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非常規(guī)交叉口的通行模式是在交叉口上游設(shè)置預(yù)信號，組織左轉(zhuǎn)和直行車流交替使用進口道來提高通行能力，是一種對策交叉口擁堵的新思路。其雖已在我國數(shù)個城市有過實際應(yīng)用案例，但多由于缺乏堅實的理論和技術(shù)支撐而不得不以失敗告終。本團隊將基于自身既有的非常規(guī)交叉口理論研究成果，構(gòu)建非常規(guī)交叉口的失效概率模型，建立預(yù)防死鎖、動態(tài)啟用和動態(tài)控制的機制與優(yōu)化方法；此外，基于駕駛行為和選擇偏好研究，設(shè)計綜合考慮駕駛員適應(yīng)性和車道排隊均衡的動靜態(tài)交通語言系統(tǒng)。本項目研究前期已經(jīng)發(fā)表8篇相關(guān)論文，取得1項國家發(fā)明專利和1項軟件著作權(quán)，在此基礎(chǔ)上將通過與優(yōu)秀的企業(yè)、單位合作，以面向應(yīng)用為目的，一方面繼續(xù)深化成果的科學(xué)性和實用性，另一方面，實現(xiàn)成果的推廣應(yīng)用，為研究機構(gòu)，交通規(guī)劃、設(shè)計和管理領(lǐng)域提供新的技術(shù)支撐，為預(yù)防和緩解交通擁堵提供有效的應(yīng)用系統(tǒng)，解決實際交通問題的同時，服務(wù)于整體交通系統(tǒng)品質(zhì)的提升。 在資源、環(huán)境等多約束下，相對于道路拓寬等傳統(tǒng)手段，非常規(guī)交叉口方案是更具可持續(xù)性、更有前景的交通擁擠對策手段。本項目研究成果既能夠為是否選擇非常規(guī)交叉口通行模式提供理論支持，也能為非常規(guī)交叉口的優(yōu)化設(shè)計提供技術(shù)支撐，因而成果可以廣泛地應(yīng)用于城市道路交通設(shè)計和擁擠管理之中。研究成果還可以為起草考慮非常規(guī)交叉口通行模式的交叉口規(guī)劃設(shè)計規(guī)范，為緩解交通阻塞，提高交通系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。進一步，設(shè)計的軟件可以直接應(yīng)用于非常規(guī)交叉信號設(shè)計方案的制定。最后，在此基礎(chǔ)上形成的交叉口交通流分析、實驗和優(yōu)化技術(shù)，對于研究復(fù)雜交通系統(tǒng)問題具有廣泛的應(yīng)用效果。  圖1 非常規(guī)交叉口通行模式示意圖    A: 預(yù)信號控制                           B: 主信號控制圖2 上海共和新路臨沂路非常規(guī)交叉口   本研究的內(nèi)容是交通工程領(lǐng)域里出現(xiàn)的新問題，以非常規(guī)交叉口的適應(yīng)條件和優(yōu)化方法為重點，以預(yù)防和緩解交通擁擠、提高通行能力和節(jié)能減排等應(yīng)用為理論研究的導(dǎo)向。項目研究所轉(zhuǎn)化的成果具有可觀的經(jīng)濟、社會效益，主要包括： 1）成果可服務(wù)于研究機構(gòu)：促進對交叉口新型通行模式的探索及其適應(yīng)性分析、優(yōu)化設(shè)計理論與方法的研究及應(yīng)用； 2）成果可服務(wù)于交通規(guī)劃、設(shè)計和管理領(lǐng)域：成果將為非常規(guī)交叉口的規(guī)劃設(shè)計規(guī)范奠定基礎(chǔ)；為非常規(guī)交叉口交通設(shè)計、管理實踐提供新的技術(shù)支持，并在交通擁擠管理的實踐中發(fā)揮重要作用； 3）成果可服務(wù)于系統(tǒng)開發(fā)與咨詢機構(gòu)：為基于新模式的交通控制、交通設(shè)計咨詢和輔助系統(tǒng)開發(fā)提供技術(shù)指引。

傳統(tǒng)無信號控制環(huán)形交叉口適應(yīng)于流量較小的交叉口，當(dāng)流量增加時，往往成為城 市交通擁阻的主要發(fā)生地之一，國內(nèi)大量環(huán)形交叉口面臨改造問題。 本成果基于楊曉光教授首先提出并踐行的“環(huán)形交叉口左轉(zhuǎn)二次控制理論”，對環(huán) 形交叉口在空間上和時間上形成了優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，包括機動車交通和慢行交通空間設(shè)計 與信號控制技術(shù)，以及非常規(guī)環(huán)形交叉口的布局設(shè)計；以及信號控制中的主要參數(shù)相位 相序、綠燈時間、相位損失時間的計算方法。 成果給出了信號控制環(huán)形交叉口通行能力關(guān)鍵影響因素間的定量關(guān)系，可以最佳確 定綠燈間隔時間、環(huán)道左轉(zhuǎn)容量等參數(shù)。并提出了信號控制環(huán)形交叉口直行與左轉(zhuǎn)通行 能力的計算方法，在此基礎(chǔ)上，可計算分析信號周期、中心島半徑與環(huán)形交叉口通行能 力的最佳組合。 本成果的應(yīng)用將規(guī)范各類環(huán)形交叉口的交通秩序，改善城市交通面貌；極大地提高 環(huán)形交叉口的通行效率，緩解城市道路交通壓力；避免對環(huán)形交叉口進行無謂改造，節(jié) 省城市建設(shè)資金，減少對城市環(huán)境等的破壞。

本發(fā)明公開了一種城市信號控制交叉口群關(guān)鍵路徑識別方法，包括如下步驟：1）運用對偶圖法表達具有轉(zhuǎn)向限制的交叉口群網(wǎng)絡(luò)，將尋找邏輯連通路徑問題轉(zhuǎn)換為在對偶圖中尋找出每個頂點正好經(jīng)過一次的有向Hamilton通路問題；2）采用回溯法完成對通路的尋跡；3）建立由離散性關(guān)聯(lián)指標(biāo)和阻滯性關(guān)聯(lián)指標(biāo)組成的路徑關(guān)聯(lián)度計算模型；4）對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有邏輯連通路徑計算路徑關(guān)聯(lián)度值，依據(jù)關(guān)聯(lián)度值高低確定關(guān)鍵路徑走向。

本發(fā)明提供一種考慮交叉口轉(zhuǎn)向限制的最短路徑混合邊節(jié)點標(biāo)號方法，用于導(dǎo)航領(lǐng)域中的最短路徑 生成，尤其用于在包含交叉口轉(zhuǎn)向限制的城市交通網(wǎng)絡(luò)中高效地查找最短路徑。本發(fā)明將節(jié)點分為兩類， 一類為包含轉(zhuǎn)向限制的受限交叉口，另一類為無轉(zhuǎn)向限制的自由交叉口，在最短路徑查找過程中自適應(yīng) 選擇基于節(jié)點或者邊標(biāo)號策略，對于受限交叉口采用基于邊的標(biāo)號策略，對于自由交叉口采用基于節(jié)點 的標(biāo)號策略;采用初始化、路徑選擇、路徑擴展三個步驟實現(xiàn)并進行了具體子步驟設(shè)計。本發(fā)明能夠獲 得與基于邊的標(biāo)號方法一致的最優(yōu)結(jié)果，同時通過有效地減少在自由交叉口的路徑生成、評估、存儲的 系統(tǒng)消耗，達到或者接近基于節(jié)點的標(biāo)號方法的運算性能。

交通堵塞已為我國城市所面臨的嚴(yán)峻問題，有效的交通信號控制系統(tǒng)可以經(jīng)濟高效 地提高交叉口及其網(wǎng)絡(luò)容量。本系統(tǒng)基于國家重點基礎(chǔ)研究規(guī)劃（973）項目、國家高 新技術(shù)發(fā)展（863）計劃項目和國家自然科學(xué)基金課題，針對中國交通流的實際情況， 提出了基于交叉口群協(xié)調(diào)的交通流動態(tài)協(xié)調(diào)控制技術(shù)與系統(tǒng)，根據(jù)實際交通問題動態(tài)地 將強關(guān)聯(lián)交叉口加以組合進行協(xié)調(diào)優(yōu)化，利用網(wǎng)絡(luò)資源解決節(jié)點交通問題，提高了協(xié)調(diào) 控制的針對性和實效性。該技術(shù)還將行人過街協(xié)調(diào)控制、公交優(yōu)先協(xié)調(diào)控制，以及快速 路進出口匝道控制等技術(shù)有機整合，為城市信號優(yōu)化提供整體的解決方案與系統(tǒng)。其成 果已分別在杭州城區(qū)、丁橋區(qū)以及常州、張家港、太倉等地交警部門推廣應(yīng)用。 

國內(nèi)有許多企業(yè)開發(fā)城市交通控制系統(tǒng)，但實際上這些企業(yè)往往只注重交通控制系 統(tǒng)相關(guān)硬軟件的集成，而對于城市交通控制系統(tǒng)最重要的功能交通流的控制與管理卻缺 乏相應(yīng)的考慮。造成許多城市所采用的城市交通控制系統(tǒng)雖然在硬軟件的配置上相當(dāng)完 善，但在城市交通控制方面的功能卻十分匱乏。然而，國內(nèi)對交通控制理論的研究已經(jīng) 有了幾十個年的經(jīng)驗積累，在混合交通控制策略、相關(guān)控制參數(shù)計算模型等方面的研究 也相當(dāng)成熟。因此就產(chǎn)生了交通控制優(yōu)化軟件的概念，優(yōu)化軟件主要負責(zé)對交通數(shù)據(jù)設(shè) 備采集來的交通數(shù)據(jù)進行處理分析，并應(yīng)用相關(guān)交通控制模型，實時計算及調(diào)整控制參 數(shù)，并發(fā)送方案至實際信號機控制信號燈。 本軟件的開發(fā)目標(biāo)是結(jié)合中國智能交通運輸系統(tǒng)的發(fā)展背景，考慮中國混合交通的 特點，開發(fā)能適應(yīng)于不同種類型交通及控制與管理需求的自適應(yīng)交通控制優(yōu)化軟件。 

一種基于聚類強化學(xué)習(xí)的城市道路交叉口交通信號優(yōu)化方法，該方法涉及智能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，可以提高單位時間內(nèi)通過道路交叉口的車輛數(shù)。道路交叉口是道路網(wǎng)的重要組成部分，也是路段交通流的瓶頸。研究顯示，城市平面交叉口的通行能力只相當(dāng)于路段上的40%-50%。平面交叉口所消耗的時間約占全程時間的31%，而車輛行駛延誤時間中有80%-90%由平面交叉口延誤造成。提高城市平面道路交叉口的通行能力，可以減少車輛延誤，節(jié)約人們的出行時間，增強人們的出行安全，并能夠減輕環(huán)境污染。  本發(fā)明能夠根據(jù)交叉口的 交通狀態(tài)自動選擇合適的相位動作，以適應(yīng)交叉口交通狀況的變化，能夠提高單位時間內(nèi)通  過交叉口的車輛數(shù)，減少車輛延誤。與其他聚類強化學(xué)習(xí)方法的不同之處在于，本發(fā)明在學(xué) 習(xí)過程中，能夠根據(jù)回報值的標(biāo)準(zhǔn)差動態(tài)地增加或減少質(zhì)心數(shù)，能在保證強化學(xué)習(xí)收斂的前  提下盡可能地減少質(zhì)心數(shù)，從而盡可能減少Q(mào)值函數(shù)存儲空間、提高收斂速度，使交通信號控制策略更快地適應(yīng)當(dāng)前交通流情況，從而盡可能減少交通延誤。