延安东路与承德南路交叉口信号控制优化设计(附件)
交叉口是城市道路的重要节点，本文研究的淮安市延安东路与承德南路交叉口处于施工阶段（延安路高架桥快速路正在建设）。该交叉口由于施工围挡作业严重变形，通行能力削减，本文主要通过对信号控制的研究来提高交叉口的通行效率。本文首先对施工交叉口交通特性进行研究，在此基础上设计出更加合理的信号相位方案，并运用TRLL经典配时方法求出信号控制方案。考虑到该交叉口非机动车流量较大，对TRLL经典配时方法进行改进，求出机动车和非机动车都适用的信号配时方案。最后，通过VISSIM仿真软件来验证设计的可行性。关键词 施工交叉口，信号控制，交通仿真
目 录
1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
2施工交叉口交通研究 2
2.1交叉口施工分类 2
2.2施工交叉口交通特性研究 3
2.3施工交叉口通行能力影响分析 4
3施工交叉口信号控制研究 5
3.1单口放行和对称流向放行方法介绍 6
3.2信号相位设计 6
3.3经典信号配时优化方法TRRL配时法 6
3.4考虑非机动车因素的TRRL配时方法改进 8
3.5施工交叉口饱和流量分析模型 9
4淮安市延安东路与承德南路占道施工信号交叉口分析 12
4.1项目背景 12
4.2交叉口几何特征 14
4.3交叉口交通调查 15
5基于VISSIM延安东路与承德南路交叉口信号控制优化设计与评价 18
5.1仿真说明 18
5.2 参数标定 19
5.3优化方案设计与评价 21
总结 26
致谢 27
参考文献 28
1绪论
1.1研究背景
近年来，随着经济的快速增长，城建项目和基础设施维护不断增加，一些大型市政工程的施工建设需要占用有限的道路资源。如果涉及到大型路政工程的项目，诸如快速路的建设，地铁、轻轨的扩建，则需要对相关路网进行大规模的封闭或半封闭围挡施工，从而导致工程施工作业影响区域的道路通行能力 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
下降。交叉口是交通混乱，事故频发，拥堵严重的地段，具有复杂的交通特性。交叉口是城市道路网的核心，其运行效率很大程度上决定了相关路网的通畅度。施工影响下的交叉口往往会因组织管控不当而对周边路网的通行能力产生极大的影响，并且存在着安全隐患，成为城市道路的瓶颈。
淮安市近年来完成有轨电车建设项目，施工范围广，建设周期长，施工期间城市居民的交通出行受到了极大的影响。目前，2016年动工的高架桥快速路建设项目正处于施工建设中，建设总里程100多公里，施工影响范围广，预计建设周期为三年。研究该类工程影响下的路段、交叉口交通特性，组织、控制方法具有一定的现实意义。
1.2国内外研究现状
1.2．1信号周期优化方法的研究状况
在国外，上世纪五十年代韦伯斯特和柯布建立了以车辆平均延误最小为目标函数的固定周期信号配时优化方法,即TRLL方法,也称为FB法或者韦伯斯特法。1981年Akcelik在Webster 的研究成果上，同时把车辆平均延误和停车次数作为优化目标,引入“停车补偿系数”并首次提出了多目标优化的配时方法,被称ARRB(Australian Road Research Board)法[3]。2000年HCM2000给出了最佳周期时长的计算方法,该方法的目标函数为车辆平均延误最小并基于设计交通量求解周期时长[3]。这三种方法是在国际上常用的周期时长确定方法。
在国内，交通工程方面的学者在认识到Webster周期公式的局限性以后，开始致力于新的周期时长优化模型并取得一定的成果。杨佩昆等人分析了直行车流与对向左转车流之间冲突点的特性,针对两相位交叉口构建了基于冲突点的周期时长优化方法,简称“冲突点法”[4]。同济大学的杨锦冬和杨东援提出了以饱和度为约束条件,以延误和排队车辆数最小为目标函数的双目标优化模型信号控制系统[5]。
1.2.2信号绿信比优化方法的研究状况
英国的Webster于1958年提出了著名的“相位等饱和度”理论,它以车辆延误时间最小出发,可使交叉口总饱和度最小[6]。在Webster的理论基础上，绿信比与各相位交通流量比基本成比例，绿灯时间和绿信比则根据各关键相位的交通需求来分配,在完成关键相位的信号设计后,完成非关键相位绿信比的分析工作。该方法比较简便,一般用于面控系统和单点信号控制交叉口的研究。
近些年,相关理论逐渐成熟，在相位等饱和分配的基础上,Akcelik提出了不等饱和度情况下绿信比的测算方法。其主要思想是:先计算出给定饱和度关键相位的绿灯时间,其次是其余关键相位的绿灯时间,最后给出非关键相位绿灯时间。该方法适用于各个相位饱和度不同的情况[7]。
1.3研究目的和意义
本文核心是针对施工期间的淮安市延安东路与承德南路交叉口交通特性设计更加合理、有效的信号控制优化方案。主要采取TRLL经典信号配时方法，以车辆延误为优化指标，设计出车辆平均延误最低的优化方案。
目前国内缺少对施工期间的交叉口交通研究，施工交叉口相比较于正常交叉口应该区别对待。施工交叉口信号控制优化设计是提高通行能力最经济、最有效的方法。本文分析了施工交叉口的交通特性，并在此基础上修正饱和流量计算模型并改进TRLL配时方案，使之更加适合施工交叉口通行需要。
2施工交叉口交通研究
2.1交叉口施工分类
交叉口施工是指需要征用交叉口以及周边区域来进行市政工程建设，道路绿化，道路以道路设施维护，交通管理和路政管理等活动。交叉口施工区是指为了安全保障和工作效率，利用安全设施围挡控制将现场作业人员、设施设备的交通区域。
根据建设项目的作业需要而对道路占用的情况，交叉口施工可分为完全占道、部分占道、不占用道路施工三类。根据交叉口周边建设项目的施工时间长短可分为：交叉口临时、中期、长期作业施工。交叉口临时施工时间保持在一周以内，超过一周但不满三个月的施工属于交叉口中期施工，如若超过三个月的施工作业则可以视为交叉口长期施工。
目 录
1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究目的和意义 2
2施工交叉口交通研究 2
2.1交叉口施工分类 2
2.2施工交叉口交通特性研究 3
2.3施工交叉口通行能力影响分析 4
3施工交叉口信号控制研究 5
3.1单口放行和对称流向放行方法介绍 6
3.2信号相位设计 6
3.3经典信号配时优化方法TRRL配时法 6
3.4考虑非机动车因素的TRRL配时方法改进 8
3.5施工交叉口饱和流量分析模型 9
4淮安市延安东路与承德南路占道施工信号交叉口分析 12
4.1项目背景 12
4.2交叉口几何特征 14
4.3交叉口交通调查 15
5基于VISSIM延安东路与承德南路交叉口信号控制优化设计与评价 18
5.1仿真说明 18
5.2 参数标定 19
5.3优化方案设计与评价 21
总结 26
致谢 27
参考文献 28
1绪论
1.1研究背景
近年来，随着经济的快速增长，城建项目和基础设施维护不断增加，一些大型市政工程的施工建设需要占用有限的道路资源。如果涉及到大型路政工程的项目，诸如快速路的建设，地铁、轻轨的扩建，则需要对相关路网进行大规模的封闭或半封闭围挡施工，从而导致工程施工作业影响区域的道路通行能力 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
下降。交叉口是交通混乱，事故频发，拥堵严重的地段，具有复杂的交通特性。交叉口是城市道路网的核心，其运行效率很大程度上决定了相关路网的通畅度。施工影响下的交叉口往往会因组织管控不当而对周边路网的通行能力产生极大的影响，并且存在着安全隐患，成为城市道路的瓶颈。
淮安市近年来完成有轨电车建设项目，施工范围广，建设周期长，施工期间城市居民的交通出行受到了极大的影响。目前，2016年动工的高架桥快速路建设项目正处于施工建设中，建设总里程100多公里，施工影响范围广，预计建设周期为三年。研究该类工程影响下的路段、交叉口交通特性，组织、控制方法具有一定的现实意义。
1.2国内外研究现状
1.2．1信号周期优化方法的研究状况
在国外，上世纪五十年代韦伯斯特和柯布建立了以车辆平均延误最小为目标函数的固定周期信号配时优化方法,即TRLL方法,也称为FB法或者韦伯斯特法。1981年Akcelik在Webster 的研究成果上，同时把车辆平均延误和停车次数作为优化目标,引入“停车补偿系数”并首次提出了多目标优化的配时方法,被称ARRB(Australian Road Research Board)法[3]。2000年HCM2000给出了最佳周期时长的计算方法,该方法的目标函数为车辆平均延误最小并基于设计交通量求解周期时长[3]。这三种方法是在国际上常用的周期时长确定方法。
在国内，交通工程方面的学者在认识到Webster周期公式的局限性以后，开始致力于新的周期时长优化模型并取得一定的成果。杨佩昆等人分析了直行车流与对向左转车流之间冲突点的特性,针对两相位交叉口构建了基于冲突点的周期时长优化方法,简称“冲突点法”[4]。同济大学的杨锦冬和杨东援提出了以饱和度为约束条件,以延误和排队车辆数最小为目标函数的双目标优化模型信号控制系统[5]。
1.2.2信号绿信比优化方法的研究状况
英国的Webster于1958年提出了著名的“相位等饱和度”理论,它以车辆延误时间最小出发,可使交叉口总饱和度最小[6]。在Webster的理论基础上，绿信比与各相位交通流量比基本成比例，绿灯时间和绿信比则根据各关键相位的交通需求来分配,在完成关键相位的信号设计后,完成非关键相位绿信比的分析工作。该方法比较简便,一般用于面控系统和单点信号控制交叉口的研究。
近些年,相关理论逐渐成熟，在相位等饱和分配的基础上,Akcelik提出了不等饱和度情况下绿信比的测算方法。其主要思想是:先计算出给定饱和度关键相位的绿灯时间,其次是其余关键相位的绿灯时间,最后给出非关键相位绿灯时间。该方法适用于各个相位饱和度不同的情况[7]。
1.3研究目的和意义
本文核心是针对施工期间的淮安市延安东路与承德南路交叉口交通特性设计更加合理、有效的信号控制优化方案。主要采取TRLL经典信号配时方法，以车辆延误为优化指标，设计出车辆平均延误最低的优化方案。
目前国内缺少对施工期间的交叉口交通研究，施工交叉口相比较于正常交叉口应该区别对待。施工交叉口信号控制优化设计是提高通行能力最经济、最有效的方法。本文分析了施工交叉口的交通特性，并在此基础上修正饱和流量计算模型并改进TRLL配时方案，使之更加适合施工交叉口通行需要。
2施工交叉口交通研究
2.1交叉口施工分类
交叉口施工是指需要征用交叉口以及周边区域来进行市政工程建设，道路绿化，道路以道路设施维护，交通管理和路政管理等活动。交叉口施工区是指为了安全保障和工作效率，利用安全设施围挡控制将现场作业人员、设施设备的交通区域。
根据建设项目的作业需要而对道路占用的情况，交叉口施工可分为完全占道、部分占道、不占用道路施工三类。根据交叉口周边建设项目的施工时间长短可分为：交叉口临时、中期、长期作业施工。交叉口临时施工时间保持在一周以内，超过一周但不满三个月的施工属于交叉口中期施工，如若超过三个月的施工作业则可以视为交叉口长期施工。
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