论文总字数：25210字

摘 要

随着经济的不断发展，交通拥堵问题日益严重，愈发影响我们对生活的良好体验和工作学习的质量。交叉口则是城市道路网的咽喉，是交通问题的多发地，也是优化交通的重要环节。

论文首先对交叉口信号协调控制及交通仿真技术的国内外研究现状进行说明。而后对交叉口信号控制的基本参数和评价指标进行讨论，并具体分析单个交叉口和干线交叉口的定时信号控制方法。进而实际应用到城市交通信号控制中，提出优化方案，缓解城市交通拥堵。并比较现状与优化后的饱和度、延误、服务水平等，进行评价，得出优化结论。

关键词:交叉口;信号配时;延误;线控制

Main Line Crossing Signal Lamp Line-Control System Timing Design Factor Anaysis

abstract

Develops unceasingly along with the global economic and deepens, Traffic congestion is becoming more and more serious, crossing influence our good experience of life and the quality of the work and study. Intersection is the throat of the urban road network, the traffic problem locations, also an important part of the optimization of traffic.

Paper first intersection signal coordination control and the research status at home and abroad of traffic simulation technology. Then the basic parameters and evaluation indexes of intersection signal control is discussed, And specific analysis of single intersection and main intersection timing signal control method. And then the actual application to the urban traffic signal control, Optimization scheme is put forward, Relieve urban traffic congestion. And compare the present situation and the optimized saturation, delay, service level, etc., to evaluate and optimize the conclusion.

Keywords:Crossing;Signal Timing;Delay; Line Control

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外现状 1

1.2.1信号周期优化方法的研究现状 1

1.2.2信号绿信比优化方法的研究现状 1

1.3研究内容与流程 2

第二章 交叉口信号控制理论方法 4

2.1交通信号控制理论 4

2.1.1交叉口信号控制的基本参数 4

2.1.2交叉口信号评价指标 5

2.2信号控制的基本方法 5

2.2.1单个交叉口的定时信号控制方法 6

2.2.2定时式线控系统的配时设计方法 13

第三章 南京市浦口区大桥北路干线交叉口信号控制现状 14

3.1调查工作过程 14

3.1.1调查范围 14

3.1.2调查内容 15

3.2现状交通信号配时计算 18

3.2.1调查数据整理 18

3.2.2信号灯配时计算 20

第四章 大桥北路干线交叉口信号联动控制 30

4.1定时式线控制系统协调优化 30

4.1.1图解法 30

4.1.2数解法 30

4.2优化前后服务水平评价 31

第五章 小结 33

参考文献 34

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

城市交通作为城市社会和经济活动的命脉，对社会发展、人民生活水平的改善有着重要作用。然而随着城市化进程的加快，城市中的机动车保有量出现了爆发式增长，相对的城市道路建设却无法跟上发展的脚步，使得供需矛盾不断激化，交通事故率上升，车辆运行速度不断下降。

城市道路交叉口是不同交通的集散地，组织交通有序运行的控制点，是城市道路的重要组成部分，城市道路的"咽喉"地带。优化交叉口的各项指标（延误、通行能力、饱和度和服务水平）是提高城市道路通行效率的重要措施之一。因为不同车辆类型组成的混合车流,行人、非机动车、机动车形成的混合交通流及交叉口几何空间等因素相互交织、相互作用,使得交叉口容易产生拥堵、延误及交通事故等交通问题,严重的拥堵可能会影响到整个路网。

本文针对目前国内城市交通问题的现状,在研究单点交叉口的基础上,进一步展开对城市干线交叉口的研究。分析干线交叉口信号协调的主要参数以及其信号评价指标，最终以南京市浦口区大桥北路主干道为例，进行干线交叉口信号联动控制，并比较优化前后的延误、服务水平。使优化方案达到提高交叉口通行能力、路段通行能力,缓解城市交通拥堵问题的研究目标,从而减少交叉口通行时间,加强通行效率,进而提高整个城市交通运行的健康性。

1.2国内外现状

1.2.1信号周期优化方法的研究现状

目前,在城市道路交叉口自适应信号配时系统中,周期时长与车辆平均延误、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。在配时设计时,一般先确定周期时长,再确定其它各参数,相比于相位差、绿信比的优化,它通常具有以下特点:间隔更长,影响范围更大,效果也更佳^[1]。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。

此外,近年来随着智能交通控制理论研究的深入发展,针对交通系统进行智能控制的方法深受国内外学者重视,其中,神经网络与模糊控制在所有的控制方法中占据主导地位,通过采用神经网络控制和模糊控制等技术^[12]，能够实现对交叉口信号灯的智能控制,且控制效果要优于定时控制与感应控制,已经成为交叉口信号灯控制研究的主要方向^[13][14]。目前,由于城市交通的快速发展及交通量与曰俱增,多相位路口信号控制日渐凸显出其重要性，多相位控制已经成为今后的研究重点^[15]。但是,为了更好的缓解交通拥堵、交通事故等一系列的城市交通问题,仅依靠交通信号控制与优化还不够,需要建立安全、高效的智能交通系统ITS。目前,美、日、欧等一些国家已经陆续开始了对ITS的研究工作^[3]。"九五"期间,我国将ITS的研究列入科技攻关项目。这也是未来研究发展的重点方向。

1.2.2信号绿信比优化方法的研究现状

现阶段,在确定交叉口周期时长以后,即可安排各相位绿信比。绿信比是指在一个信号灯周期内用于车辆通行时间所占的比例，它能够反映4相位分配绿灯时间长短和比例关系。如分配合理,将使交叉口的时空利用率得到大幅度提高。绿信比的优化思路一般有两种,即等饱和度分配和不等饱和度分配^[1]。韦伯斯特于1958年提出了“相位等饱和度”理论,它以车辆阻滞延误最小为原则,可使交叉口总饱和度最小。基于该原则,绿信比与相位交通流量比基本成比例,将有效绿灯时间在所有关键相位之间进行平等分配后,求得各相位绿灯实际显示时间、有效绿灯时间及绿信比,最后对非关键相位绿信比进行分析。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^[16][17]。近些年,在相位等饱和分配的基础上,阿克塞立科提出了不等饱和度情况下绿信比的计算方法^[11]。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。

1.3研究内容与流程

本文通过对国内外交通协调控制的分析，在学习城市交通控制理论和交通流特性的基础上,根据我国城市交通信号控制所面临的问题,并且对其分析,进而实际应用到城市交通信号控制中，缓解城市交通拥堵。主要内容概括如下：

（1）交叉口信号控制在国内外的研究现状；

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