市正大路与淮海南路交叉口信号配时方案设计
本文首先介绍了平面交叉口信号控制国内外研究现状，同时确定本文研究方向。其次，结合本文研究对象，罗列了交叉口信号控制的相关理论知识。然后本文对正大路与淮海南路交叉口实地交通调查结果进行了分析，计算得到各进口道高峰小时系数。本文第四章利用现状交叉口CAD图及相关参数进行VISSIM仿真。本文第五章，联系淮安市大运河桥施工现状确定了两个信号配时优化方案，采用韦伯斯特（Webster）法进行配时方案优化设计，最后将VISSIM仿真数据进行对比，评测两个方案对通行能力的改善效果。关键词 信号配时，方案，优化设计，仿真
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的目的和意义 1
1.3 国内外研究现状 2
1.4 研究思路 3
2 交叉口交通信号控制基础理论 4
2.1 交叉口本质性理论 4
2.2 交叉口信号控制下空间环境设计 5
2.3 交叉口信号配时优化设计 6
3 研究对象的实地调查与分析 10
3.1 交叉口现状调查 10
3.2 交叉口现状高峰小时交通量调查 12
3.3 交叉口信号控制方案调查 16
4 正大路与淮海南路交叉口现状仿真 17
4.1 VISSIM仿真评价指标 17
4.2 交叉口现状仿真 18
5 交叉口信号配时优化设计与仿真 19
5.1 联系实际确定可行性优化方案 19
5.2 交叉口信号配时优化设计方案 20
5.3 交叉口优化设计仿真数据分析 24
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 研究背景
随着我国国民经济的高速发展和城市化进程的加快，小汽车逐渐进入家庭，城市机动车拥有量急剧增加，尤其在大城市，机动车拥有量增加速度更快[3]。城市机动车数量的高速增长，使得城市道路拥堵不堪，同时还给城市带来了巨大的交通安全隐患和污染源，并在很大程度上影响了城市经济的进一步发展和人民生活水平的的提高。研究 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
城市机动车交通管理技术，使城市机动车安全、有序运行已成为我国城市交通发展的当务之急，同时也是我国社会经济发展的重大需求。此时，城市道路交叉口作为城市道路网络的基本节点，交通流的中断主要发生在此；城市道路交叉口也是城市道路网络交通流的瓶颈所在，交通阻塞也多发生于此[2]。城市道路交叉口的交通问题，归根到底是道路交叉口交通控制方式不合理、控制方法不得当的问题[3]。
此次，我选定的研究对象是淮安市正大路与淮海南路交叉口。该交叉口是信号控制交叉口，研究城市道路交叉口信号灯设置相关问题是缓解道路交叉口交通拥堵、减少交通事故、降低交通污染的重要举措。当下，与正大路相邻的大运河桥处在修缮封路阶段，过往车辆需要经正大路绕道而行。因此，针对该交叉口，正需要一个合理的信号配时设计方案来缓解现阶段的交通压力。
1.2 研究的目的和意义
据了解，淮安市京杭运河淮海路大桥即大运河桥从2016年9月20日起封闭改造。老桥将拆除重建，新建桥梁主体采用独塔双索面斜拉桥结构，桥宽38米、双向六车道，设计车速50公里/小时，工期30个月。此次工程历时较长，对原有交通产生了很大的影响。时至今日，该工程已开工近8个月的时间，封闭期间，过往行人及车辆不得进入施工区域，按照交通标志从承德路桥、清浦大桥绕道通行。
该项目的实施，对进一步完善城市路网结构，缓解中心城区交通压力，保障京杭运河通航安全有着重要意义。为配合该项目的实施，正大路与淮海南路交叉口作为临时改道的关键节点，成为当前交通路网交通管理与控制的重中之重。因此，面对东西南三个方向的交通流压力，一个合理的信号配时设计方案对当前的交叉口信号控制具有极大的参考价值。
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
早在19世纪就诞生了用信号方式来控制交通流的想法。1868年，英国名为纳伊特的机械工程师在伦敦街口安装了一种红绿两色的信号灯，这标志着城市使用交通信号的开始[8]。二十世纪二十年代，纽约的街口手动三色信号灯出现，标志着信号灯历史真正意义上的诞生。
二十世纪中期（1958年），韦伯斯特（Webster）围绕城市道路交叉口的信号控制，提出了一种定周期的信号控制。这种方法是根据交叉口交通延误最小来求最佳周期时长和各相位绿信比，现如今使用率最高，但好多因素无法考虑进去，因此无法达到最佳效果。
Pappis于1977年提出城市单向单路口模糊控制方法，这是把模糊数学应用于交叉路口的信号控制的一个崭新思路。
Park等人于2001年提出固定周期信号控制优化方法。通过与仿真模型的结合，一同优化了相位差、周期长度和绿信比。
Yi Jiang等人于2006年提出的一种交通信号配时方法基于车队主次干道。
Ghassan Abulebdeh等人于2007年提出在拥挤状态下的交通信号控制方法[9]。
Babicheva T.S.于2015年通过对排队论的研究和优化交通信号来控制城市道路交叉口，他基于在城市道路交叉口车辆行为的排队理论，推导了车辆延误的基本公式，从长远角度分析了车辆在城市道路交叉口的行为，并将公式应用到城市道路交叉口中。同一年，Babicheva T.S.和Babichev D.S.通过用数值方法对交通流量的建模研究来优化城市道路交叉口的信号配时，他首先对各种模型进行描述，用计算机微观模拟信号来控制城市道路交叉口，然后针对不同交叉口状况相应地采用不同的模型来控制城市道路交叉口。
Hao Chen等科研人员于2016年初步开发了实地测试车载EcoSpeed控制系统来控制城市道路交叉口，他首先对实地测试车载EcoSpeed控制系统进行了介绍，然后基于车辆保持常速或者加速通过十字路口和车辆需要减速到一个较低的速度然后保持速度通过交叉口这两个假设，提出了EcoSpeed控制算法，并进行仿真数据分析。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究的目的和意义 1
1.3 国内外研究现状 2
1.4 研究思路 3
2 交叉口交通信号控制基础理论 4
2.1 交叉口本质性理论 4
2.2 交叉口信号控制下空间环境设计 5
2.3 交叉口信号配时优化设计 6
3 研究对象的实地调查与分析 10
3.1 交叉口现状调查 10
3.2 交叉口现状高峰小时交通量调查 12
3.3 交叉口信号控制方案调查 16
4 正大路与淮海南路交叉口现状仿真 17
4.1 VISSIM仿真评价指标 17
4.2 交叉口现状仿真 18
5 交叉口信号配时优化设计与仿真 19
5.1 联系实际确定可行性优化方案 19
5.2 交叉口信号配时优化设计方案 20
5.3 交叉口优化设计仿真数据分析 24
结论 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 研究背景
随着我国国民经济的高速发展和城市化进程的加快，小汽车逐渐进入家庭，城市机动车拥有量急剧增加，尤其在大城市，机动车拥有量增加速度更快[3]。城市机动车数量的高速增长，使得城市道路拥堵不堪，同时还给城市带来了巨大的交通安全隐患和污染源，并在很大程度上影响了城市经济的进一步发展和人民生活水平的的提高。研究 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
城市机动车交通管理技术，使城市机动车安全、有序运行已成为我国城市交通发展的当务之急，同时也是我国社会经济发展的重大需求。此时，城市道路交叉口作为城市道路网络的基本节点，交通流的中断主要发生在此；城市道路交叉口也是城市道路网络交通流的瓶颈所在，交通阻塞也多发生于此[2]。城市道路交叉口的交通问题，归根到底是道路交叉口交通控制方式不合理、控制方法不得当的问题[3]。
此次，我选定的研究对象是淮安市正大路与淮海南路交叉口。该交叉口是信号控制交叉口，研究城市道路交叉口信号灯设置相关问题是缓解道路交叉口交通拥堵、减少交通事故、降低交通污染的重要举措。当下，与正大路相邻的大运河桥处在修缮封路阶段，过往车辆需要经正大路绕道而行。因此，针对该交叉口，正需要一个合理的信号配时设计方案来缓解现阶段的交通压力。
1.2 研究的目的和意义
据了解，淮安市京杭运河淮海路大桥即大运河桥从2016年9月20日起封闭改造。老桥将拆除重建，新建桥梁主体采用独塔双索面斜拉桥结构，桥宽38米、双向六车道，设计车速50公里/小时，工期30个月。此次工程历时较长，对原有交通产生了很大的影响。时至今日，该工程已开工近8个月的时间，封闭期间，过往行人及车辆不得进入施工区域，按照交通标志从承德路桥、清浦大桥绕道通行。
该项目的实施，对进一步完善城市路网结构，缓解中心城区交通压力，保障京杭运河通航安全有着重要意义。为配合该项目的实施，正大路与淮海南路交叉口作为临时改道的关键节点，成为当前交通路网交通管理与控制的重中之重。因此，面对东西南三个方向的交通流压力，一个合理的信号配时设计方案对当前的交叉口信号控制具有极大的参考价值。
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
早在19世纪就诞生了用信号方式来控制交通流的想法。1868年，英国名为纳伊特的机械工程师在伦敦街口安装了一种红绿两色的信号灯，这标志着城市使用交通信号的开始[8]。二十世纪二十年代，纽约的街口手动三色信号灯出现，标志着信号灯历史真正意义上的诞生。
二十世纪中期（1958年），韦伯斯特（Webster）围绕城市道路交叉口的信号控制，提出了一种定周期的信号控制。这种方法是根据交叉口交通延误最小来求最佳周期时长和各相位绿信比，现如今使用率最高，但好多因素无法考虑进去，因此无法达到最佳效果。
Pappis于1977年提出城市单向单路口模糊控制方法，这是把模糊数学应用于交叉路口的信号控制的一个崭新思路。
Park等人于2001年提出固定周期信号控制优化方法。通过与仿真模型的结合，一同优化了相位差、周期长度和绿信比。
Yi Jiang等人于2006年提出的一种交通信号配时方法基于车队主次干道。
Ghassan Abulebdeh等人于2007年提出在拥挤状态下的交通信号控制方法[9]。
Babicheva T.S.于2015年通过对排队论的研究和优化交通信号来控制城市道路交叉口，他基于在城市道路交叉口车辆行为的排队理论，推导了车辆延误的基本公式，从长远角度分析了车辆在城市道路交叉口的行为，并将公式应用到城市道路交叉口中。同一年，Babicheva T.S.和Babichev D.S.通过用数值方法对交通流量的建模研究来优化城市道路交叉口的信号配时，他首先对各种模型进行描述，用计算机微观模拟信号来控制城市道路交叉口，然后针对不同交叉口状况相应地采用不同的模型来控制城市道路交叉口。
Hao Chen等科研人员于2016年初步开发了实地测试车载EcoSpeed控制系统来控制城市道路交叉口，他首先对实地测试车载EcoSpeed控制系统进行了介绍，然后基于车辆保持常速或者加速通过十字路口和车辆需要减速到一个较低的速度然后保持速度通过交叉口这两个假设，提出了EcoSpeed控制算法，并进行仿真数据分析。
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