信号交叉口渠化与信号配时协调优化研究

智能交通系统中的交叉口信号配时优化方法比较研究智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）的发展已经为城市交通管理和交通运输带来了巨大的变革。

而交叉口是城市道路网络中最繁忙、最复杂的部分之一，因此，交叉口信号配时的优化对于提高交通流效率、减少车辆延误、缓解交通拥堵具有重要意义。

本文将比较研究几种常见的交叉口信号配时优化方法，希望能够为智能交通系统的进一步发展提供参考。

一、传统的交叉口信号配时优化方法1. 固定配时方法固定配时方法是最早也是最简单的交叉口信号配时方法之一。

它是通过根据交叉口繁忙方向的通行需求确定各个方向的信号灯显示时间，并在整个时间段内保持不变。

这种方法的优点是操作简单、适用范围广；缺点是不能根据实时交通流量变化进行调整，因此在交通流量变化较大的情况下效果不佳。

2. 阶段配时方法阶段配时方法是基于事先确定的信号灯阶段组合，根据交叉口的流量情况及调度要求来选择合适的信号灯阶段组合，以适应交通流量的变化。

这种方法相对于固定配时方法来说，在适应交通流量变化方面有一定的灵活性，但是还是需要事先确定好阶段组合，对于交通流量变化较为剧烈的交叉口，效果依然不理想。

二、基于智能交通系统的交叉口信号配时优化方法1. 基于车辆传感器的实时配时方法该方法通过在交叉口的车道上安装车辆传感器，实时感知车辆的存在与否，以此为基础进行信号灯的配时。

当车辆经过传感器时，传感器会向交通信号控制器发送信号，交通信号控制器据此进行智能的信号配时。

该方法可以根据交通流量的变化进行即时调整，有效地减少车辆等待时间，提高交通效率。

2. 基于智能算法的优化配时方法这种方法利用智能算法（如遗传算法、模拟退火算法等）对交叉口的信号灯配时进行优化。

首先，利用传感器采集到的交通数据来建立优化模型，然后，应用智能算法对模型进行求解，以得到最优的信号配时方案。

这种方法可以根据实时交通数据进行智能调整，以适应交通流量的变化和优化交通状况。

基于Synchro的信号交叉口渠化与信号配时案例分析引言随着中国社会经济的迅速发展和城市化进程的加快，机动车保有量也在急剧上升，交通拥堵问题成为人们关注的热点问题。

交通拥堵问题必引起整个交通系统的失调，给人们的出行带来延误，严重影响了人们正常的生活。

因此有关部门正加大力度进行交通管制，以提高交通设施的服务水平。

本文以北京市怀柔区税务局路口为研究对象，结合现状浅析信号交叉口渠化形式的设计。

一、路口现状该交叉口地处怀柔区南北主干道青春路与东西主干道南华街相交路口，青春路是南北方向的三条主干道之一，承担南北方向的交通量，南华街紧邻迎宾环岛，也承担着较大的交通量。

路口东北角是怀柔税务局，其它位置是小区。

该路口的三肢进口道比较均衡，都是主干道的一部分，第四肢进口道是小区的出入口，虽然交通量不大，但确实是一个不容忽视的进口。

该路口是一个比较特殊的信号交叉口。

该路口三肢进口道的车道数均为两车道，都是直左混行和直右混行车道:第四肢进口道为单行道;北进口机动车道宽度为3.5m，绿化带宽度3m，非机动车道为5m;东西进口的机动车道宽度为4m，非机动车道宽度均为5.5m，绿化带宽度为2m，南进口是单行道6m。

二、数据调查及分析该交叉口在高峰时期，东进口的直行和右转流量都比较大，左转流量较小;南进口的各流向的流量都比较小;西进口的左转和直行的流量比较大;北进口的左转和右转的流量比较大。

结合当前的流量现状，利用Synchro。

仿真软件进行优配时，分析结果如下：由上述信号配时评价表所示，当前的配时还能通过优化满足当前现状要求，不需要渠化也可以维持当前的交通运行状态。

但为筹建怀柔新城，创建示范工程，要根据当前的交通状况进行远景规划，通过对未来年2020年的交通预测，确定合理的渠化形式以及相应的信号配时方案。

三、渠化方案根据未来年的流量情况，东进口的直行和右转流量都比较大，左转流量较小，可考虑设置右转专用车道;西进口的左转和直行的流量比较大，右转的比较少，可以考虑设置左转专用道;北进口的左转的流量最大，其次是右转的流量，直行的流量比较小，可以考虑设置左转专用道。

1交叉口渠化和信号配时设计发展分析1．1 国外研究状况国外对交叉口渠化设计的研究较为成熟，一般都形成了相关规范或手册。

如美国的《交通管理设施手册》(Manual on Uniform Traffic Control，MUTC )，详细介绍了交叉口各种渠化措施以及设施的尺寸、颜色和使用时需注意的问题，对车道宽度、车道功能划分、左转车道以及进口车道数等做了大量的研究。

美国将交叉口渠化设计作为NCHRP研究项目，并在1985年出版了NCHRP第279号报告,提出了交叉口渠化设计的方法和原则。

NCHRP第225 号报告对交叉口如何处理左转进行了全面剖析。

日本的《平面交叉路口的规划与设汁》”作为日本国内道路设计建设的指导性文件，对交叉口渠化设计进行了较为详细的阐述,认为渠化设计是交叉口优化设计中非常有效的措施。

在交叉口信号配时设计方面，国外大多采用Webster的理论与方法。

该理论以交叉口延误时间作为唯一的衡量指标，对信号配时方案进行优化，Webster理论未能考虑车辆、行人在交叉口受阻而被迫停候、排队以及由此所带来的油耗。

澳大利亚学者阿克塞力克提出了“停车补偿系数”的概念，并将它与车辆延误时间合在一起，用以评价信号配时方案。

在理论研究的基础上，国外先后编制了种交叉口信号配时手册,对交叉口信号配时设计过程中所涉及的基本概念、操作流程、维护更新等都进行了较为详细的阐述。

如美国联邦公路管理局(Federal Highway Administration，FHWA)组织编写的《交叉口信号配时指导手册(TSTM)》，德国道路与交通工程研究学会编写的《交通信号控制指南一—德国现行规范(RILSA）等。

除了各种信号配时手册外,国外还先后研制了一系列交通信号控制系统、配时仿真软件，较为著名的有英国的SCOOT系统，澳大利亚的SCATS系统，以及用于的交通配时仿真的VISSIM、SYNCHRO、CROSIM等软件。

1.2国内研究状况我国在交叉口信号控制和设计相关各个领域的研究均晚于欧美日等发达国家，不过目前也形成了一系列研究成果。

交通信号配时优化研究随着城市化进程的不断加速，交通拥堵问题日益突出，给人们的出行带来了许多不便。

而交通信号配时优化研究就是为了解决这一问题而展开的一项重要研究。

一、交通拥堵问题的现状面对日益增加的车辆和不断扩大的道路网，交通拥堵问题在许多城市变得越来越严重。

路口交通信号的配时不合理，导致车辆无法顺利通过，停车时间过长，严重影响了出行效率。

二、交通信号配时的基本原理交通信号配时是指根据道路交通流量和交叉口类型，合理安排信号灯的开启和关闭时间，以实现交通流量的最优化。

优化配时方案可以减少交通拥堵现象，提高道路通行能力。

三、交通信号配时的优化方法1. 交通信号配时模型优化通过对交通信号配时模型进行改进，提高原有模型的准确性和可用性。

根据实际交通情况，调整交通信号的绿灯时间和红灯时间，有效减少车辆停顿。

2. 交通流量检测技术改进引入先进的交通流量检测技术，如视频监控、雷达检测以及车辆感应器等，实时获取道路上的车辆信息。

基于这些数据，可以更准确地评估交通流量，并实时调整信号灯的配时。

3. 车辆优先策略的引入针对特定路段的交通拥堵情况，可以设置车辆优先策略。

例如，通过识别公交车或优先车辆，提前调整信号灯配时，确保其优先通行，减少车辆等待时间。

4. 基于交通流模型的算法优化结合交通流模型的研究成果，利用优化算法来求解交通信号配时问题。

如遗传算法、模拟退火算法等，根据实际道路条件和车流状况，寻找最优的配时方案。

四、交通信号配时优化的效果通过合理优化交通信号配时，可以有效改善交通拥堵现象，缩短车辆的通行时间，提高出行效率。

同时，减少车辆停顿也有助于减少空气污染和交通事故的发生。

五、交通信号配时优化的实际案例1. 北京市交通信号配时优化针对北京市主要道路的交通状况，通过大数据分析和交通模型预测，在不同时间段调整信号配时，实现交通流的优化。

该方案有效减少了交通拥堵现象，提高了车辆通行能力。

2. 上海市公交优先配时上海市在繁忙的交通路口设置了公交优先信号，通过识别公交车辆，提前放行。

基于多目标模型的平面交叉口信号配时优化研究【摘要】：随着城市交通量的急速增加，通行能力不足的平面交叉口逐渐成为城市道路网的交通瓶颈。

而在城市平面交叉口布局已基本定型情况下，采用交通组织优化方法最大限度挖掘交叉口本身固有的能力，具有尤为重要的意义。

本文基于金华市八一南街某大型平面交叉口的交通量调查数据,通过整理后从交叉口几何现状与控制现状两大方面对交叉口交通现状描述评价，并分析归纳其拥堵原因。

在对现状信号配时方案进行分析的基础上，通过建立以平均延误时间最短、平均停车次数最少和通行能力最大为目标，以有效绿灯时间、总时长为约束条件的信号配时优化模型并利用粒子群算法进行求解。

将其结果与Webster模型优化的结果进行比较，得到利用多目标模型配时的结果优于Webster模型的结论；在此基础上，结合新渠化组织形式利用多目标优化模型再对信号配时进行优化，实现渠化组织优化与信号配时协调考虑。

得到该考虑方式能较好地降低交叉口整体延误，提高交叉口地区的交通服务水平的结论。

通过优化目标对两种配时方案进行评价，得到符合该平面交叉口渠化组织的最佳信号配时方案。

并结合优化方案评价对后续的研究提出实质性的建议。

【关键词】：平面交叉口多目标模型粒子群算法渠化协调优化引言1交叉口现状分析1.1交叉口几何现状实例研究的平面交叉口地处金华市婺城区主干道八一南街与次干道双溪西路交叉路口，路口的西南角是金华宾馆，西北角是银泰百货大楼，东南角是金华体育馆，东北角是公园，北进口连接通济桥。

该交叉口位置比较特殊，是车流比较集中地地方。

选取该交叉口高峰时期具有代表性【1】的1h流量数据如下图示意：图1 交叉口车道设置示意图图2 高峰小时机动车流量流向图从图中可以看出，车道设置具有对称性且南北方向直行车辆占很大比重，左转车辆也比较多；南进口道的左转车辆流量较北进口小，西进口左转车流量较直行车流量大；右转车道均为混行车道，对非机动车的行车安全造成一定的影响。

《交通管理与控制》实验报告一、实验理论1）交通特性理论；2）交通流理论；3）交通控制与管理理论；4）交通仿真二、实验目的1）熟练掌握如何使用VISSIM建立路网，熟悉VISSIM中的交通属性及其参数的定义；2）.熟悉VISSIM中的定时信号控制模块，并熟练掌握对交叉口的信号控制设置；3）能运用VISSIM软件，开发城市道路的线控系统及对路网的交通运行状况进行模拟仿真；4）学会对VISSIM评价参数的定义，掌握得到VISSIM软件评价结果输出的方法。

三、实验步骤1）建模1、导入交叉口图文件；2、设置基础数据：包括车辆模型、车辆类型、车型分布、颜色分布、速度/加速度分布、驾驶行为等；3、使用路段&连接器建立交叉口模型；4、设置车辆路径，并输入车流量；5、设置优先规则及冲突区域；6、设置减速区域；6、编辑信号控制机，设置各流量流向的信号配时，并在路段停车线处添加信号灯；7、设置检测器：行程时间、排队长度、数据采集等；2）仿真及结果分析交叉口渠化配时方案是否合理，是以延误、排队长度、行程时间等各项指标为判读依据的。

打开“评价”—“文件”对话框，对需要输出的评价指标进行配置，然后开始仿真，各项指标文件会在相应文件夹中输出。

参考Excel表格。

四、实验体会交通控制实验，是在交叉口渠化及配时方案形成以后进行的；该实验可用于检测交叉口的排队长度、延误和服务水平等，并以此作为评价交叉口方案是否合理的依据。

理论是实践的基础，实践是理论的检验。

通过这次亲自操作对交叉口进行渠化、配时方案设计，并建立vissim微观仿真模型仿真评价，理论与实践结合在一起学习，我更加熟悉了车辆的交通特性、交通流理论以及交通控制理论知识，也初步掌握了vissim微观仿真软件的使用，对于以后的进一步学习研究打下了一定的基础。

城市道路交叉口信号协调优化控制研究作者：林华根来源：《中国新技术新产品》2016年第03期摘要：城市道路信号交叉口是城市道路的重要节点，它把城市道路相互连接起来构成道路网，其通行能力直接影响城市道路的通达，交叉口的交通流密度过大，将会造成路口的拥挤与堵塞，影响城市道路的正常运行，而提高信号交叉口通行能力、减少道路交叉口的车辆因停车与延误造成的损失，是城市道路交通管理相关部门追求的目标，鉴于此，本文以信号交叉口为研究对象，通过典型交叉口的调查，探究其通行能力，并分析信号交叉口的运行状况。

关键词：城市道路；信号控制；配时设计中图分类号：U491 文献标识码：A近年来，我国城市机动车拥有量急剧增长，交通量的日益增加，使城市道路交通状况日趋紧张；同时，道路交通设施不完善、交通结构不合理、混合交通严重等原因，加重了城市道路的交通压力。

当前，交通拥堵不仅在我国，甚至在世界范围内已经成为备受关注的共性问题，几乎所有的城市都在不同程度地受到交通拥堵等问题的困扰。

由于城市道路交通系统多呈现网状结构，其主要特点是区域范围内道路网密度高，路网节点的交叉路口数量多，因此，道路交叉口已成为加强城市道路管理，减少交通拥堵的关键环节，且近年来各城市普遍存在的交通秩序混乱、道路交通拥堵、道路交通事故爆发率居高不下等问题，很多是由于道路交叉口管理秩序干扰严重，以及道路交叉口通行能力较低等造成。

由于城市道路各交叉口的交通流彼此关联度较高，并且是非确定性的，因此，集成应用智能控制技术、信息融合技术、交通预测技术与交通管理技术等先进技术，围绕城市道路交通管理实际需求，牢牢把握智能化和集成化这两大城市交通信号控制系统发展趋势，进而实现连点成线、连线成面的协调统一控制，是智能交通控制优化管理的关键和突破口。

现代城市交通信号控制系统已不仅仅是对道路交叉口信号灯进行远程控制，而是集道路交叉口信号灯控制和现代城市高速公路交通控制以及区域路网混合交通流于一体的混合型交通，进而实现区域路网条件下信号控制和城市高速公路集成控制。

基于有序加权平均算子的交叉口信号配时优化研究的开题报告一、选题背景及意义随着交通流量的不断增加，城市交通拥堵问题日益严重，交叉口信号配时优化成为提高道路通行能力和交通流量的有效途径。

传统的配时优化方法主要基于经验公式和专家经验，缺乏科学性和可靠性。

因此，开展交叉口信号配时优化研究，探索更为科学、实用的优化方法具有重要的研究意义和现实意义。

现有的交叉口信号配时优化方法中，有序加权平均算子是一种常用的优化方法，其能够综合考虑多种交通指标，实现信号配时的最优化。

因此，本文拟以有序加权平均算子为核心，探究交叉口信号配时优化研究。

二、研究内容及预期目标本研究旨在基于有序加权平均算子，探究交叉口信号配时优化方法，并对其进行验证和评估。

具体研究内容如下：1.综述交叉口信号配时优化研究发展现状，分析现有优化方法的局限性和挑战。

2.研究有序加权平均算子的原理和应用方法，分析其在交叉口信号配时优化中的作用。

3.基于有序加权平均算子，构建交叉口信号配时优化模型，并进行实验验证。

4.评估交叉口信号配时优化模型的改进效果，分析其在实际道路运行环境中的适应性和可行性。

预期目标：1.构建基于有序加权平均算子的交叉口信号配时优化模型。

2.实验验证交叉口信号配时优化模型的优化效果，并得出实验结果。

3.评估交叉口信号配时优化模型的改进效果，并分析其在实际道路运行环境中的适应性和可行性。

三、研究方法及路径1.研究方法本研究将采用文献资料法、数学模型分析法、实验验证法等方法，根据当前交叉口信号配时优化研究的现状和需求，从有序加权平均算子的基础理论和实际应用出发，构建交叉口信号配时优化模型，并进行实验验证和效果评估。

2.研究路径(1)文献综述：对当前交叉口信号配时优化的研究现状进行系统总结和分析，明确研究的背景和前提条件。

(2)有序加权平均算子研究：探究有序加权平均算子的原理、运算方法和应用场景，分析其在交叉口信号配时优化中的作用。

(3)交叉口信号配时优化模型构建：基于有序加权平均算子，构建交叉口信号配时优化模型，并对模型进行分析和验证。

主城区某复杂交叉口的信号配时优化方案摘要城市交通与城市发展关系极为密切，随着我国经济建设的快速发展，城市交通量迅速增长，交通出现了日趋紧张的局面，交通拥挤经常发生，城市交通拥挤问题已成为困扰交通各界人士的主要问题。

对于城市道路而言，道路由许多交叉路口连接而构成道路网。

交叉口是城市交通的关键，是整个城市道路的瓶颈地带，城市交通拥挤问题往往也突出表现在交叉口。

本文主要针对城市道路交叉口的管理，开展了城市道路交叉口交通运行组织与信号控制策略方面的相关研究。

针对城市道路交通拥挤状况，本文研究了利用交叉口交通渠化与信号控制优化组合进行交叉口多相位渠化控制方案的设计。

通过对海棠溪新街交叉口进行调查与分析，采用仿真软件SIDRA对其实际情况进行交通仿真，得出具体的评价指标，并分析得出该交叉口存在的问题，然后分别从交叉口渠化与信号配时优化两个方面对其进行优化，并利用SIDRA对优化后的交叉口再次进行仿真，比较前后的仿真结果，得出了更加可行的运行方案。

最后得出了解决交叉口拥堵问题，重点在于交叉口渠化与信号配时两方面同时进行优化的结论，并提出了想要真正解决交通拥堵问题，需要对整个交通网络进行合理的协调控制的展望。

关键词：交叉口；交通拥堵；交通组织；交通信号控；多相位渠化设计；仿真In a Complex Intersection Signal Timing Optimization SchemeAbstractUrban traffic had close relationship with urban development, with the rapid development of China's economic construction, urban traffic is growing rapidly, traffic appeared increasingly tense situation, traffic congestion occurs frequently, and the urban traffic congestion has become a main problem in traffic people from all walks of life. For city road, the road are connected by a lot of intersection, constitute road network. Intersection is the key to the urban traffic, is the bottleneck of the urban road area, the urban traffic congestion often prominent performance in the intersection. This article mainly aims at the management of the urban road intersection, in the urban road intersection traffic organization and research concerning the signal control strategy. In view of the urban road traffic congestion, this paper studies the use of intersection traffic channelized and multiple phase optimization combination of signal control intersection highly channelizing control scheme design. Through investigation and analysis of haitangxi new street intersection, the simulation software SIDRA is adopted to the actual situation of traffic simulation, it is concluded that the concrete evaluation index, and analyzed the problems existing in the intersection, then respectively from two aspects of intersection highly channelizing and signal timing optimization to optimize, and use the SIDRA again for the intersection of the optimized simulation, comparison before and after the simulation results, the more feasible operation scheme is obtained.Finally reached the intersection congestion problem, the key lies in the intersectionhighly channelizing and signal timing optimization at the same time the conclusion, and put forward to really solve the problem of traffic congestion, need reasonable on the whole traffic network coordination control in the future.Keywords: intersection; traffic congestion; traffic organization; traffic signal control; multi-phased channelization design; simulation目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................................................... I I 引言 .. (1)1. 绪论 (2)1.1研究背景与意义 (2)1.1.1研究背景 (2)1.1.2 研究意义 (2)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2 国内研究现状 (3)1.3 交叉口信号控制策略研究现状 (4)1.4 研究内容及技术路线 (5)1.5 小结 (6)2．城市道路信号交叉口交通特性分析 (7)2.1城市道路平面交叉口交通特征点分析 (7)2.2 城市道路信号交叉口交通流特性分析 (8)2.2.1 信号交叉口车流运动特性 (8)2.2.2 有效绿灯时间和损失时间 (9)2.2.3 饱和流量及其影响因素 (10)2.2.4 通行能力与饱和度 (12)2.3 小结 (13)3. 交叉口信号控制理论基础 (14)3.1 信号相位与信号阶段 (14)3.2 信号基本控制参数 (14)3.3 城市道路信号交叉口固定配时的计算 (14)3.4 小结 (15)4. 城市道路信号交叉口交通渠化设计 (17)4.1 交通渠化概述 (17)4.1.1 交通渠化的定义及作用 (17)4.1.2 交通渠化设计的方法 (17)4.2 城市道路信号交叉口的多相位渠化控制 (18)4.3 城市道路信号交叉口渠化设计流程 (18)4.4 小结 (20)5. 实例分析 (21)5.1 交叉口简介与分析 (21)5.2 交叉口交通调查结果 (24)5.2.1 交通量调查结果 (24)5.2.2 交叉口相位数据 (25)5.3基于SIDRA的交叉口信号配时仿真 (27)5.3.1 SIDRA软件简介 (27)5.3.2 SIDRA软件主要功能 (28)5.3.3仿真流程 (28)5.3.4 仿真结果 (33)5.3.5仿真结果分析 (34)5.4优化方案 (35)5.4.1 渠化优化方案 (35)5.4.2 配时计算优化方案 (36)5.4.3 SIDRA优化方案 (38)5.5 小结 (42)6．结论与展望 (43)6.1 全文总结 (43)6.2 尚需要研究的问题与展望 (43)参考文献 (45)引言随着我国社会经济的快速发展，机动车越来越普及，城市交通拥堵、交通事故、环境污染等问题日益严重。