路網上獲得較佳的號誌時制設計。
    研究首先對路網求解最佳化時制問題進行了解,建構一演算的邏輯選取適合的幹道,探討路網號誌時制設計問題的研究和軟體其模式及演算法,希望發展一號誌連鎖的模式進行幹道的連鎖,接著,探討連鎖後對路網車流的影響。
    此研究主要為建構路網號誌時制最佳化模式,並將其運用在DynaTAIWAN上進行模擬測試及實證分析。研究首先對交通控制問題做文獻回顧,提出一演算的邏輯選取適合的幹道進行號誌連鎖,過程中建構一連鎖模式使車流在路網中能獲取較大的續進,演算法及連鎖模式利用C語言進行撰寫,最後,將模式運用在DynaTAIWAN上進行模擬測試並進行比較與評估。最後,撰寫結論及建議。
    研究測試的路網是在DynaTAIWAN所建構的虛擬50節點路網及一實際路網-台中市路網,不考慮無號誌的交叉路口,採用離線的模式,探討的車道形態包含有左轉、直行,右轉車流將併入直行中做考慮,暫不考量待轉,且不對紅燈右轉的車輛進行探討。

    Many countries around the world are applying Intelligent Transportation Systems (ITS) to relieve traffic congestion in recent years. How to improve signal efficiency in urban traffic networks is a critical issue to the success of Advanced Traffic Management Systems (ATMS). Based on advanced traffic surveillance and management systems, link flow data and path flow data might be available to traffic management centers to design efficient signal control strategies.
    According to different data, link-based and path-based algorithms are developed for arterial selection, and the signal optimization algorithm is based on PASSER models. This research aims at designing appropriate arterials for signal coordination, and associate signal strategies for these arterials.
    The algorithms are implemented through C++, an object-oriented language. The traffic simulation-assignment model, DynaTAIWAN is applied to evaluate signal coordination model and associate signal strategies in a experiment network and a true network. Numerical experiments are conducted based on DynaTAIWAN to illustrate the algorithm developed in this research.

    目錄 第一章 緒論 I 1.1研究動機 1 1.2 研究目的 1 1.3研究方法與流程 2 第二章 文獻回顧 5 2.1交通號誌控制問題與演算法 5 2.1.1獨立路口號誌控制 5 2.1.2幹道號誌控制 8 2.1.3路網號誌控制 13 2.2 號誌時制最佳化軟體 16 2.2.1 號誌時制設計軟體 16 2.2.2 軟體比較 19 2.2.3 小結 21 2.3 績效度量指標 21 2.3.1.延滯 22 2.3.2 燃油消耗 23 2.3.3 停等次數 24 2.4 交通模擬指派軟體DYNATAIWAN 25 第三章 號誌時制模型之建立 27 3.1 研究架構 27 3.2路段演算法(LINK-BASED ARTERIAL SELECTION) 29 3.3路徑演算法(PATH-BASED ARTERIAL SELECTION) 31 3.4號誌連鎖模式 32 3.5 模擬平台DYNATAIWAN 33 3.6演算法比較 35 第四章虛擬路網的模擬及測試 37 4.1幹道連鎖基本測試 37 4.2 50節點虛擬路網測試 44 4.2.1測試路網說明 44 4.2.2路網測試實驗設計 46 4.2.3幹道連鎖數值測試—經驗法則 49 4.2.4 路段演算法數值測試 52 4.2.5 路徑演算法數值測試 56 4.3 數值分析與討論 58 第五章實際路網的模擬及測試 61 5.1測試路網說明 61 5.2路網測試實驗設計 62 5.3幹道連鎖數值測試—經驗法則 64 5.4 路段演算法數值測試 66 5.5 路徑演算法數值測試 69 5.6 數值分析與討論 72 第六章 結論與建議 74 6.1結論 74 6.2建議 75 參考文獻 76 表目錄 表2.1 功能與適用性之比較 19 續表2.1 功能與適用性之比較 20 表4.1 虛擬幹道屬性設定值 38 表4.2 虛擬幹道車輛數量變化系統績效表 39 表4.3 連鎖模式時制(週期時間:125sec) 40 表4.4 連鎖前後幹道平均旅行時間與改善百分比 43 表4.5 連鎖前後路網平均旅行時間與改善百分比 43 表4.6 50節點路網屬性設定值 45 表4.7 均一型態下50節點路網車輛數變化系統績效表 47 表4.8 常態型態下50節點路網車輛數量變化系統績效表 48 表4.9 50節點路網經驗法則選取幹道實驗設計 50 表4.10 50節點經驗法則選取連鎖數值實驗分析結果(均一) 51 表4.11 50節點經驗法則選取連鎖數值實驗分析結果(常態) 52 表4.12 50節點路網路段演算法實驗設計 54 表4.13 50節點路段演算法數值實驗分析結果(均一) 55 表4.14 50節點路段演算法數值實驗分析結果(常態) 55 表4.15 50節點路網路徑演算法實驗設計 57 表4.16 50節點路徑演算法數值實驗分析結果(均一) 57 表4.17 50節點路徑演算法數值實驗分析結果(常態) 58 表4.18 50節點模擬數值綜合比較表 59 表5.1 台中市路網屬性設定值 62 表5.2 台中市路網車輛數量變化系統績效表 63 表5.3 台中市路網經驗法則實驗設計 65 表5.4 台中市路網經驗法則連鎖時制 65 表5.5 台中市路網經驗法則連鎖數值結果 66 表5.6 台中市路網尖離峰型態路段演算法實驗設計 67 表5.7 台中市路網路段演算法連鎖時制 68 表5.8 台中市路網路段演算法數值實驗分析結果 68 表5.9 台中市路網路徑演算法實驗設計 70 表5.10 台中市路網路徑演算法連鎖時制 71 表5.11 台中市路網路徑演算法數值實驗分析結果 72 表5.12 台中市路網模擬數值綜合比較表 72 圖目錄 圖1.1 研究流程 4 圖2.1 路網求解演算 15 圖2.2 DynaTAIWAN系統模擬進行流程 27 圖3. 1 研究架構示意圖 28 圖3.2 路段演算法架構圖 30 圖3.3路徑演算法架構圖 32 圖3.5 模擬驗證流程圖 34 圖3.4 幹道連鎖模式架構圖 32 圖4.1 基本測試幹道圖 38 圖4.2 虛擬幹道平均旅行時間趨勢圖 39 圖4.3 低流量下連鎖時制時空圖 40 圖4.4 中流量下連鎖時制時空圖 41 圖4.5 高流量下連鎖時制時空圖 41 圖4.6 路口流向界定 42 圖4.7 連鎖前後路網總旅行時間趨勢圖 44 圖4.8 50節點路網圖 45 圖4.9 車輛均一需求型態示意圖 46 圖4.10 車輛常態需求型態示意圖 47 圖4.11 均一型態下平均旅行與停等時間趨勢圖 48 圖4.12 常態型態下平均旅行與停等時間趨勢圖 49 圖4.13 50節點路網幹道圖 49 圖4.14 50節點路網幹道圖 53 圖4.15 50節點路網幹道圖 56 圖5.1 台中市路網圖 62 圖5.2 尖離峰下常態型態下平均旅行與停等時間趨勢圖 64 圖5.3 台中市路網幹道示意圖 64 圖5.4 台中市路網幹道圖 67 圖5.5 台中市路網幹道圖 69

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2007-08-24公開
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