淮海南路与枚皋路交叉口信号配时设计(附件)
道路交叉口是城市道路的重要节点，提高道路交叉口的通行能力，减少停车次数和延误是所有道路参与者追求的目标。本文以淮海南路与枚皋路交叉口为研究对象，实施交通量、交叉口几何参数、车速调查，探究现状交叉口信号配时的适用情况，并对VISSIM仿真进行标定，确定其仿真可行性。因为此交叉口流量比Y＜0.9，故而信号配时可采用韦伯斯特法。利用韦伯斯特法进行优化配时，对此交叉口分别进行了三相位和四相位信号配时方案。对现状方案及这两个优化方案进行仿真，总延误分别为现状仿真总延误34.98s，三相位优化配时方案18.3s，四相位优化配时方案的总延误28.6s，结果显示优化后的方案明显优于现行配时方案。但考虑到三相位配时增加了冲突点，降低了安全性，权衡此交叉口其余的配时方案，建议本文使用四相位优化配时方案，周期为120s。关键词 交叉口，信号配时，配时方案，VISSIM仿真评价目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究内容 4
2 城市交叉口交通信号配时基本理论 5
2.1 道路交叉口基本概念 5
2.2 设计综述 6
2.3 单点交叉口固定周期信号控制理论 6
2.4 韦伯斯特（ Webster）信号配时方法及公式 7
3 淮海南路与枚皋路交叉口信号配时现状调查分析 8
3.1 交通量调查与分析 9
3.2 交叉口几何参数调查 14
3.3 速度调查 17
4 淮海南路与枚皋路交叉口信号配时优化方案设计 22
4.1 交叉口信号原始数据 22
4.2 三相位信号配时优化 23
4.3 四相位信号配时优化 26
5 仿真评价分析 27
5.1 VISSIM仿真基本步骤 27
5.2 现状配时方案仿真 31
5.3 三相位优化后配时方案仿真 37
5.4 四相位优化后配时方案仿真 43
5.5 仿真结果分 49
结 论 52
致 谢 53<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
> 4.3 四相位信号配时优化 26
5 仿真评价分析 27
5.1 VISSIM仿真基本步骤 27
5.2 现状配时方案仿真 31
5.3 三相位优化后配时方案仿真 37
5.4 四相位优化后配时方案仿真 43
5.5 仿真结果分 49
结 论 52
致 谢 53
参 考 文 献 54
附录：淮海南路与枚皋路交叉口交通量调查表格 55
1 绪论
1.1 研究背景及意义
近年来，随着我国经济的不断增长和道路交通事业的飞速发展，道路交通事故发生的频率越来越高，交通安全问题已经成为人们日常生活中关注的首要问题,而交叉口又是交通事故发生率较高的位置。交通安全状况更是不容乐观：2012年中国汽车保有量仅占世界汽车保有量的3%，但交通事故死亡人数却占世界的16%左右。中国产业调研网发布的2016年中国汽车市场调查研究与发展趋势预测报告认为，到2014年底，我国汽车保有量又新增加1707余万辆，目前全国机动车保有量达2.64亿辆，其中汽车1.54亿辆，2015年全年达到1.78亿辆[1]。2016年中国汽车保有量将占世界汽车保有量的17%。经统计分析表明：机动车辆闯红灯、超速行驶、不当超车、不按车道行驶、非机动车与机动车争道抢行、行人随意横穿马路等是引发交通事故的主要因素[2]。在这些违章行为中，驾驶人员和行人的主观因素是引起事故一方面，同时缺乏建立一套有效的交通信号控制系统。通过建立有效的交通信号控制系统更能有效地阻止行人违规横穿道路，保证车辆安全畅通。但是，不合理的信号配时设计会增加道路行车不稳定因素和交通拥堵，降低服务水平，增加城市道路养护运营成本和行车延误。所以结合各城市的具体实际情况，合理地设置交叉口信号配时方案尽量减少车辆通过路口时间，降低排队延误减少排队长度，提高交叉口通行能力，提高服务水平，保障交通参与者的人身安全和道路通行的安全顺畅，切实提升我国城市道路交通安全高效的水平意义久远。所以本课题针对运行不久的淮海南路与枚皋路交叉口进行信号配时方案设计。
1.2 国内外研究现状
关于道路交通信号配时的研究，国外起步早、范围广、研究深、成果多，而中国虽然起步晚，但也在积极进行该方面的相关研究。。本文在此部分从国外研究现状和国内研究现状对交叉口信号配时的相关研究进行介绍。
1.2.1 国外研究现状
各个国家对交通安全设施的研究、开发以及应用相当重视，尤其是西方发达国家。西方发达国家在历年的不断研究中制定了相当完善的交叉口信号配时设计规范，并且不断地推出了形式多样、经济美观、性能完善且安全适用的新产品。
20 世纪70年代，国外工程师开始研究实时自适应的交通信号控制系统[3]。1973年，英国道路研究所开始研究SCOOT（Split,Cycle and Offset Optimization Technique，绿信比—周期长—相位差优化技术）系统。SCOOT系统采用联机实时控制的动态模式，对周期、绿信比与相位差进行控制，采用小步长渐进寻优方法。但SCOOT相位不能自动增减，相序不能自动改变，现场安装调试时相当繁琐等不足是有待改进的。与此同时，澳大利亚新南威尔士州干道部以西姆斯为首进行新的交通控制方法的研究开发，经过10年的时间，SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System，悉尼自适应控制系统）获得成功并在悉尼应用。至此，形成了以TRANSYT系统为代表的固定式信号配时的区域协调信号控制系统；以SCOOT系统为代表的自适应方案生成式系统（集中控制，Centralized Control）；以SCAT系统为代表的实时自适应方案选择式系统（分层控制，Multilevel Control）[4]。这些系统经过几十年的发展完善，在今天仍然是主导控制系统。此外，VISSIM仿真系统是德国PTV公司开发的微观仿真软件，是一种微观的、以时间为参照、以交通行为模型为基础的仿真系统，主要用于城市和郊区交通的模拟仿真中。它采用的是一个离散的、随机的、以0.1s为时间步长的微观模型。VISSIM提供了图形化的界面，用2D和3D动画向用户直观显示车辆运动，运用动态交通分配进行路径选择。Synchro仿真软件交通信号协调及配时设计软件是美国Traffic ware公司根据美国交通部标准HCM规范研发的，该标准中的参数是根据汽车性能、驾驶员的行为习惯、交通法规等设定的，计算得出的某些结果（如延误时间、服务水平、废气排放等），作为方案比较的相对参数，具有重要参考价值的，信号配时也非常合理。Synchro交通信号协调及配时设计软件包含的组件有：Synchro，Sim Traffic，Sim Traffic CI，3D Viewer，Warrants。Synchro是进行交通信号配时与优化的理想工具，具备通行能力分析仿真，协调控制控制，自适应信号控制仿真等功能，并且具备与传统流行交通仿真软件CORSIM，TRANSYT一7F，HCS等的接口，其简单易懂，具有很高
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 研究内容 4
2 城市交叉口交通信号配时基本理论 5
2.1 道路交叉口基本概念 5
2.2 设计综述 6
2.3 单点交叉口固定周期信号控制理论 6
2.4 韦伯斯特（ Webster）信号配时方法及公式 7
3 淮海南路与枚皋路交叉口信号配时现状调查分析 8
3.1 交通量调查与分析 9
3.2 交叉口几何参数调查 14
3.3 速度调查 17
4 淮海南路与枚皋路交叉口信号配时优化方案设计 22
4.1 交叉口信号原始数据 22
4.2 三相位信号配时优化 23
4.3 四相位信号配时优化 26
5 仿真评价分析 27
5.1 VISSIM仿真基本步骤 27
5.2 现状配时方案仿真 31
5.3 三相位优化后配时方案仿真 37
5.4 四相位优化后配时方案仿真 43
5.5 仿真结果分 49
结 论 52
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5 仿真评价分析 27
5.1 VISSIM仿真基本步骤 27
5.2 现状配时方案仿真 31
5.3 三相位优化后配时方案仿真 37
5.4 四相位优化后配时方案仿真 43
5.5 仿真结果分 49
结 论 52
致 谢 53
参 考 文 献 54
附录：淮海南路与枚皋路交叉口交通量调查表格 55
1 绪论
1.1 研究背景及意义
近年来，随着我国经济的不断增长和道路交通事业的飞速发展，道路交通事故发生的频率越来越高，交通安全问题已经成为人们日常生活中关注的首要问题,而交叉口又是交通事故发生率较高的位置。交通安全状况更是不容乐观：2012年中国汽车保有量仅占世界汽车保有量的3%，但交通事故死亡人数却占世界的16%左右。中国产业调研网发布的2016年中国汽车市场调查研究与发展趋势预测报告认为，到2014年底，我国汽车保有量又新增加1707余万辆，目前全国机动车保有量达2.64亿辆，其中汽车1.54亿辆，2015年全年达到1.78亿辆[1]。2016年中国汽车保有量将占世界汽车保有量的17%。经统计分析表明：机动车辆闯红灯、超速行驶、不当超车、不按车道行驶、非机动车与机动车争道抢行、行人随意横穿马路等是引发交通事故的主要因素[2]。在这些违章行为中，驾驶人员和行人的主观因素是引起事故一方面，同时缺乏建立一套有效的交通信号控制系统。通过建立有效的交通信号控制系统更能有效地阻止行人违规横穿道路，保证车辆安全畅通。但是，不合理的信号配时设计会增加道路行车不稳定因素和交通拥堵，降低服务水平，增加城市道路养护运营成本和行车延误。所以结合各城市的具体实际情况，合理地设置交叉口信号配时方案尽量减少车辆通过路口时间，降低排队延误减少排队长度，提高交叉口通行能力，提高服务水平，保障交通参与者的人身安全和道路通行的安全顺畅，切实提升我国城市道路交通安全高效的水平意义久远。所以本课题针对运行不久的淮海南路与枚皋路交叉口进行信号配时方案设计。
1.2 国内外研究现状
关于道路交通信号配时的研究，国外起步早、范围广、研究深、成果多，而中国虽然起步晚，但也在积极进行该方面的相关研究。。本文在此部分从国外研究现状和国内研究现状对交叉口信号配时的相关研究进行介绍。
1.2.1 国外研究现状
各个国家对交通安全设施的研究、开发以及应用相当重视，尤其是西方发达国家。西方发达国家在历年的不断研究中制定了相当完善的交叉口信号配时设计规范，并且不断地推出了形式多样、经济美观、性能完善且安全适用的新产品。
20 世纪70年代，国外工程师开始研究实时自适应的交通信号控制系统[3]。1973年，英国道路研究所开始研究SCOOT（Split,Cycle and Offset Optimization Technique，绿信比—周期长—相位差优化技术）系统。SCOOT系统采用联机实时控制的动态模式，对周期、绿信比与相位差进行控制，采用小步长渐进寻优方法。但SCOOT相位不能自动增减，相序不能自动改变，现场安装调试时相当繁琐等不足是有待改进的。与此同时，澳大利亚新南威尔士州干道部以西姆斯为首进行新的交通控制方法的研究开发，经过10年的时间，SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System，悉尼自适应控制系统）获得成功并在悉尼应用。至此，形成了以TRANSYT系统为代表的固定式信号配时的区域协调信号控制系统；以SCOOT系统为代表的自适应方案生成式系统（集中控制，Centralized Control）；以SCAT系统为代表的实时自适应方案选择式系统（分层控制，Multilevel Control）[4]。这些系统经过几十年的发展完善，在今天仍然是主导控制系统。此外，VISSIM仿真系统是德国PTV公司开发的微观仿真软件，是一种微观的、以时间为参照、以交通行为模型为基础的仿真系统，主要用于城市和郊区交通的模拟仿真中。它采用的是一个离散的、随机的、以0.1s为时间步长的微观模型。VISSIM提供了图形化的界面，用2D和3D动画向用户直观显示车辆运动，运用动态交通分配进行路径选择。Synchro仿真软件交通信号协调及配时设计软件是美国Traffic ware公司根据美国交通部标准HCM规范研发的，该标准中的参数是根据汽车性能、驾驶员的行为习惯、交通法规等设定的，计算得出的某些结果（如延误时间、服务水平、废气排放等），作为方案比较的相对参数，具有重要参考价值的，信号配时也非常合理。Synchro交通信号协调及配时设计软件包含的组件有：Synchro，Sim Traffic，Sim Traffic CI，3D Viewer，Warrants。Synchro是进行交通信号配时与优化的理想工具，具备通行能力分析仿真，协调控制控制，自适应信号控制仿真等功能，并且具备与传统流行交通仿真软件CORSIM，TRANSYT一7F，HCS等的接口，其简单易懂，具有很高
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