城市干道信号协调控制方法研究

1、城市干道信号协调控制方法研究以珠海干道为例 城市干道信号协调控制方法研究以珠海干道为例 摘要 在整个城市交通道路网中，主干道相当于整个城市交通的命脉，有着非常关键的作用。主干道承担着城市大多数的交通流量压力，可以称作交通网的主动脉，为了保证城市道路交通流量的畅通，所以在城市的交通路网中对于提高总通行能力、提升行驶舒适度、缓解路网压力、减少行驶时间等多个方面皆具有重要意义。 所以进行信号协调控制是保证车辆在路网的干道上能够顺畅通行重要手段。本报告对珠海市香洲区人民西路部分路段进行高峰时间段的干线信号控制方案设计。对人民西路部分路段的三个交叉口的实地考察得出的数据参数，主要调查的数据参数有：地点车速、车流量、车头时距、信号灯参数，然后用vissim仿真软件模拟干道优化前道路运行状况得到原始仿真图，通过调查得出的数据参数以及根据城市干道信号协调控制的要求，设计人民西路干道信号协调控制方案。然后根据调查所得的数据信息对人民西路三个交叉口进行信号配时，本文采用的配时方法为韦伯斯特法，接着用图解法得出最佳的双向绿波干线协调控制方案，最后再vissim仿真软件模拟干道优化后的道路运行状况得到优化仿真

2、图，然后对比优化前后的运行效果来分析。 关键词：交通道路网；干线协调控制；vissim；绿波 Research on the method of coordinated control of urban arterial road signal - a case study of zhuhai arterial road Abstract In the whole city traffic road network, the main road is the lifeblood of the whole city traffic and plays a very critical role. Main responsible for most of the traffic flow in city and can be referred to as the transportation network of the aorta, to ensure the urban road traffic flow, so in the urban traffic network in impro

3、ving the total capacity, enhance driving comfort and ease the pressure, reduce driving time multiple aspects, such road as it is of great significance Therefore, signal coordination and control is an important means to ensure the smooth passage of vehicles on the main road network. In this report, the main road signal control scheme is designed for part of renmin west road in xiangzhou district, zhuhai. Road to the people of the three sections of the road intersection field data parameters, main

4、 data parameters: location of speed limits, traffic, the headway and signal parameters, and then use vissim simulation software to simulate road optimization running condition before get the original simulation diagram, through survey data parameters, and according to the requirements of urban trunk road signal coordination control signal coordination control scheme design peoples road west road. Then according to the survey data information to the peoples road three intersection signal timing,

5、this paper USES the method of timing for Webster method, obtains the best two-way green wave with graphic method then arterial coordination control scheme, and then the optimized simulation software vissim simulation road road simulation diagram, operation condition was optimized and the running effect of before and after optimization were compared to analyze. Key words: traffic road network; Trunk line coordination and control; Vissim; Green wave 目 录 第一章 绪论 6 1.1 背景 6 1.2 研究目的及意义 6 1.3 国内研究现状 6

6、 1.4 研究内容 8 1.4.1 设计思路 8 1.4.2 设计主要内容 8 第二章 研究路段现状分析 9 2.1 研究路段 9 2.2 交叉口现状问题 13 第三章 配时方案 13 3.1 配时计算方法 13 3.2 单点定时控制设计 15 3.3 信号配时图 23 第四章 绿波设计 24 4.1绿波设计原则 24 4.2绿波设计流程 25 4.3绿波控制方案设计 26 4.4 图解法计算相位差 29 第五章 仿真验证与结果 31 5.1 仿真过程 31 5.2 仿真效果分析 37 5.3 本章小结 40 第六章 结论与展望 40 6.1 结论 40 6.2 展望 40 参考文献 42 致 谢 44 附 录 45 第一章 绪论 1.1 背景 随着我国经济的高速增长，城市化进程不断加深，城市机动车保有量不断增长，土地开发也逐渐密集，再加上早期的城市规划的问题，使得多数路段的交叉口与交叉口之间的距离普遍偏近，交通量却非常的大。在这种条件下，想要车辆顺畅高效的通过相邻两个或者多个交叉口，就很有必要对该路段相邻交叉口的信号灯的绿灯启动时间进行信号协调控制。想要是城市道路普遍顺畅，得先使主干

7、道顺畅，对主干道进行信号协调控制研究就显得非常重要，在整个城市交通道路网中，主干道相当于整个城市交通的命脉，有着非常关键的作用。主干道承担着城市大多数的交通流量压力，可以称作交通网的主动脉，为了保证城市道路交通流量的畅通，所以在城市的交通路网中对于提高总通行能力、提升行驶舒适度、缓解路网压力、减少行驶时间等多个方面皆具有重要意义。 1.2 研究目的及意义 研究干道信号协调控制的主要目的是为了提高道路服务水平、降低车辆行程时间、减少车辆停车次数、降低车辆排队时间以及降低车辆平均延误，从而缓解干道交通压力；然后是为了使车辆行车速度保持平稳，因为相对于车速不平稳或者说差异较大的交通流来说，车速越平稳、越一致的交通流就越安全，发生交通事故的概率就越小，安全指数越高，保持行车速度平稳，也可以使干道的通行能力增加，提高交通流平均车速，还能够节约耗油量达到降低车辆尾气对空气及环境造成的污染以及降低车辆行程时间、减少车辆停车次数、降低车辆排队时间和降低车辆平均延误等。 而为了达到这些目的还可以拓宽车道，但是对于高开发程度的城市来说显然是不实际的，所以研究城市干道信号协调控制的方法变得极其重要，这对于城

8、市的发展乃至全国的发展都有很重要的意义。 1.3 国内研究现状 相比于国外交通信号控制方面的快速发展，我国的发展则显得过于缓慢，甚至在20世纪70年代之前，我国还没有创建属于自己的单点控制系统的信号机，除了个别城市有极少数的定实式单点控制的交叉口外，其他地区对于交通信号协调控制技术方面的研究和发展都处于停止的状态。我国自主研发的第一部定时式自动控制信号机是在1987年在上海研发的，自此开始我国在交通信号控制方面才算正式起步。 因为起步比较晚，我国的自主研发成果并不能满足我国城市复杂的道路条件和环境的要求，并且由于种种原因使得我国在交通信号控制系统研发方面处处碰壁，进度非常缓慢。我国又迫切需要交通信号控制系统来缓解交通飞速发展所带来的的压力，所以我国便向一些对交通信号控制系统研究较早的国家引进了一些先进的系统。例如系统、系统以及系统等。暂时满足了一些要求。但是，从所周知，这并不是长久之计，国外的交通条件和环境跟我国还是有一些不同，我国的交通条件和环境更为复杂，比如机动车、非机动车共用车道；行人不遵守交通规则等，而国外的系统并不能很好的适应我国大城市的实际交通状况。既然国外的系统并不很好的

9、适应我国状况，那么自主研发出适合我国现状要求的交通信号控制系统是非常重要的。 即便国内研究起步较晚，但七十年代以来，我国这方面的专家学者也在努力的为我们后来者开荒，为我们在城市交通信号控制方面铺路，让我们可以踩着他们的高耸的肩膀去探索。他们取得的成果，使我们在交通信号控制方面发展的速度加快了许多。 响应国家的号召，我国也涌现出许许多多的专家，像栗红强、曹娟娟、王东、叶宝林、王殿海等等优秀的专家学者，他们为国家研究出许多相位差优化方案，例如图解法、遗传算法、选择算法结合粒子群算法、新数解法等。 除了这些专家之外，我们国家还不断涌现出新鲜血液。 夏朋亮等人针对四个相位的交叉口为研究对象，基于模糊控制理论和模糊控制方案，并分析了模糊控制算法，再加以优化，通过仿真与传统的定时控制、感应控制作对比得出，模糊控制方案要比传统控制方案更有效果。 郭丽萍在2015年提出来包含公共绿波带宽和附加带宽的综合绿波带宽概念，对传统数解法、多目标优化法做了进一步优化。设计了综合绿波带宽的目标函数，使控制系统在设计周期及带速一定时的绿波带宽最大。 赵文涛等人针对城市交通流分布不均衡性，传统单环结构的信号配时会使公共相位中其中之一相位并不能有效充分利用相位的全部有效绿灯时间，即是说会有绿灯时间的耗损，相位有效绿灯信号时间利用率降低造成的问题，从而引入一种全新的单点信号控制配时方法，即双环结构的相位的相序优化方法。 综上所述，我国在关于干线协调控制方面已经是进步神速，我国的不少学者在这方面做了大量的研究，得出的研究成果也是非常可观，在前人的脚印下不断改进，不断创新，不断适应现代交通。本文也是基于前人的基础，根据实际情况使用适合的信号协调控制方案，以最大绿波带宽为目标，设计出最佳优化方案，然后用实际干道实际情况进行仿真优化前后对比分析，最终实验得出结论。 1.4 研究内容 1.4.1 设计思路 绿波协调设计方案有很多种，最常用的一种为定时多时段方案，即在不同的时间段有着不同的配时，而主要时间段分为：早高峰、平峰、晚高峰、低峰，所以定时多时段方案一般4个方案。本文只针对人民西路部分路段的晚高峰进行绿波协调方案设计。设计流程图如图1-1所示 图1-1 设计流程图 1.4.2 设计主要内容

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