宜兴市太滆路与人民路交叉口信号配时方案优化设计
近年来，随着人口的快速增长和经济改革政策和政府惠民政策的实施，经济快速发展，家庭人均收入大幅提高，导致宜兴市的机动车数量增长速度非常之迅猛，私家车在机动车中的占有量成大幅上升的趋势。为缓解城市交通拥堵，本文选取宜兴市太滆路与人民路平面交叉口作为研究对象，通过晚高峰期间交通调查所获得的数据，运用Webster信号配时法对交叉口重新进行信号配时设计，利用仿真系统对不同配时设计方案进行仿真。然后通过提出的几种改善方案的对比，重新确定一种使交叉口延误最小、服务水平最高的配时方案作为在现有条件下该交叉口的最佳交通控制方案。以此来改善宜兴市的道路交通拥堵状况，提高道路交叉口的通行能力。关键词 信号配时，配时优化，交通仿真，仿真评价。目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究概况 2
1.2.1 国外研究概况 2
1.2.2 国内研究概况 2
1.3 研究内容与框架流程图 3
1.3.1 研究内容 3
1.3.2 框架流程图 4
2 交叉口信号控制理论基础 5
2.1 平面交叉口简介 5
2.2 信号配时参数 5
2.2.1 信号配时参数 5
2.2.2 韦伯斯特（Webster）信号配时方法及公式 6
3 信号交叉口数据采集和分析 7
3.1 交通调查参数 7
3.2 调查方法 8
3.2.1 交叉口的选择 8
3.2.2 调查方法 9
3.3 交叉口现有数据分析和整理 10
3.3.1 现有数据整理 10
3.3.2 信号配时优化计算过程 16
4 基于VISSIM的信号交叉口交通仿真评价 17
4.1 服务水平概述 17
4.1.1 延误时间 17
4.1.2 停车次数 19
4.1.3 交叉口现状服务水平评价 19
4.2 评价分析 20
结 论 23
致 谢 25
参
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
号配时优化计算过程 16
4 基于VISSIM的信号交叉口交通仿真评价 17
4.1 服务水平概述 17
4.1.1 延误时间 17
4.1.2 停车次数 19
4.1.3 交叉口现状服务水平评价 19
4.2 评价分析 20
结 论 23
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
由于当代社会发展速度迅猛,经济实力提升加快，信息化社会进程的促进，以及社会人口和汽车数量增加迅猛，加速促进了城市化进程,扩大了城市规模,使人口不断集中。在城市交通需求快速增长,快速增加机动车数量的同时,现有的城市道路已经不能满足日常需求,使交通拥堵现象日益加剧。城市道路的交通问题层出不穷，道路交通拥堵、环境污染、交通事故频发等一系列问题应运而生，给人们的工作和日常生活带来了不小的麻烦。
宜兴市虽然城市陆域面积只有1582平方公里，而2014年最新数据显示，户籍人口116.4万，常住人口达到130万。根据近几年来的调查结果可以得出，在宜兴，平均每两户人家就拥有一辆私家车，由此可见，宜兴市的汽车拥堵有多严重。
1.1 研究背景及意义
近年来，随着人口的快速增长和经济改革政策和政府惠民政策的实施，经济快速发展，家庭人均收入大幅提高，导致宜兴市的机动车数量增长速度非常之迅猛，私家车在机动车中的占有量成大幅上升的趋势。私家车的增多直接导致城市道路交通拥堵，甚至有时节假日高峰期还会导致交通瘫痪，为人民的出行带来极大的影响。而交叉口是道路交通的咽喉，交叉口交通通行能力的大小是影响交通拥堵的最关键因素，所以交叉口优化是非常重要的研究方向。因此，本文选取宜兴市太滆路与人民路交叉口作为研究对象进行交叉口信号配时优化。
城市道路交叉口的交通运行状态与整个城市的交通运行状态密切相关，解决城市道路交叉口的问题是解决城市交通的关键。而城市道路交叉口交通信号配置不合理、协调与优化程度不足是主要的技术原因。
交通信号灯是道路交叉路口必不可少的交通控制手段。对于传统的信号灯控制系统，控制周期固定，不能根据实际的交通流状况随时调整各方向上信号灯的时间从而经常造成很多不必要的时间等待和资源浪费。这是现今交通问题日趋严重的原因之一。
城市交叉口信号控制常见的问题有以下几个方面:
(1)信号周期设置不当。
a信号周期过短。
b信号周期过长。
c信号相位时间分配不合理。
(2)信号相位不合理。
(3)行人、非机动车信号配时不足。
对平面交叉口而言使用交通信号灯是重要的交通控制手段,合理的信号配时对缓解交通拥有着举足轻重的作用。
1.2 国内外研究概况
饱和度、交叉口通行能力等紧密相关,这一关键控制参数决定着交通信号控制效益。常用的单点交叉口周期时长优化目标如下:车辆排队长度、交叉口车辆平均延误、停车次数、燃油消耗量、运营费用等。周期时长的优化研究也开始应用人工智能、灰色系统分析、模糊控制等。
1.2.1 国外研究概况
人们研究信号控制最早开始于19世纪，利用信号灯来控制机动车与非机动车进入交叉路口的先后顺序。 世界上最早的信号交叉路口出现在1868年，在英国伦敦的Westminster街口。从此，人们不断深入开展关于信号灯方面的研究。 英国、美国等发达国家率先对此进行了研究，在交通管理方面采用交通规则与信号控制相结合的方法，比如采用多相位控制禁止左转或者禁止右转等，以此来提高交通安全与道路通行能力[1]。
在国外,1958年,RV.Webster和B.M.Cobbe对固定周期的信号控制建立了以车辆平均延误最小为目标的信号配时模型及计算方法,即韦伯斯特（Webster）法,至今其仍是定时信号控制的基础。上世纪80年代澳洲学者爱克赛立科引入“停车补偿系数数”,并将车辆延误时间同停车次数合在一起,建立了评价信号配时方案的优化程度的综合指标,其是对Webster法的进一歩补充和修正,被称为ARRB法[2]。
国内研究概况
在国内,近年来交通工程方面的学者已经认识到Webster周期公式的一些局限性,开始致力于新的周期时长优化模型的研究并取得了一些进展。同济大学杨佩昆教授提出了 "冲突点法",把研究信号配时的考察断面从停车线移到冲突点来。同济大学的杨锦冬和杨东援提出了信号控制系统是一个交通信息不完全的灰色系统,信号周期时长同到达率、延误、停车率等因素之间的关系也为不确定的灰关联关系,通过分析其相关程度,可以找出确定周期时长的目标函数及其指标值,进而改进和完善配时方法[4]。
此外,近年来随着智能交通控制理论研究的深
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究概况 2
1.2.1 国外研究概况 2
1.2.2 国内研究概况 2
1.3 研究内容与框架流程图 3
1.3.1 研究内容 3
1.3.2 框架流程图 4
2 交叉口信号控制理论基础 5
2.1 平面交叉口简介 5
2.2 信号配时参数 5
2.2.1 信号配时参数 5
2.2.2 韦伯斯特（Webster）信号配时方法及公式 6
3 信号交叉口数据采集和分析 7
3.1 交通调查参数 7
3.2 调查方法 8
3.2.1 交叉口的选择 8
3.2.2 调查方法 9
3.3 交叉口现有数据分析和整理 10
3.3.1 现有数据整理 10
3.3.2 信号配时优化计算过程 16
4 基于VISSIM的信号交叉口交通仿真评价 17
4.1 服务水平概述 17
4.1.1 延误时间 17
4.1.2 停车次数 19
4.1.3 交叉口现状服务水平评价 19
4.2 评价分析 20
结 论 23
致 谢 25
参
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
号配时优化计算过程 16
4 基于VISSIM的信号交叉口交通仿真评价 17
4.1 服务水平概述 17
4.1.1 延误时间 17
4.1.2 停车次数 19
4.1.3 交叉口现状服务水平评价 19
4.2 评价分析 20
结 论 23
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
由于当代社会发展速度迅猛,经济实力提升加快，信息化社会进程的促进，以及社会人口和汽车数量增加迅猛，加速促进了城市化进程,扩大了城市规模,使人口不断集中。在城市交通需求快速增长,快速增加机动车数量的同时,现有的城市道路已经不能满足日常需求,使交通拥堵现象日益加剧。城市道路的交通问题层出不穷，道路交通拥堵、环境污染、交通事故频发等一系列问题应运而生，给人们的工作和日常生活带来了不小的麻烦。
宜兴市虽然城市陆域面积只有1582平方公里，而2014年最新数据显示，户籍人口116.4万，常住人口达到130万。根据近几年来的调查结果可以得出，在宜兴，平均每两户人家就拥有一辆私家车，由此可见，宜兴市的汽车拥堵有多严重。
1.1 研究背景及意义
近年来，随着人口的快速增长和经济改革政策和政府惠民政策的实施，经济快速发展，家庭人均收入大幅提高，导致宜兴市的机动车数量增长速度非常之迅猛，私家车在机动车中的占有量成大幅上升的趋势。私家车的增多直接导致城市道路交通拥堵，甚至有时节假日高峰期还会导致交通瘫痪，为人民的出行带来极大的影响。而交叉口是道路交通的咽喉，交叉口交通通行能力的大小是影响交通拥堵的最关键因素，所以交叉口优化是非常重要的研究方向。因此，本文选取宜兴市太滆路与人民路交叉口作为研究对象进行交叉口信号配时优化。
城市道路交叉口的交通运行状态与整个城市的交通运行状态密切相关，解决城市道路交叉口的问题是解决城市交通的关键。而城市道路交叉口交通信号配置不合理、协调与优化程度不足是主要的技术原因。
交通信号灯是道路交叉路口必不可少的交通控制手段。对于传统的信号灯控制系统，控制周期固定，不能根据实际的交通流状况随时调整各方向上信号灯的时间从而经常造成很多不必要的时间等待和资源浪费。这是现今交通问题日趋严重的原因之一。
城市交叉口信号控制常见的问题有以下几个方面:
(1)信号周期设置不当。
a信号周期过短。
b信号周期过长。
c信号相位时间分配不合理。
(2)信号相位不合理。
(3)行人、非机动车信号配时不足。
对平面交叉口而言使用交通信号灯是重要的交通控制手段,合理的信号配时对缓解交通拥有着举足轻重的作用。
1.2 国内外研究概况
饱和度、交叉口通行能力等紧密相关,这一关键控制参数决定着交通信号控制效益。常用的单点交叉口周期时长优化目标如下:车辆排队长度、交叉口车辆平均延误、停车次数、燃油消耗量、运营费用等。周期时长的优化研究也开始应用人工智能、灰色系统分析、模糊控制等。
1.2.1 国外研究概况
人们研究信号控制最早开始于19世纪，利用信号灯来控制机动车与非机动车进入交叉路口的先后顺序。 世界上最早的信号交叉路口出现在1868年，在英国伦敦的Westminster街口。从此，人们不断深入开展关于信号灯方面的研究。 英国、美国等发达国家率先对此进行了研究，在交通管理方面采用交通规则与信号控制相结合的方法，比如采用多相位控制禁止左转或者禁止右转等，以此来提高交通安全与道路通行能力[1]。
在国外,1958年,RV.Webster和B.M.Cobbe对固定周期的信号控制建立了以车辆平均延误最小为目标的信号配时模型及计算方法,即韦伯斯特（Webster）法,至今其仍是定时信号控制的基础。上世纪80年代澳洲学者爱克赛立科引入“停车补偿系数数”,并将车辆延误时间同停车次数合在一起,建立了评价信号配时方案的优化程度的综合指标,其是对Webster法的进一歩补充和修正,被称为ARRB法[2]。
国内研究概况
在国内,近年来交通工程方面的学者已经认识到Webster周期公式的一些局限性,开始致力于新的周期时长优化模型的研究并取得了一些进展。同济大学杨佩昆教授提出了 "冲突点法",把研究信号配时的考察断面从停车线移到冲突点来。同济大学的杨锦冬和杨东援提出了信号控制系统是一个交通信息不完全的灰色系统,信号周期时长同到达率、延误、停车率等因素之间的关系也为不确定的灰关联关系,通过分析其相关程度,可以找出确定周期时长的目标函数及其指标值,进而改进和完善配时方法[4]。
此外,近年来随着智能交通控制理论研究的深
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