交叉口有轨电车优先的信号控制系统优化设计
现代有轨电车是一种由电提供动力，在轨道上行驶的轻型轨道公共交通，具有载客量较大，建设成本低，不造成污染等特点。本文就公共交通信号优先控制系统有关理论进行归纳总结，并以淮安市有轨电车一号线有轨电车为例，对沿线的交叉口进行研究，选择了其中一个有显著特征的交叉口，通过对其信号配时的优化，使得有轨电车在不影响交叉口通行能力的情况下能够享有优先通行权，并用VISSIM进行仿真评价，通过仿真报告证实优化方案的有效性。关键词 现代有轨电车，交叉口，信号优先控制，VISSIM仿真
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究内容 3
2 交通信号控制理论以及车辆检测技术 3
2.1 交通信号基本控制理论 3
2.2 有轨电车检测技术 4
2.3 有轨电车优先控制策略 6
3 有轨电车优先的信号控制系统调查——以淮安市为例 8
3.1 淮安市基本现状 8
3.2 有轨电车所经交叉口的特性调查 8
3.3 车辆检测器的布设 11
3.4 淮安市水渡口广场交叉口调查 11
3.5 交叉口信号控制方案研究 15
4 基于VISSIM软件的交叉口仿真 17
4.1 VISSIM软件 17
4.2 水渡口广场交叉口的仿真 20
结 论 23
致 谢 24
1 绪论
1.1 研究背景和意义
由于社会经济以及城市化的不断发展，现在城市里的人口数量也不断增长，带来的是城市居民出行需求以及车辆数的不断增长。而城市交通道路网的建设往往落后于不断增长的交通需求。空气质量变差，噪声污染等问题随之产生，这阻碍了经济发展，大大降低了城市居民的生活质量。随着经济全球化的发展，全世界都在面临城市交通问题，这一问题若不解决，将严重阻碍城市的发展。但是，若仅仅通过基础交通设施的建设以及不断增加道路建设的投入资金，对于城市交通问题来说是治标不治本，只能减缓这一问题的恶化速度。因此，需要很好地解决城市交通问题必须找到能够从问题根本上解决的方法。通过发展城市 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
公共交通，增加公共交通设施数量，使城市居民自发地在出行时使用公共交通设施，减少使用私家车辆的使用次数等有利于城市的可持续发展，这也是目前解决城市交通问题较好的方法。
在公共交通系统中，公交车最普遍，且运营成本较低，但是城市中汽车数量越来越多，公交车经常会遇到堵车，出现到达不及时的现象其中，且公交车排放的尾气对空气质量造成较大影响，地铁相对于公交车，虽然载客量大，不会出现堵车，到站及时，运行速度也比公交车快，但是修建地铁的成本太高，且成本回收期长，对一般城市的财政来说有很大压力。相比于公交汽车和地铁，现代有轨电车具有载客量较大，建设成本低，不造成污染等特点，在全国大部分城市建设运营有轨电车都比公交汽车和地铁更为合适。
通过分析调查的数据以及查阅有关理论知识，造成车辆行驶延误的原因分为行车延误以及交叉口延误，而交叉口延误的数值要远高于行车延误。为了解决交叉口延误以及交叉口堵塞的问题，必须要对交叉口信号控制进行优化，而有轨电车载客量较大，赋予有轨电车以及其他公共交通车辆优先通行权可以有效减少交叉口延误。为了保证有轨电车的高效运行，必须通过合理规划和信号控制系统优化来实现有轨电车优先通行。
1.2 国内外研究现状
目前，现代有轨电车在全球五十多个国家的四百多个城市已经投入运营。
1.2.1 国外研究现状
欧洲国家采用了基于通信的列车控制系统（CBTC）或欧洲列车控制系统（ETCS）来控制它们。CBTC系统由单独的控制中心操作，如法国SACEM和德国西门子LZB，ETCS系统可以把有轨电车和铁路的控制网络连接起来，这样一来铁路控制中心可以直接控制有轨电车。
在英国，对于有轨电车采用的是NET系统，该系统是指在交叉口设置车辆检测装置，对各类车辆进行检测，为有轨电车等公共交通提供优先通行权。
在德国，为了减少交叉口的交通延误，对有轨电车和其他公交车辆运用两套信号控制系统，其中有轨电车享有优先通行权，在交叉口通过两套系统的协调控制，实现有轨电车优先通行[1]。
Mariusz Kaczmarek和Jeremi Rychlewski提出了一种在复杂交叉口现代有轨电车、社会车辆和行人优先级的控制方法，重点阐述了在复杂交叉交叉口有轨电车实施优先控制和对交通检测的在线响应控制信号，并用FLEXSYT方法在有轨电车较多的波兹南交叉口仿真研究证实该方法的有效性和稳健性[2]。
1.2.2 国内研究现状
国内有很多专家学者对有轨电车的信号优先优化设计有进行专门研究，孙吉良，王波，薛洪峰等在有轨电车信号控制方面有专著。吉林大学通过研究得出了公交车优先技术，通过检测公交车的位置，速度，道路畅通等信息，得出算法，适当地给予公交车辆优先权。喻智宏通过研究总结了现有的信号优先技术，提出智能交通系统概念。
钟吉林，王长林等以道口整体延误损失为目标函数，以利用遗传算法优化干线道口之间的相位差为基础，结合道口信号优先控制方法以及现代有轨电车滞站调度，提出了基于干线协调的现代有轨电车信号相对优先控制方案[3]。
刘立龙，李建成以定时控制信号为基础，构建绝对优先控制策略，以VISSIM为模拟平台，将绝对优先信号控制策略应用于现代有轨电车通过单点十字交叉口的情景，提出了现代有轨电车在交叉口绝对优先的控制模型，使现代有轨电车在交叉口的通行效率有了显著提高[4]。
薛洪峰针对现代有轨电车特点，依托分析行车需求、环境条件、平交交叉口控制方式、景观需求等对列车控制方式的影响及相互制约关系，提出了确定列车控制方式的原则和思路，对信号控制系统设计中的难点和关键问题进行分析研究，提出了由差分、航位推算结合地图匹配算法的组合导航定位技术方案和公网通信技术方案，并对定位和无线通信方案进行了仿真实验和技术分析[5]。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究内容 3
2 交通信号控制理论以及车辆检测技术 3
2.1 交通信号基本控制理论 3
2.2 有轨电车检测技术 4
2.3 有轨电车优先控制策略 6
3 有轨电车优先的信号控制系统调查——以淮安市为例 8
3.1 淮安市基本现状 8
3.2 有轨电车所经交叉口的特性调查 8
3.3 车辆检测器的布设 11
3.4 淮安市水渡口广场交叉口调查 11
3.5 交叉口信号控制方案研究 15
4 基于VISSIM软件的交叉口仿真 17
4.1 VISSIM软件 17
4.2 水渡口广场交叉口的仿真 20
结 论 23
致 谢 24
1 绪论
1.1 研究背景和意义
由于社会经济以及城市化的不断发展，现在城市里的人口数量也不断增长，带来的是城市居民出行需求以及车辆数的不断增长。而城市交通道路网的建设往往落后于不断增长的交通需求。空气质量变差，噪声污染等问题随之产生，这阻碍了经济发展，大大降低了城市居民的生活质量。随着经济全球化的发展，全世界都在面临城市交通问题，这一问题若不解决，将严重阻碍城市的发展。但是，若仅仅通过基础交通设施的建设以及不断增加道路建设的投入资金，对于城市交通问题来说是治标不治本，只能减缓这一问题的恶化速度。因此，需要很好地解决城市交通问题必须找到能够从问题根本上解决的方法。通过发展城市 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
公共交通，增加公共交通设施数量，使城市居民自发地在出行时使用公共交通设施，减少使用私家车辆的使用次数等有利于城市的可持续发展，这也是目前解决城市交通问题较好的方法。
在公共交通系统中，公交车最普遍，且运营成本较低，但是城市中汽车数量越来越多，公交车经常会遇到堵车，出现到达不及时的现象其中，且公交车排放的尾气对空气质量造成较大影响，地铁相对于公交车，虽然载客量大，不会出现堵车，到站及时，运行速度也比公交车快，但是修建地铁的成本太高，且成本回收期长，对一般城市的财政来说有很大压力。相比于公交汽车和地铁，现代有轨电车具有载客量较大，建设成本低，不造成污染等特点，在全国大部分城市建设运营有轨电车都比公交汽车和地铁更为合适。
通过分析调查的数据以及查阅有关理论知识，造成车辆行驶延误的原因分为行车延误以及交叉口延误，而交叉口延误的数值要远高于行车延误。为了解决交叉口延误以及交叉口堵塞的问题，必须要对交叉口信号控制进行优化，而有轨电车载客量较大，赋予有轨电车以及其他公共交通车辆优先通行权可以有效减少交叉口延误。为了保证有轨电车的高效运行，必须通过合理规划和信号控制系统优化来实现有轨电车优先通行。
1.2 国内外研究现状
目前，现代有轨电车在全球五十多个国家的四百多个城市已经投入运营。
1.2.1 国外研究现状
欧洲国家采用了基于通信的列车控制系统（CBTC）或欧洲列车控制系统（ETCS）来控制它们。CBTC系统由单独的控制中心操作，如法国SACEM和德国西门子LZB，ETCS系统可以把有轨电车和铁路的控制网络连接起来，这样一来铁路控制中心可以直接控制有轨电车。
在英国，对于有轨电车采用的是NET系统，该系统是指在交叉口设置车辆检测装置，对各类车辆进行检测，为有轨电车等公共交通提供优先通行权。
在德国，为了减少交叉口的交通延误，对有轨电车和其他公交车辆运用两套信号控制系统，其中有轨电车享有优先通行权，在交叉口通过两套系统的协调控制，实现有轨电车优先通行[1]。
Mariusz Kaczmarek和Jeremi Rychlewski提出了一种在复杂交叉口现代有轨电车、社会车辆和行人优先级的控制方法，重点阐述了在复杂交叉交叉口有轨电车实施优先控制和对交通检测的在线响应控制信号，并用FLEXSYT方法在有轨电车较多的波兹南交叉口仿真研究证实该方法的有效性和稳健性[2]。
1.2.2 国内研究现状
国内有很多专家学者对有轨电车的信号优先优化设计有进行专门研究，孙吉良，王波，薛洪峰等在有轨电车信号控制方面有专著。吉林大学通过研究得出了公交车优先技术，通过检测公交车的位置，速度，道路畅通等信息，得出算法，适当地给予公交车辆优先权。喻智宏通过研究总结了现有的信号优先技术，提出智能交通系统概念。
钟吉林，王长林等以道口整体延误损失为目标函数，以利用遗传算法优化干线道口之间的相位差为基础，结合道口信号优先控制方法以及现代有轨电车滞站调度，提出了基于干线协调的现代有轨电车信号相对优先控制方案[3]。
刘立龙，李建成以定时控制信号为基础，构建绝对优先控制策略，以VISSIM为模拟平台，将绝对优先信号控制策略应用于现代有轨电车通过单点十字交叉口的情景，提出了现代有轨电车在交叉口绝对优先的控制模型，使现代有轨电车在交叉口的通行效率有了显著提高[4]。
薛洪峰针对现代有轨电车特点，依托分析行车需求、环境条件、平交交叉口控制方式、景观需求等对列车控制方式的影响及相互制约关系，提出了确定列车控制方式的原则和思路，对信号控制系统设计中的难点和关键问题进行分析研究，提出了由差分、航位推算结合地图匹配算法的组合导航定位技术方案和公网通信技术方案，并对定位和无线通信方案进行了仿真实验和技术分析[5]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jtgc/jjtys/174.html
