稳态信号控制环形道路的性能分析与信号设计

现有的交通信号设计方法要么过于简化而无法捕捉真实交通特征，要么过于复杂而难以在数学上处理。在本研究中，我们试图填补这一空白，提出一种基于LWR模型的新型方法，用于稳态信号控制环形道路的性能分析与信号设计。我们首先求解链路传输模型，得到稳态下边界流的方程，稳态被定义为在流率和密度上均为周期等于信号周期长度的时间周期解。然后我们推导出一个显式的宏观基本图（MFD），其中稳态下的平均流率是交通密度和信号设置两者的函数。最后，针对具有启动损失时间的五种拥堵水平，我们给出了最优周期时长的简单公式。通过数值算例验证了我们的解析结果，并讨论了近最优周期时长的存在性。本研究为未来基于运动波理论的更通用城市路网性能分析与信号设计奠定了基础。