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Effects of Connectivity and Traffic Observability on an Adaptive Traffic Signal Control System
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board ( IF 1.6 ) Pub Date : 2021-05-24 , DOI: 10.1177/03611981211013036
S M A Bin Al Islam 1 , Mehrdad Tajalli 1 , Rasool Mohebifard 1 , Ali Hajbabaie 1
Affiliation  

The effectiveness of adaptive signal control strategies depends on the level of traffic observability, which is defined as the ability of a signal controller to estimate traffic state from connected vehicle (CV), loop detector data, or both. This paper aims to quantify the effects of traffic observability on network-level performance, traffic progression, and travel time reliability, and to quantify those effects for vehicle classes and major and minor directions in an arterial corridor. Specifically, we incorporated loop detector and CV data into an adaptive signal controller and measured several mobility- and event-based performance metrics under different degrees of traffic observability (i.e., detector-only, CV-only, and CV and loop detector data) with various CV market penetration rates. A real-world arterial street of 10 intersections in Seattle, Washington was simulated in Vissim under peak hour traffic demand level with transit vehicles. The results showed that a 40% CV market share was required for the adaptive signal controller using only CV data to outperform signal control with only loop detector data. At the same market penetration rate, signal control with CV-only data resulted in the same traffic performance, progression quality, and travel time reliability as the signal control with CV and loop detector data. Therefore, the inclusion of loop detector data did not further improve traffic operations when the CV market share reached 40%. Integrating 10% of CV data with loop detector data in the adaptive signal control improved traffic performance and travel time reliability.



中文翻译:

连接性和交通可观察性对自适应交通信号控制系统的影响

自适应信号控制策略的有效性取决于交通可观察性的水平,交通可观察性的水平被定义为信号控制器从连接的车辆(CV),环路检测器数据或两者估计交通状态的能力。本文旨在量化交通可观察性对网络级性能,交通进展和出行时间可靠性的影响,并量化那些对车辆类别以及主干道中主,次方向的影响。具体来说,我们将环路检测器和CV数据合并到自适应信号控制器中,并在不同程度的流量可观察性(即仅检测器,仅CV以及CV和环路检测器数据)下测量了几种基于移动性和基于事件的性能指标。各种简历市场渗透率。在Vissim中,在过时车辆的高峰时段交通需求水平下,模拟了华盛顿西雅图10个交叉路口的真实世界的街道。结果表明,仅使用CV数据的自适应信号控制器要优于仅使用环路检测器数据的信号控制,就需要40%的CV市场份额。在相同的市场渗透率下,仅使用CV数据的信号控制与使用CV和环路检测器数据的信号控制产生相同的交通性能,行进质量和行驶时间可靠性。因此,当CV市场份额达到40%时,包含环路检测器数据并不能进一步改善交通运营。在自适应信号控制中将10%的CV数据与环路检测器数据集成在一起,可改善交通性能和行驶时间可靠性。华盛顿在Vissim中模拟了交通车辆在高峰时段的交通需求水平。结果表明,仅使用CV数据的自适应信号控制器要优于仅使用环路检测器数据的信号控制,就需要40%的CV市场份额。在相同的市场渗透率下,仅使用CV数据的信号控制与使用CV和环路检测器数据的信号控制产生相同的交通性能,行进质量和行驶时间可靠性。因此,当CV市场份额达到40%时,包含环路检测器数据并不能进一步改善交通运营。在自适应信号控制中将10%的CV数据与环路检测器数据集成在一起,可改善交通性能和行驶时间可靠性。华盛顿在Vissim中模拟了交通车辆在高峰时段的交通需求水平。结果表明,仅使用CV数据的自适应信号控制器要优于仅使用环路检测器数据的信号控制,就需要40%的CV市场份额。在相同的市场渗透率下,仅使用CV数据的信号控制与使用CV和环路检测器数据的信号控制产生相同的交通性能,行进质量和行驶时间可靠性。因此,当CV市场份额达到40%时,包含环路检测器数据并不能进一步改善交通运营。在自适应信号控制中将10%的CV数据与环路检测器数据集成在一起,可改善交通性能和行驶时间可靠性。结果表明,仅使用CV数据的自适应信号控制器要优于仅使用环路检测器数据的信号控制,就需要40%的CV市场份额。在相同的市场渗透率下,仅使用CV数据的信号控制与使用CV和环路检测器数据的信号控制产生相同的交通性能,行进质量和行驶时间可靠性。因此,当CV市场份额达到40%时,包含环路检测器数据并不能进一步改善交通运营。在自适应信号控制中将10%的CV数据与环路检测器数据集成在一起,可改善交通性能和行驶时间可靠性。结果表明,仅使用CV数据的自适应信号控制器要优于仅使用环路检测器数据的信号控制,就需要40%的CV市场份额。在相同的市场渗透率下,仅使用CV数据的信号控制与使用CV和环路检测器数据的信号控制产生相同的交通性能,行进质量和行驶时间可靠性。因此,当CV市场份额达到40%时,包含环路检测器数据并不能进一步改善交通运营。在自适应信号控制中将10%的CV数据与环路检测器数据集成在一起,可改善交通性能和行驶时间可靠性。仅使用CV数据进行信号控制与使用CV和环路检测器数据进行信号控制具有相同的交通性能,行进质量和行驶时间可靠性。因此,当CV市场份额达到40%时,包含环路检测器数据并不能进一步改善交通运营。在自适应信号控制中将10%的CV数据与环路检测器数据集成在一起,可改善交通性能和行驶时间可靠性。仅使用CV数据进行信号控制与使用CV和环路检测器数据进行信号控制具有相同的交通性能,行进质量和行驶时间可靠性。因此,当CV市场份额达到40%时,包含环路检测器数据并不能进一步改善交通运营。在自适应信号控制中将10%的CV数据与环路检测器数据集成在一起,可改善交通性能和行驶时间可靠性。

更新日期:2021-05-24
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