gg文一路(古墩路-古翠路)協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

1、文一西路（古墩路-古翠路）協(xié)調(diào)控制方案設(shè)計(jì)報(bào)告第PAGE23頁(yè)/共NUMPAGES24頁(yè)建設(shè)工程學(xué)院課程報(bào)告（交通控制理論）題 目: 文一西路（古墩路-古翠路） 協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)報(bào)告 指導(dǎo)教師： * 報(bào)告時(shí)間： 2013.05.29 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc357603774 1設(shè)計(jì)概述 PAGEREF _Toc357603774 h 2 HYPERLINK l _Toc357603775 1.1設(shè)計(jì)范圍 PAGEREF _Toc357603775 h 2 HYPERLINK l _Toc357603776 1.2設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc35

2、7603776 h 2 HYPERLINK l _Toc357603777 1.3技術(shù)路線 PAGEREF _Toc357603777 h 2 HYPERLINK l _Toc357603778 2現(xiàn)狀調(diào)查 PAGEREF _Toc357603778 h 3 HYPERLINK l _Toc357603779 2.1調(diào)查方案 PAGEREF _Toc357603779 h 3 HYPERLINK l _Toc357603780 調(diào)查內(nèi)容 PAGEREF _Toc357603780 h 3 HYPERLINK l _Toc357603781 調(diào)查方法 PAGEREF _Toc357603781

3、h 3 HYPERLINK l _Toc357603782 調(diào)查地點(diǎn) PAGEREF _Toc357603782 h 3 HYPERLINK l _Toc357603783 調(diào)查時(shí)間 PAGEREF _Toc357603783 h 3 HYPERLINK l _Toc357603784 調(diào)查數(shù)據(jù)處理 PAGEREF _Toc357603784 h 3 HYPERLINK l _Toc357603785 2.2現(xiàn)狀渠化 PAGEREF _Toc357603785 h 3 HYPERLINK l _Toc357603786 2.3現(xiàn)狀交通流參數(shù) PAGEREF _Toc357603786 h 5

4、HYPERLINK l _Toc357603787 3信號(hào)配時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357603787 h 6 HYPERLINK l _Toc357603788 3.1相位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357603788 h 6 HYPERLINK l _Toc357603789 3.2信號(hào)配時(shí)優(yōu)化 PAGEREF _Toc357603789 h 7 HYPERLINK l _Toc357603790 信號(hào)配時(shí)優(yōu)化過程及原理 PAGEREF _Toc357603790 h 7 HYPERLINK l _Toc357603791 信號(hào)配時(shí)優(yōu)化結(jié)果 PAGEREF _Toc357

5、603791 h 8 HYPERLINK l _Toc357603792 4協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc357603792 h 9 HYPERLINK l _Toc357603793 4.1周期時(shí)長(zhǎng)的確定 PAGEREF _Toc357603793 h 9 HYPERLINK l _Toc357603794 4.2綠信比優(yōu)化方法 PAGEREF _Toc357603794 h 9 HYPERLINK l _Toc357603795 協(xié)調(diào)相位最小綠燈時(shí)間的確定 PAGEREF _Toc357603795 h 10 HYPERLINK l _Toc357603796 非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相

6、位綠燈時(shí)間的確定 PAGEREF _Toc357603796 h 10 HYPERLINK l _Toc357603797 非關(guān)鍵交叉口協(xié)調(diào)相位綠燈時(shí)間的確定 PAGEREF _Toc357603797 h 10 HYPERLINK l _Toc357603798 干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各交叉口配時(shí)方案 PAGEREF _Toc357603798 h 10 HYPERLINK l _Toc357603799 4.3相位差優(yōu)化方法 PAGEREF _Toc357603799 h 10 HYPERLINK l _Toc357603800 單向協(xié)調(diào) PAGEREF _Toc357603800 h 11 HY

7、PERLINK l _Toc357603801 數(shù)解法 PAGEREF _Toc357603801 h 11 HYPERLINK l _Toc357603802 4.3.3 Maxband PAGEREF _Toc357603802 h 13 HYPERLINK l _Toc357603803 5微觀交通仿真實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Toc357603803 h 15 HYPERLINK l _Toc357603804 5.1仿真模型建立 PAGEREF _Toc357603804 h 15 HYPERLINK l _Toc357603805 仿真路網(wǎng) PAGEREF _Toc357603805

8、 h 15 HYPERLINK l _Toc357603806 仿真參數(shù) PAGEREF _Toc357603806 h 15 HYPERLINK l _Toc357603807 信號(hào)控制方案 PAGEREF _Toc357603807 h 15 HYPERLINK l _Toc357603808 5.2評(píng)價(jià)指標(biāo)選取 PAGEREF _Toc357603808 h 15 HYPERLINK l _Toc357603809 5.3仿真結(jié)果輸出 PAGEREF _Toc357603809 h 16 HYPERLINK l _Toc357603810 路網(wǎng)性能 PAGEREF _Toc3576038

9、10 h 16 HYPERLINK l _Toc357603811 交叉口節(jié)點(diǎn)性能 PAGEREF _Toc357603811 h 16 HYPERLINK l _Toc357603812 5.4結(jié)果分析 PAGEREF _Toc357603812 h 19 HYPERLINK l _Toc357603813 單向協(xié)調(diào)方案仿真結(jié)果分析 PAGEREF _Toc357603813 h 19 HYPERLINK l _Toc357603814 不同配時(shí)方案仿真結(jié)果分析 PAGEREF _Toc357603814 h 19 HYPERLINK l _Toc357603815 6總結(jié) PAGEREF

10、_Toc357603815 h 211設(shè)計(jì)概述通過一系列現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，確定設(shè)計(jì)范圍內(nèi)道路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、交通流線組織、交通流量等交通參數(shù)，利用調(diào)查數(shù)據(jù)并根據(jù)等飽和度原則對(duì)道路沿線各個(gè)交叉口進(jìn)行單點(diǎn)配時(shí)優(yōu)化，并在優(yōu)化配時(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行單向協(xié)調(diào)、雙向協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)，最終利用VISSIM仿真軟件，對(duì)比單點(diǎn)配時(shí)方案和各協(xié)調(diào)方案下的路網(wǎng)性能（包括車均延誤、車均停車次數(shù)、平均車速以及通過車輛數(shù)4個(gè)指標(biāo)）、各交叉口節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行效率（車均停車次數(shù)、平均排隊(duì)長(zhǎng)度以及車均延誤3個(gè)指標(biāo)）。1.1設(shè)計(jì)范圍文一西路（古墩路-古翠路），包括文一西路-古墩路交叉口、文一西路-競(jìng)舟路交叉口、文一西路-豐潭路交叉口、文一西路-益樂路交叉口、文一

11、西路-古翠路交叉口。圖1.1 設(shè)計(jì)范圍示例圖1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)文一西路（古墩路-古翠路）進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，盡可能地降低文一西路車輛延誤，并保證其他方向車流正常行駛。1.3技術(shù)路線2現(xiàn)狀調(diào)查2.1調(diào)查方案調(diào)查內(nèi)容文一西路（古墩路-古翠路）沿線交通流組織、路段幾何條件、交叉口渠化、交叉口現(xiàn)有配時(shí)方案、交叉口各方向交通流量、各車道飽和流率。2.1.2調(diào)查方法（1）路段幾何條件通過Google地圖測(cè)距獲??；（2）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查確定沿線交通流組織、交叉口渠化和交叉口現(xiàn)有配時(shí)方案；（3）根據(jù)錄制的視頻，確定交叉口各方向交通流量和各車道飽和流率。2.1.3調(diào)查地點(diǎn)需要對(duì)每個(gè)交叉口的交通流量和飽和流率進(jìn)行調(diào)查，因此每個(gè)交

12、叉口設(shè)置一個(gè)調(diào)查點(diǎn)，有一名調(diào)查人員負(fù)責(zé)：*負(fù)責(zé)位置，*負(fù)責(zé)位置，*負(fù)責(zé)位置，*負(fù)責(zé)位置，*負(fù)責(zé)位置。圖2.1 調(diào)查點(diǎn)示例圖2.1.4調(diào)查時(shí)間調(diào)查日為，調(diào)查時(shí)段選擇為平峰時(shí)段10：00-10：30。2.1.5調(diào)查數(shù)據(jù)處理對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終得到各項(xiàng)數(shù)據(jù)，見章節(jié)2.2和2.3。2.2現(xiàn)狀渠化文一西路（古墩路-古翠路）沿線路段寬度、交叉口間距，如圖2.2（最后一頁(yè)）。各交叉口渠化如圖2.2.1-2.2.5所示（進(jìn)口道寬為3.5m，出口道寬為3.5m，公交專用道寬為4m）。圖2.2.1 文一西路-古墩路交叉口渠化圖2.2.2 文一西路-競(jìng)舟路交叉口渠化圖2.2.3 文一西路-豐潭路交叉口渠化圖2.

13、2.4 文一西路-益樂路交叉口渠化圖2.2.5 文一西路-古翠路交叉口渠化2.3現(xiàn)狀交通流參數(shù)各交叉口各方向交通流量和各車道飽和流率見表2.3。表2.3 交通流量和飽和流率數(shù)據(jù)表交叉口進(jìn)口方向流向流量（pcu/h）車道數(shù)飽和流率（pcu/h）流率比文一西路-古墩路東進(jìn)口左轉(zhuǎn)220.4116000.138 直行720.8217000.212 西進(jìn)口左轉(zhuǎn)681.6216000.213 直行753.2217000.222 南進(jìn)口左轉(zhuǎn)152.4116000.095 直行784.8217000.231 北進(jìn)口左轉(zhuǎn)373.6116000.234 直行742.4217000.218 文一西路-競(jìng)舟路東進(jìn)口左

14、轉(zhuǎn)262.8116000.164 直行1318.4217000.388 西進(jìn)口左轉(zhuǎn)126.8116000.079 直行1101.6217000.324 南進(jìn)口左轉(zhuǎn)140.8117000.182 直行32右轉(zhuǎn)136.4北進(jìn)口左轉(zhuǎn)108117000.115 直行32右轉(zhuǎn)56文一西路-豐潭路東進(jìn)口左轉(zhuǎn)299.6116000.187 直行1058.4217000.311 西進(jìn)口左轉(zhuǎn)280116000.175 直行1038.4217000.305 南進(jìn)口左轉(zhuǎn)205.2116000.128 直行703.6217000.207 北進(jìn)口左轉(zhuǎn)164116000.103 直行696.8217000.205 文一西

15、路-益樂路東進(jìn)口左轉(zhuǎn)196.8116000.123 直行1231.2217000.362 西進(jìn)口左轉(zhuǎn)96116000.060 直行940.8217000.277 南進(jìn)口左轉(zhuǎn)80.8116000.051 直行86117000.051 北進(jìn)口左轉(zhuǎn)206.4116000.129 直行127.2317000.025 文一西路-古翠路東進(jìn)口左轉(zhuǎn)453.6116000.284 直行946217000.278 西進(jìn)口左轉(zhuǎn)216.4116000.135 直行884.8217000.260 南進(jìn)口左轉(zhuǎn)190116000.119 直行506.4317000.099 北進(jìn)口左轉(zhuǎn)150.8216000.047 直行4

16、47.6217000.132 3信號(hào)配時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)3.1相位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)各交叉口的交通流量以及現(xiàn)有相位相序，確定各個(gè)交叉口相位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。文一路-古墩路交叉口、文一路-豐潭路交叉口和文一路-古翠路交叉口采用對(duì)向放行，相位顯示順序如圖，文一路-競(jìng)舟路交叉口和文一路-益樂路交叉口采用南北同時(shí)放行-東西對(duì)向放行，相位顯示順序如圖。圖3.1.1對(duì)向放行相位顯示順序圖圖3.1.2混合放行相位顯示順序圖3.2信號(hào)配時(shí)優(yōu)化信號(hào)配時(shí)優(yōu)化過程及原理（1）信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)選用阿克塞立克最佳周期時(shí)長(zhǎng)計(jì)算公式，如下：式中：為信號(hào)總損失時(shí)間，s；為停車補(bǔ)償系數(shù)，以延誤最小為優(yōu)化目標(biāo)，；交叉口總流量比；（2） 總損失時(shí)間啟動(dòng)損失

17、時(shí)間取3s，各相位綠燈間隔時(shí)間取值3s，即黃燈時(shí)間。則四相位交叉口總損失時(shí)間為12s，三相位交叉口為9s。（3）總流量比總流量比按下式計(jì)算：；（0.9）式中：J一個(gè)周期內(nèi)的相位數(shù)第j相的流量比交通流量（pcu/h）設(shè)計(jì)飽和流量(pcu/h)計(jì)算Y值大于0.9時(shí)，須改進(jìn)進(jìn)口道設(shè)計(jì)或/和信號(hào)相位方案，重新設(shè)計(jì)。（4）總有效綠燈時(shí)間：每周期的總有效綠燈時(shí)間按下式計(jì)算：（5）各相位有效綠燈時(shí)間：按照等飽和度的原則，各相位的有效綠燈時(shí)間應(yīng)按照各關(guān)鍵車流的比例進(jìn)行分配：（6）各相位的綠信比：各相位的綠信比按下式計(jì)算：（7）各相位顯示綠燈時(shí)間：各相位的實(shí)際顯示綠燈時(shí)間按下式計(jì)算：（8）最小綠燈時(shí)間取20s。

18、（9）最終綠燈時(shí)間取顯示綠燈時(shí)間和最小綠燈時(shí)間中的最大值；信號(hào)配時(shí)優(yōu)化結(jié)果沿線交叉口信號(hào)配時(shí)優(yōu)化結(jié)果如表。表3.1 文一路-古墩路交叉口單點(diǎn)優(yōu)化配時(shí)方案進(jìn)口道流向流量車道數(shù)飽和流率流量比YCgegC東進(jìn)口左220.4116000.140.821293030130直620217000.18 26 27 西進(jìn)口左681.6216000.21 30 30 直609.2217000.18 2627南進(jìn)口左152.4116000.10 33 33 直662.4217000.19 2828北進(jìn)口左373.6116000.23 3333直627.2217000.18 28 28 表3.2 文一路-競(jìng)舟路交叉

19、口單點(diǎn)優(yōu)化配時(shí)方案進(jìn)口道流向流量車道數(shù)飽和流率流量比YCgegC東進(jìn)口左262.8116000.16 0.6756122072直1095.2217000.32 23 23 西進(jìn)口左126.8116000.08 12 20 直878.8217000.26 2323南進(jìn)口左140.8117000.18 1320直32右136.4北進(jìn)口左108117000.12 1320直32右56表3.3 文一路-豐潭路交叉口單點(diǎn)優(yōu)化配時(shí)方案進(jìn)口道流向流量車道數(shù)飽和流率流量比YCgegC東進(jìn)口左299.6116000.19 0.77 99 21 21 104直828217000.24 28 28 西進(jìn)口左2801

20、16000.18 21 21 直836.8217000.25 2828南進(jìn)口左205.2116000.13 14 14 直703.6217000.21 2323北進(jìn)口左164116000.10 1414直696.8217000.20 23 23 表3.4 文一路-益樂路交叉口單點(diǎn)優(yōu)化配時(shí)方案進(jìn)口道流向流量車道數(shù)飽和流率流量比YCgegC東進(jìn)口左196.8116000.12 0.6148 82069直892.8217000.26 17 20 西進(jìn)口左96116000.06 8 20 直660217000.19 1720南進(jìn)口左80.8116000.10 1520直8611700北進(jìn)口左260.4

21、116000.23 1520直127.231700表3.5 文一路-古翠路交叉口單點(diǎn)優(yōu)化配時(shí)方案進(jìn)口道流向流量車道數(shù)飽和流率流量比YCgegC東進(jìn)口左453.6116000.28 0.74 87 2929102直694.0217000.20 21 21 西進(jìn)口左216.4116000.14 29 29 直618.4217000.18 2121南進(jìn)口左190116000.12 12 20 直506.4317000.10 1320北進(jìn)口左150.8216000.05 1220直447.6217000.13 13 20 4協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)主干道路上各信號(hào)交叉口之間的相位

22、差，使干道上按規(guī)定車速行駛的車輛獲得盡可能不停頓的通行權(quán)。其目的在于滿足干道交通大負(fù)荷通行的需求，降低停車排隊(duì)時(shí)間，減少交叉口延誤，提高干道交叉口通行能力，改善城市交通狀況。在干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，需求確定周期時(shí)長(zhǎng)、綠信比以及相位差這三個(gè)參數(shù)。4.1周期時(shí)長(zhǎng)的確定關(guān)鍵交叉口是以所需周期時(shí)長(zhǎng)最大的交叉口為關(guān)鍵交叉口，并以此周期時(shí)長(zhǎng)為線控系統(tǒng)的公用周期。其計(jì)算步驟如下：確定線控區(qū)內(nèi)的各個(gè)交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)ci；確定公用周期，Cm=max(c1,c2ci)；根據(jù)3.2節(jié)計(jì)算得到的單點(diǎn)信號(hào)配時(shí)方案，古墩路-文一路、競(jìng)舟路-文一路、豐潭路-文一路、益樂路-文一路、古翠路-文一路交叉口的周期分別為13

23、0s，72s，104s，69s，102s，則關(guān)鍵交叉口為古墩路-文一路交叉口，公用周期為130s。4.2綠信比優(yōu)化方法交叉口周期時(shí)長(zhǎng)確定以后，就可以分配各相位的綠信比。綠信比的優(yōu)化方法一般分為兩種，分別是等飽和度分配和不等飽和度分配。等飽和度分配是以車輛阻滯延誤最小為原則，各相位綠信比與流量比成比例，通過計(jì)算關(guān)鍵相位的流量比確定有效綠燈時(shí)間，從而確定綠信比以及綠燈實(shí)際顯示時(shí)間，可用于關(guān)鍵交叉口信號(hào)控制。不等飽和度分配的計(jì)算步驟如下：首先計(jì)算給定飽和度關(guān)鍵相位的綠燈時(shí)間，然后計(jì)算其余關(guān)鍵相位的綠燈時(shí)間，最后確定非關(guān)鍵相位的綠燈時(shí)間。不等飽和度分配使用與線控系統(tǒng)中非關(guān)鍵交叉口的信號(hào)配時(shí)。協(xié)調(diào)相位最

24、小綠燈時(shí)間的確定關(guān)鍵交叉口協(xié)調(diào)相位的顯示綠燈時(shí)間就是各交叉口上協(xié)調(diào)方向所必須保持的最小綠燈時(shí)間。根據(jù)3.2節(jié)計(jì)算結(jié)果得到關(guān)鍵交叉口（古墩路-文一路交叉口）協(xié)調(diào)方向綠燈時(shí)間為27s。非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位綠燈時(shí)間的確定根據(jù)及非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位飽和度使用限值(一般取)，計(jì)算非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位有效綠燈時(shí)間的實(shí)用值：式中：g非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位的實(shí)用有效綠燈時(shí)間（s）； Cm公共周期時(shí)長(zhǎng)（s）； qn非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位關(guān)鍵車道的流量（pcu/h）； Sn非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位關(guān)鍵車道的飽和流量（pcu/h）； gne非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位的有效綠燈時(shí)間（s）； 非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位的飽

25、和度實(shí)用限值； 非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位關(guān)鍵車道的流量比。非關(guān)鍵交叉口協(xié)調(diào)相位綠燈時(shí)間的確定干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的非關(guān)鍵交叉口其周期時(shí)長(zhǎng)采用公共周期時(shí)長(zhǎng)，協(xié)調(diào)相位的綠燈時(shí)間要大于關(guān)鍵交叉口協(xié)調(diào)相位的綠燈時(shí)間。在非協(xié)調(diào)相位的綠燈顯示時(shí)間確定以后，富余時(shí)間全加給協(xié)調(diào)相位，以形成最大綠波帶。干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)各交叉口配時(shí)方案根據(jù)上述方法確定了本次協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)交叉口的信號(hào)配時(shí)方案，如 REF _Ref357365040 h * MERGEFORMAT 表4.1所示。表4. SEQ 表4- * ARABIC 1干線協(xié)調(diào)交叉口配時(shí)方案綠燈時(shí)間（s）東西左轉(zhuǎn)東西直行南北左轉(zhuǎn)南北直行公共周期古墩路口3027332813

26、0競(jìng)舟路口237226豐潭路口27421930益樂路口177133古翠路口404217194.3相位差優(yōu)化方法為使車輛通過協(xié)調(diào)信號(hào)控制系統(tǒng)時(shí)，能連續(xù)通過盡可能多的綠燈，必須使相鄰信號(hào)間的相位差同車輛在其間的行程時(shí)間相適應(yīng)，因此相位差是信號(hào)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制的關(guān)鍵參數(shù)。通常相位差優(yōu)化主要包括兩種設(shè)計(jì)思路，分別是最大綠波帶法和最小延誤法。此處以最大綠波帶為優(yōu)化目標(biāo)來(lái)確定各交叉口間的相位差，其中包括單向協(xié)調(diào)和雙向協(xié)調(diào)，雙向協(xié)調(diào)又包括數(shù)解法和Maxband。單向協(xié)調(diào)單向協(xié)調(diào)是一種以單方向交通流為優(yōu)化對(duì)象的線控方式，常用于單向交通、變向交通，而對(duì)于雙向交通，如果交通流具有明顯的潮汐特性，也可采用單向協(xié)

27、調(diào)控制。單向協(xié)調(diào)時(shí)，相位差計(jì)算公式：式：相鄰信號(hào)間的時(shí)差，s； s相鄰信號(hào)間的間距，km; v線控系統(tǒng)車輛可連續(xù)通行的車速，km/h； Cm公共周期時(shí)長(zhǎng)，s?？紤]到初始排隊(duì)車輛對(duì)協(xié)調(diào)相位的影響，綠波帶帶寬相等時(shí)，各交叉口綠時(shí)差不同，協(xié)調(diào)效果也不同。因此，對(duì)于單向協(xié)調(diào)，分別以綠燈起點(diǎn)、綠燈中點(diǎn)和紅燈起點(diǎn)為基準(zhǔn)計(jì)算綠時(shí)差，得到表4.2。表4.2 單向協(xié)調(diào)正反向相位差協(xié)調(diào)方向交叉口序號(hào)距離相位差終點(diǎn)一致中點(diǎn)一致起點(diǎn)一致古墩路-古翠路100002445-4184134076370784587871091295501313846古翠路-古墩路5517707785458143109129341738455

28、3244545679010000數(shù)解法數(shù)解法是確定線控系統(tǒng)相位差的另一種方法，它通過尋找使得系統(tǒng)中各實(shí)際信號(hào)距理想信號(hào)的最大挪移量最小來(lái)獲得最優(yōu)相位差的控制方案。已知關(guān)鍵交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)為130s，設(shè)干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)的帶速v=11m/s(40km/h)，則vCm/2=715m。這也就是說，相距715m信號(hào)的時(shí)差正相當(dāng)于交互式協(xié)調(diào)的時(shí)差（錯(cuò)半個(gè)周期）；相距1430m的信號(hào)正好是同步式協(xié)調(diào)（錯(cuò)一個(gè)周期）。根據(jù)已知的條件，確定數(shù)解法的一般步驟：計(jì)算a列，a=715100作為最適當(dāng)?shù)膙Cm/2的變動(dòng)范圍，各數(shù)字假定為“理想信號(hào)”的間距；計(jì)算a列各行，根據(jù)各個(gè)交叉口的實(shí)際間距確定與理想信號(hào)點(diǎn)的錯(cuò)移距離；計(jì)算

29、b列，將實(shí)際信號(hào)位置與理想信號(hào)的挪移量，按順序排列（從小到大），并計(jì)算各相鄰挪移量之差，將此差值之最大值記入b列；確定最適合理想信號(hào)位置，取b為最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)的a值，就可以得到各信號(hào)到理想信號(hào)的挪移量最??；作連續(xù)行駛通過帶，把理想信號(hào)依次列在最靠近的實(shí)際信號(hào)下面，確定各信號(hào)在理想信號(hào)的左、右位置；求時(shí)差，凡奇數(shù)理想信號(hào)相應(yīng)的實(shí)際信號(hào)間為同步協(xié)調(diào)；而偶數(shù)理想信號(hào)相應(yīng)的實(shí)際信號(hào)間為交互協(xié)調(diào)。因此，相應(yīng)于奇數(shù)理想信號(hào)的實(shí)際信號(hào)的時(shí)差為；相應(yīng)于偶數(shù)理想信號(hào)的實(shí)際信號(hào)的時(shí)差為 。根據(jù)數(shù)解法的求解步驟，通過matlab編程計(jì)算得到綠時(shí)差，如表4.3所示。表4. SEQ 表4- * ARABIC 2干線協(xié)調(diào)

30、綠時(shí)差交叉路口古墩路競(jìng)舟路豐潭路益樂路古翠路理想信號(hào)No12234各信號(hào)位置右左右右左綠信比(%)2155325532損失（%）11.4827.3227.326.1126.64有效綠信比（%）9.5227.684.6848.895.36綠時(shí)差（%）89.522.53472.534為保持原定周期時(shí)長(zhǎng)，則干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)帶速須調(diào)整為：。為了生成時(shí)空?qǐng)D，首先需要計(jì)算實(shí)際交叉口的綠燈啟亮和終止時(shí)刻。綠燈啟亮?xí)r刻可以通過該交叉口的相位差確定，綠燈終止時(shí)刻可以通過啟亮?xí)r刻、綠信比和周期時(shí)長(zhǎng)來(lái)確定。其次，計(jì)算各綠波帶直線方程的截距，以正向綠波帶直線方程截距計(jì)算過程為例，利用直行方程，計(jì)算截距k1i， k2i。其

31、中，Ai和Bi分別是i交叉口綠燈啟亮?xí)r刻和綠燈終止時(shí)刻；Li為i交叉口到原點(diǎn)的距離；k1i， k2i分別是i交叉口協(xié)調(diào)相位綠波帶上線和下線的截距；v是綠波帶的速度。然后，就可以計(jì)算得到正反向帶寬，。最后生成綠波帶圖，正向綠波帶上線方程為：；正向綠波帶下線方程為：；反向綠波帶上線方程為，反向綠波帶下線方程為。從而可以得到干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)各交叉口的綠燈啟亮?xí)r刻和終止時(shí)刻以及截距方程，如 REF _Ref357365292 h * MERGEFORMAT 表4.3所示，時(shí)空?qǐng)D如 REF _Ref357365307 h * MERGEFORMAT 圖4.1所示。圖4. SEQ 圖4- * ARABIC 1

32、綠波控制的時(shí)空?qǐng)D表4. SEQ 表4- * ARABIC 3利用數(shù)學(xué)解析法計(jì)算綠波帶寬度正向各交叉口的綠燈啟亮?xí)r刻116159174224304正向各交叉口的綠燈終止時(shí)刻143231216296346正向下線截距108.89112.0191.4590.28126.52正向上線截距136.19183.51133.05161.78168.12正向下線截距方程y=L/11.5+126正向上線截距方程y=L/11.5+133反向各交叉口的綠燈啟亮?xí)r刻2461591749444反向各交叉口的綠燈終止時(shí)刻27423121616686反向下線截距253.81206.5256.96228.22221.88反向

33、上線截距281.11278298.56299.72263.48反向下線截距方程y=L/11.5+257反向上線截距方程y=L/11.5+264正反向綠波帶寬度7,74.3.3 Maxband采用雙向最大綠波帶法確定五個(gè)口的相位差。通過輸入上下行帶寬比，通行能力，綠信比，公共周期，帶速范圍，得到相位差，最佳帶速，上下行帶寬。其數(shù)學(xué)模型表達(dá)為：最大綠波帶目標(biāo)函數(shù)：Max b=x1*b1+x2*b2s.t0.5*ri+wj+tij-wj-0.5*rj=ij0.5*ri+wj+tij-wj-0.5*rj=ijij+ij=mijmij為C的整數(shù)倍wi+b11-riwi+b21-riwi,wj,wi,wj

34、0其中：b為綠波帶帶寬；b1為上行綠波，b2為下行綠波；x1，x2為上下行帶寬比；ri為第i個(gè)交叉口的紅燈時(shí)間，rj為第i個(gè)交叉口相鄰的交叉口的紅燈時(shí)間；wi為交叉口i的綠波帶邊緣和其左側(cè)相近紅燈的右側(cè)邊緣之間的時(shí)間間隔；wj為交叉口j的綠波帶邊緣和其左側(cè)相近紅燈的右側(cè)邊緣之間的時(shí)間間隔；wi為交叉口i的綠波帶邊緣和其右側(cè)相近紅燈的左側(cè)邊緣之間的時(shí)間間隔；wj為交叉口j的綠波帶邊緣和其右側(cè)相近紅燈的左側(cè)邊緣之間的時(shí)間間隔；tij為車隊(duì)從交叉口i到交叉口j的行程時(shí)間；ij為交叉口i的綠波帶左側(cè)的紅燈時(shí)間中點(diǎn)和交叉口j的綠波帶左側(cè)的紅燈時(shí)間中點(diǎn)之間的間隔時(shí)間；ij為交叉口j的綠波帶右側(cè)的紅燈時(shí)間中

35、點(diǎn)和交叉口i的綠波帶右側(cè)的紅燈時(shí)間中點(diǎn)之間的間隔時(shí)間；根據(jù)干道的具體時(shí)間，為干道車輛提供盡可能寬的綠波帶，使干道方向行駛的車輛延誤最小，以共同通過帶寬作為交通信號(hào)群系統(tǒng)控制的控制效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，以追求最大上行及下行共同通行帶寬為目標(biāo)的系統(tǒng)信號(hào)相位差設(shè)計(jì)方案。這里假設(shè)上下行流量基本相同，取b1=b2，輸入數(shù)據(jù)：交叉口序號(hào)公共周期(s)速度(km/h)與下一交叉口距離(m)紅燈時(shí)間(s)1130404451032407583587884501595/88輸出數(shù)據(jù)：交叉口序號(hào)上行帶寬(s)下行帶寬(s)上行：相位差(s)下行：相位差(s)110100024981310-104923853892圖4.2

36、 Maxband圖示5微觀交通仿真實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證交叉口各信號(hào)配優(yōu)化方案的效益，本文采用VISSIM軟件對(duì)各配時(shí)方案進(jìn)行仿真模擬，并對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析。本章主要分成兩部分內(nèi)容：第一部分主要是通過仿真路網(wǎng)的建立、參數(shù)的設(shè)置、信號(hào)方案的設(shè)置和評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取等步驟，并對(duì)各配時(shí)方案進(jìn)行仿真。第二部分主要是仿真結(jié)果分析部分，包括以下主要內(nèi)容：對(duì)以綠燈起點(diǎn)、綠燈中點(diǎn)和紅燈起點(diǎn)為基準(zhǔn)計(jì)算綠時(shí)差的（正、反）單向協(xié)調(diào)控制方案進(jìn)行仿真分析，分析交叉口初始排隊(duì)長(zhǎng)度對(duì)協(xié)調(diào)控制的影響，并選取較優(yōu)單向協(xié)調(diào)方案進(jìn)行下一階段的不同配時(shí)方案的對(duì)比分析；分析并評(píng)價(jià)單點(diǎn)信號(hào)配時(shí)、（正、反）單向協(xié)調(diào)配時(shí)、雙向協(xié)調(diào)配時(shí)（數(shù)解法、maxb

37、and法）等5種不同信號(hào)配時(shí)方案的仿真結(jié)果。5.1仿真模型建立仿真路網(wǎng)按照實(shí)際交叉口渠化條件建立仿真模型，具體渠化參見第2.2節(jié)。仿真參數(shù)（1）交通流參數(shù)文一西路有公交專用道，因此公交專用道的車輛構(gòu)成全為大型車，其它機(jī)動(dòng)車道大小型車輛混合，且大型車比例較?。还哦章?、競(jìng)舟路、豐潭路、益樂路以及古翠路沒有公交專用道，大型車比例相對(duì)較高。因此將車輛構(gòu)成分為兩類，如表5.1所示，文一西路公交專用道車輛輸入采用1類車輛構(gòu)成，其它機(jī)動(dòng)車道采用2類車輛構(gòu)成，不考慮行人的影響，車輛輸入時(shí)間都為0s-7200s，具體流量數(shù)據(jù)參見第2.3節(jié)表5.1 交通流參數(shù)車輛類型小汽車公交車1類相對(duì)流量01期望車速/40km

38、/h(40.045.0)2類相對(duì)流量0.0990.01期望車速50km/h(48.058.0)40km/h(40.045.0)（2）駕駛行為參數(shù)駕駛行為參數(shù)采用默認(rèn)值。（3）仿真參數(shù)仿真參數(shù)采用默認(rèn)值，仿真時(shí)間為7200s。信號(hào)控制方案具體信號(hào)控制方案見第4.5節(jié)。5.2評(píng)價(jià)指標(biāo)選?。?）采用路網(wǎng)性能評(píng)價(jià)，對(duì)各個(gè)方案下的路網(wǎng)性能進(jìn)行比較，主要包括：路網(wǎng)車均延誤、路網(wǎng)平均停車次數(shù)、路網(wǎng)車均速度、路網(wǎng)通過車輛數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)；（2）采用節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)，對(duì)各個(gè)交叉口節(jié)點(diǎn)的平均排隊(duì)長(zhǎng)度、車均延誤和車均停車次數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。5.3仿真結(jié)果輸出路網(wǎng)性能通過設(shè)置VISSIM軟件中的路網(wǎng)性能指標(biāo)，選取路網(wǎng)車均

39、延誤、路網(wǎng)平均停車次數(shù)、路網(wǎng)車均速度、路網(wǎng)通過車輛數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)整體路網(wǎng)情況進(jìn)行對(duì)比分析。路網(wǎng)仿真數(shù)據(jù)如表所示。表5.2 單向協(xié)調(diào)路網(wǎng)整體評(píng)價(jià)表指標(biāo)車均延誤(s)車均停車次數(shù)（次）車均速度(km/h)通過車輛數(shù)位置起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)正向81.786.282.51.351.441.3720.519.820.4825282598270反向82.385.891.31.421.421.4120.620.219.4822282148214表5.3 各配時(shí)方案路網(wǎng)整體評(píng)價(jià)表車均延誤(s)車均停車次數(shù)（次）車均速度(km/h)通過車輛數(shù)單點(diǎn)控制89.1881.88619.70

40、28142雙向協(xié)調(diào)（數(shù)解）84.1881.43720.2958227雙向協(xié)調(diào)（maxband）83.3491.35820.32882335.3.2交叉口節(jié)點(diǎn)性能通過采用VISSIM軟件中的節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)，對(duì)各個(gè)交叉口節(jié)點(diǎn)的平均排隊(duì)長(zhǎng)度、車均延誤和車均停車次數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析。（1）方案1：?jiǎn)吸c(diǎn)信號(hào)控制當(dāng)各交叉口均采取單點(diǎn)配時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)，各個(gè)交叉口運(yùn)行效率如表5.4所示。表5.4 節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)單點(diǎn)信號(hào)控制交叉口編號(hào)車均停車次數(shù)（次）平均排隊(duì)長(zhǎng)度（m）車均延誤(s)1協(xié)調(diào)相位1.4384.9120.0非協(xié)調(diào)相位1.0344.367.8交叉口整體效益1.1255.080.12協(xié)調(diào)相位0.7513.124.2

41、非協(xié)調(diào)相位0.694.620.7交叉口整體效益0.748.123.43協(xié)調(diào)相位2.0490.786.7非協(xié)調(diào)相位1.4856.184.7交叉口整體效益1.7070.785.54協(xié)調(diào)相位4.05179.3131.5非協(xié)調(diào)相位1.252.330.0交叉口整體效益3.4968.8110.95協(xié)調(diào)相位2.28237.9131.2非協(xié)調(diào)相位0.984.935.6交叉口整體效益1.7374.890.2（2）方案2：正向協(xié)調(diào)控制協(xié)調(diào)方向?yàn)楣哦章?古翠路時(shí)，三種綠波帶位置下各個(gè)交叉口運(yùn)行效率如表5.5所示。表5.5 節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)正向協(xié)調(diào)控制交叉口評(píng)價(jià)對(duì)象車均停車次數(shù)（次）平均排隊(duì)長(zhǎng)度（m）車均延誤(s)綠波帶位置

42、起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)1協(xié)調(diào)相位1.471.491.3973.074.773.5120.7123.7119.0非協(xié)調(diào)相位1.010.991.0338.839.340.766.165.767.2交叉口整體1.121.111.1247.848.649.379.079.479.42協(xié)調(diào)相位0.620.620.5613.512.612.024.121.618.3非協(xié)調(diào)相位0.840.830.8412.512.412.749.248.249.3交叉口整體0.670.660.6213.713.213.229.727.525.13協(xié)調(diào)相位0.460.710.6873.075.776.234.9

43、39.140.6非協(xié)調(diào)相位1.381.391.3688.391.089.6115.8118.2115.8交叉口整體0.991.111.0888.190.990.181.785.284.84協(xié)調(diào)相位2.232.042.05115.2112.6112.470.965.063.1非協(xié)調(diào)相位1.371.161.195.05.15.252.250.149.3交叉口整體2.071.871.8946.745.745.767.362.160.55協(xié)調(diào)相位1.491.782.0691.095.191.958.365.367.1非協(xié)調(diào)相位1.011.091.197.67.87.949.351.353.1交叉口整體

44、1.291.511.7132.634.033.154.759.761.5（3）方案3：反向協(xié)調(diào)控制協(xié)調(diào)方向?yàn)楣糯渎?古墩路時(shí)，三種綠波帶位置下各個(gè)交叉口運(yùn)行效率如表5.6。表5.6 節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)反向協(xié)調(diào)控制交叉口評(píng)價(jià)對(duì)象車均停車次數(shù)（次）平均排隊(duì)長(zhǎng)度（m）車均延誤(s)綠波帶位置起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)中點(diǎn)終點(diǎn)1協(xié)調(diào)相位1.46 1.42 1.47 68.8 65.1 64.9 112.1 110.6 107.1 非協(xié)調(diào)相位1.03 1.04 1.01 36.7 36.1 37.1 64.0 64.9 65.0 交叉口整體1.14 1.13 1.12 45.2 43.7 44.4 75.4 7

45、5.7 74.9 2協(xié)調(diào)相位0.50 0.60 0.65 8.7 14.4 15.5 15.6 25.7 27.3 非協(xié)調(diào)相位0.82 0.85 0.86 11.5 12.0 11.9 46.3 48.5 48.0 交叉口整體0.57 0.66 0.70 11.2 13.7 14.0 22.3 30.6 31.7 3協(xié)調(diào)相位1.05 0.68 0.92 89.0 77.9 81.8 67.5 48.2 54.9 非協(xié)調(diào)相位1.38 1.42 1.39 93.2 92.5 92.3 120.9 121.0 118.9 交叉口整體1.25 1.11 1.20 97.0 92.8 93.9 99.1

46、 90.1 92.1 4協(xié)調(diào)相位2.29 2.50 2.32 107.8 118.3 113.5 73.3 76.0 71.5 非協(xié)調(diào)相位1.38 1.41 1.25 5.6 5.5 5.5 51.4 54.6 54.4 交叉口整體2.11 2.29 2.12 44.3 48.1 46.4 69.1 71.9 68.2 5協(xié)調(diào)相位1.93 1.79 1.50 102.7 100.5 93.6 84.7 79.0 61.6 非協(xié)調(diào)相位0.95 0.95 0.97 7.4 7.7 7.5 47.8 49.5 49.2 交叉口整體1.54 1.46 1.29 36.0 35.5 33.3 69.9

47、67.4 56.8 （4）方案4：雙向協(xié)調(diào)控制（數(shù)解法）方案相位采用數(shù)解法計(jì)算，各個(gè)交叉口運(yùn)行效率如表5.7。表5.7 節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)雙向協(xié)調(diào)控制（數(shù)解）交叉口編號(hào)車均停車次數(shù)（次）平均排隊(duì)長(zhǎng)度（m）車均延誤(s)1協(xié)調(diào)相位1.468.1112.9非協(xié)調(diào)相位1.037.065.1交叉口整體效益1.145.276.42協(xié)調(diào)相位0.49.417.2非協(xié)調(diào)相位0.812.449.1交叉口整體效益0.512.124.33協(xié)調(diào)相位0.577.041.5非協(xié)調(diào)相位1.490.9117.4交叉口整體效益1.091.386.14協(xié)調(diào)相位2.2112.864.1非協(xié)調(diào)相位1.35.153.2交叉口整體效益2.045.

48、862.05協(xié)調(diào)相位2.3102.277.3非協(xié)調(diào)相位1.18.254.3交叉口整體效益1.836.468.2（5）方案5：雙向協(xié)調(diào)控制（maxband）方案相位采用最大綠波帶法計(jì)算，各個(gè)交叉口運(yùn)行效率如表5.8。表5.8 節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)雙向協(xié)調(diào)控制（maxband）交叉口編號(hào)車均停車次數(shù)（次）平均排隊(duì)長(zhǎng)度（m）車均延誤(s)1協(xié)調(diào)相位1.471.8114.6非協(xié)調(diào)相位1.038.365.9交叉口整體效益1.147.177.52協(xié)調(diào)相位0.510.318.2非協(xié)調(diào)相位0.811.746.5交叉口整體效益0.611.924.53協(xié)調(diào)相位0.679.150.6非協(xié)調(diào)相位1.489.7115.4交叉口整體

49、效益1.191.288.64協(xié)調(diào)相位2.7122.186.4非協(xié)調(diào)相位1.75.454.3交叉口整體效益2.549.580.35協(xié)調(diào)相位1.488.260.5非協(xié)調(diào)相位0.97.950.3交叉口整體效益1.232.056.55.4結(jié)果分析單向協(xié)調(diào)方案仿真結(jié)果分析由表5.2、表5.5和表5.6的數(shù)據(jù)可以看出：（1）在綠波帶帶寬相等的情況下，交叉口運(yùn)行效率因綠時(shí)差的不同而不同，驗(yàn)證了非協(xié)調(diào)方向左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車輛在協(xié)調(diào)相位造成初始排隊(duì)，對(duì)協(xié)調(diào)效果差生影響。（2）不同交叉口的最優(yōu)綠時(shí)差（使運(yùn)行效率最好）并不一致，說明綠時(shí)差的選擇和交叉口交通流量特性、相位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及交叉口幾何特征等因素相關(guān)，應(yīng)具體分析確定

50、影響因素。（3）最優(yōu)單向協(xié)調(diào)方案，應(yīng)該具體分析每個(gè)交叉口，確定每個(gè)交叉口使初始排隊(duì)影響最小的綠時(shí)差，最終確定最優(yōu)協(xié)調(diào)方案。不同配時(shí)方案仿真結(jié)果分析（1）路網(wǎng)性能分析通過VISSIM對(duì)單點(diǎn)配時(shí)方案、正向協(xié)調(diào)控制方案、反向協(xié)調(diào)控制方案、雙向協(xié)調(diào)控制方案（數(shù)解法）、雙向協(xié)調(diào)控制方案（maxband法）等五種配時(shí)方案進(jìn)行仿真模擬，得到如下各方案下的路網(wǎng)性能參數(shù)，如表5.9及圖5.1圖5.4所示。表5.9 路網(wǎng)整體評(píng)價(jià)匯總表評(píng)價(jià)（1h）方案編號(hào)車均延誤(s)車均停車次數(shù)（次）車均速度(km/h)通過車輛數(shù)1單點(diǎn)控制89.21.8919.781422正向協(xié)調(diào)（起點(diǎn)）81.71.3520.582523反向協(xié)調(diào)（起點(diǎn)）82.31.4220.682224雙向協(xié)調(diào)（數(shù)解）84.21.4420.382275雙向協(xié)調(diào)（maxband）83.31.3620.38233從表5.9和圖