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研究生: 吳悅慈
Wu, Yueh-Tzu
論文名稱: 幹道群組適應性號誌控制模式之開發研究
The Development of Arterial Traffic-adaptive Signal Control Model
指導教授: 何志宏
Ho, Chi-Hong
學位類別: 博士
Doctor
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 201
中文關鍵詞: 幹道群組適應性號誌控制模式車流推進與預測模式幹道號誌連鎖模擬分析
外文關鍵詞: Arterial Traffic-adaptive Signal Control Model, Traffic Flow and Prediction Model, Arterial Signal Coordination, Simulation Study
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  • 近年來全球先進國家為求解決交通擁擠及能源消耗、環境污染、及運輸安全等問題,率皆積極致力於「智慧型運輸系統(Intelligent Transportation Systems, ITS)」之推動與發展。
    由於都市中的幹道系統乃是都市客貨運輸之主要命脈,而常用於連接主要的旅次產生點或為穿越市中心區的重要道路,故於交通尖峰時期總會形成交通瓶頸路段。有鑑於此,本研究乃以都市幹道群組之適應性號誌控制模式,作為主要研究對象。
    本研究針對適應性號誌控制策略中逐時階變化及逐週期變化之理論分別加以探討,以系統整體旅行延滯最小化為目標,提出都市幹道號誌群組之適應性號誌控制模式,並運用其中觀性車流特性,結合路段上游之先期車流資訊,提出四階段之車流推進與預測模式;再加入左轉保護時相,透過分散式平行處理方式與PARAMICS車流分析軟體進行模擬;在控制績效衡量指標方面,則採用平均每車旅行時間作為比較之基準。
    經過完整的研究與分析後可知,本研究所構建幹道群組適應性號誌控制模式確能顯著地降低幹道號誌系統之平均每車旅行時間,進而達到改善交通績效之目的,以之確認本研究所研發之適應性交控模式的可行性與優異性。

    For the purpose of overcoming traffic-related problems like energy consumption, environmental pollution and traffic safety, many well-developed countries in the world are working for the development of the “Intelligent Transportation Systems (ITS)” in recent years.
    The arterial system is very important to the operation of urban road network nowadays on which traffic jam usually occurs in the peak hours. Therefore, a new Arterial Traffic-adaptive Signal Control Model has been chosen to be the topic of this research.
    This dissertation aims to discuss the two theories, i.e cyclic and time-step, Arterial Traffic-adaptive Signal Control Models which pursue the minimum of travel delays of the control arterial as a whole and take left turn-protected phase of Signal into account. Besides, this dissertation is also structured a four-step traffic flow and prediction model theory by using similar conception of mesoscopic traffic flow and the traffic flow information receiving from upstream intersections. All the theories in this dissertation have been developed to be an online real-time software for simulation testing by PARAMICS following a distributed parallel operation model, and the average travel time per vehicle is set to be the performance index for the simulation testing.
    From the simulation result, it is found that the performance on operating the above-mentioned two newly developed real-time arterial traffic-adaptive models is significantly better than that of the optimal fixed-time arterial timing plan, so as to effectively reduce the average travel time of the control arterial as a whole. Therefore, it has been demonstrated in this research the new traffic-adaptive models are feasible to solve the traffic problem with the arterial system.

    中文摘要 I 英文摘要(Abstract) II 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 研究緣起 1 1.2 研究問題 1 1.3 研究目的 2 1.4 研究方法 3 1.5 研究範圍及限制 5 1.6 研究內容 6 1.7 研究流程 6 第二章 文獻回顧 8 2.1 交通號誌理論 8 2.1.1 定時式號誌控制 8 2.1.2 交通觸動式號誌控制 8 2.1.3 交通感應式號誌控制 9 2.1.4 適應性號誌控制 10 2.2 適應性控制模式 11 2.2.1 週期性適應性號誌控制邏輯 11 2.2.2 週期內適應性號誌控制邏輯 26 2.2.3 適應性交控模式之發展評析 46 2.3 幹道連鎖交控理論 49 2.3.1 幹道連鎖交控系統理論探討 49 2.3.2 幹道連鎖交控系統綜合比較 58 2.4 具有ITS分析功能的車流模擬軟體 61 2.4.1 車流模式理論探討 61 2.4.2 具ITS分析功能之車流模擬軟體分析回顧 62 第三章 幹道群組適應性交控模式之構建 67 3.1 適應性控制模式的啟動控制與結束程序 68 3.2 週期性適應性控制模式應用於幹道群組控制之理論與模式建構 73 3.2.1 號誌決策邏輯與車流資訊收集位置之探討 73 3.2.2 模式設計與建構理念 73 3.2.3 模式建構之目標與限制 74 3.2.4 模式求解方法 78 3.2.5 模式求解運作流程說明 80 3.2.6 小結 86 3.3 週期內適應性控制模式應用於幹道群組控制之理論與邏輯 87 3.3.1 模式理論之探析 87 3.3.2 模式理論與邏輯之建構 88 3.3.3 模式改良與運作流程說明 90 第四章 幹道車流推進與預測模式之構建 95 4.1 幹道車流資訊推估與車隊續進之探析 95 4.1.1 影響車流資訊推估之因素 95 4.1.2 幹道車隊之影響與探討 97 4.2 模式邏輯之構建 99 4.2.1 多路口車流推進模組之架構與運作邏輯 99 4.2.2 車流預測模組之架構與運作邏輯 113 4.3 模式確認與驗證 116 4.3.1 模式確認 116 4.3.2 模式驗證 131 第五章 幹道群組適應性控制模式之整合串接與模擬分析 135 5.1 模擬系統架構與整合方式 135 5.2 模擬路網之選定及構建 136 5.3 模擬路網之實驗設計與各情境參數設定 138 5.3.1 實驗設計 138 5.3.2 實驗案例(模擬情境)之基本假設 141 5.3.3 各實驗案例(模擬情境)環境參數設定 143 5.3.4 適應性控制模式參數設定 149 5.4 不同控制策略運作績效之檢定與推論 150 第六章 結論與建議 168 6.1 結論 168 6.2 建議 171 參考文獻 173 附錄A 各項交控策略方案之統計分析 178 附錄B 各方案之模擬結果彙整 180 附錄C 週期性適應性控制模式於幹道方向之路段流量與時相變換對應圖 182 附錄D 週期內適應性控制模式於幹道方向之路段流量與時相變換對應圖 184 附錄E 台南市中華東路幹道群組之流量調查資料 186 附錄F 中華東路幹道群組之現況時制計畫資料 192 附錄G 博士論文校內審查意見與回覆表 193 附錄H 博士論文校外審查意見與回覆表 196

    1.「最新適應性交通號誌控制技術開發計畫 規劃報告」,台灣省政府住宅與都市發展局委託,國立成功大學交通管理科學研究所辦理,民國80年6月。
    2.「多路口適應性號誌控制理論及其應用之研究」,行政院國家科學委員會專題研究計畫,國立成功大學交通管理科學系執行,民國81年。
    3.王筱如,「PASSER-II模式理論及其與MAXBAND、TRANSYT-7F應用於幹道號誌時制設計之比較研究」,成大交管所碩士論文,民國75年6月。
    4.王雅南,「應用模糊理論於適應性號誌決策邏輯(COMDYCS-III)之車流模式研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國81年6月。
    5.石家豪,「幹道號誌續進式時制設計模式之開發研究」,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文,民國90年6月。
    6.交通部運輸研究所,「引進適應性時制法交通策略應用國內都市交通號誌設計」,民國79年4月。
    7.朱松偉,「適應性號誌控制邏輯之微觀分析」,國立台灣大學土木工程學系碩士論文,民國80年6月。
    8.吳信東,「BANDTOP程式群組路口自動劃分與左轉時相選擇方法之研究」,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文,民國78年6月。
    9.吳悅慈,「都會區內高速公路走廊交通疏導改道策略之構建與模擬研究—以圓山與台北交流道間之高速公路走廊為例」,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文,民國91年6月。
    10.吳榮顯,「連續路口之適應性基因模糊邏輯號誌控制系統」國立交通大學交通運輸所碩士論文,民國93年6月。
    11.李月仙,「微觀車流模擬模式與適應性交通控制策略之整合研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國78年6月。
    12.李樑堅,「建立微觀車流模擬模式以發展交通適應性號誌控制邏輯之研究」,國立成功大學交通管理科學系博士論文,民國82年6月。
    13.何志宏等,「先進式微觀車流模擬器—PARAMICS應用於台灣地區發展ITS模擬網路之模式校估測試研究」,交通部運輸研究所,民國88年。
    14.何志宏等,「先進式微觀車流模擬器—PARAMICS模擬軟體應用於高速公路與市區道路交控系統整合策略研究(期中報告)」,交通部運輸研究所,民國90年7月。
    15.何志宏等,「都市交通號誌適應性控制邏輯模式之研究(I)」,交通部運輸研究所,民國93年5月。
    16.邱素文,「最適化控制理論應用於構建獨立路口適應性號誌時制決策邏輯之分析研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國81年6月。
    17.林本立,「應用MAXBAND模式於幹道連鎖號誌時制設計之研究」,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文,民國75年6月。
    18.林良泰,「在綠燈帶最大及負效用最小下動態幹道號誌時制之研究」,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文,民國75年6月。
    19.林良泰,「發展適用於台灣都市幹道系統之適應性號誌控制邏輯」,中華民國運輸學會第七屆論文研討會論文集,民國81年12月。
    20.徐國鈞,「構建自學式適應性交通號誌控制模式之研究」,國立成功大學交通管理科學系博士論文,民國92年1月。
    21.陳麗娜,「PASSER II-84理論實證及其在電腦化交通控制系統之應用」,成大交管所碩士論文,民國76年6月。
    22.陳建德,「獨立路口交通號誌控制方式之模擬研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國78年6月。
    23.陳一昌等,「交通號誌時制重整計畫(I)-標準作業程序建立」,交通部運輸研究所,中華民國96 年4 月。
    24.陸立德,「適應性號誌控制策略運用於幹道連鎖之研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國79年6月。
    25.張崇智,「獨立路口適應性號誌控制策略之比較研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國80年6月。
    26.張明惠,「四種現代化適應性號誌控制邏輯(OPAC、MOVA、SAST、COMDYCS-III)之比較研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國82年6月。
    27.張智華,「應用智慧型號誌控制器執行適應性控制之研究」,國立臺灣大學土木工程學研究所碩士論文,民國91年6月。
    28.范玉琳,「交叉路口綠燈早開或遲閉號誌控制之研究」,國立成功大學土木工程研究所碩士論文,民國68年6月。
    29.黃惠隆,「幹道綠燈帶寬最大及延滯最小號誌時制設計之研究」,國立成功大學交通管理科學研究所碩士論文,民國77年6月。
    30.黃泰林,「構建智慧型適應性網路號誌控制模式之研究」,國立成功大學交通管理科學系博士論文,民國83年6月。
    31.劉耀欽,「國內混合車流行為模式與彈性號誌控制策略之研究」,中央警察大學警政研究所碩士論文,民國80年6月。
    32.鄭銘興,「帶寬極大化理論之探討與PASSER II-84模式之改良應用」,成大交管所碩士論文,民國77年6月。
    33.蔣封文,「應用車隊擴散理論於構建網路型適應性號誌控制模式之研究」,國立成功大學交通管理科學系碩士論文,民國89年6月。
    34. Bretherton, D (1996), 〝Current developments in SCOOT: version 3〞, Transportation and Research Record 1554, pp 48-52.
    35. Christina M. Andrews,S.Manzur Elahi,James E.Clark,〝Evalution of New Jersey Route 18 OPAC/MIST Traffic-Control System〞, Transportation Research Record No. 1603, 1997, pp150-155.
    36. David Bretherton, Keith Wood, Neil Raha,〝Traffic Monitoring and Congestion Management in the SCOOT Urban Traffic Control System.〞, Transportation Research Record No. 1634, 1998, pp118-124.
    37. Eil Kown,Yorgos J.Stephanedes, 〝Develop of an Adaptive Control Strategy in a Live Intersection Laboratory〞, Transportation Research Record No. 1634, 1998, pp123-129.
    38. Gartner, Nathan H., 〝Optimized Policies for Adaptive Control (OPAC), Session I: Principles of Operation〞. Workshop on Adaptive Traffic Signal Control Systems Transportation Research Board, 2001.
    39. http://ttisoftware.tamu.edu/docs/PASSER_V_Workshop_Nov_2006.pdf
    40. Jiuyi Hua; Ardeshir Faghri, 〝Development of Neural Signal Control System--Toward Intelligent Traffic Signal Control〞, Transportation Research Record,1995, (1497), pp53-61.
    41. Joseph K. Lam, Perry Craig, "Multi-Criteria Traffic Adaptive Control", 11th World Congress on ITS, Nagoya, Japan, 2004.10.
    42. Kevin G. Aguigui, Tong Hong, "A demonstration Adaptive Signal System: The San Francisco Bay Area Experience", 10th World Congress on ITS, 2003.11.
    43. Mashrur A. Chowdhury & Adel Sadek 2003 Artech House, Inc., 〝Fundamentals of Intelligent Transportation Systems Planning〞.
    44. R.D. Bertherton, K.Wood and G.T.Bowen, 〝SCOOT Version 4〞, Transportation Engineeing & Control , 39(7), 1998, pp425-427.
    45. S.Manzur Elahi, A. Essan Radwan, and K. Michael Goul,〝Knowledge-Based System for Adaptive Traffic Signal Control〞, Transportation Research Record No.1324, 1991, pp115-122.
    46. William R.McShane and Roger P.Roess,“Traffic Engineering”, Prentice Hall, Polytechnic Series in Traffic Engineering, A Paramount Communications Company, 1990.

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