基于某synchro的干线协调控制及优化

引言城镇道路交通在现代社会经济发展过程中起着重要的作用，城市道路交通的良好发展，可以给社会带来巨大的经济效益，和社会效益。

19世纪60年代西方许多发达国家中的大型城市就出现了许许多多的严重的交通问题。

随着我国经济的迅速发展和城市化进程的加快，许多大中型城市机动车保有量急剧增长，城市交通需求和城市道路设施之间的矛盾日益加剧，城市交通问题已成为城市经济发展和经济增长中不可忽视的问题。

仅靠增加城市道路建设不能很好的解决城市的交通问题，尤其是在城市中心地带，大中型城市的路网密度已经相当大，而且已趋近于饱和状态！再加上社会对环境的重视程度越来越大，土地资源的限制，石油危机以及当时的财政状况等很多因素的影响；同时，在科学技术上，系统工程，计算机技术的成就，给交通管理系统提供了强大的技术支持。

所以，只有通过科学的交通管理与控制才是充分发挥路网通行能力的重要举措，才是解决城市交通拥堵问题的有效途径。

目前国内外交通管理部门都已将城市交通管理与控制放在提高城市经济发展的重要位置上，针对城市路网的拥堵问题，各种城市交通管理及控制系统都已经投入了使用，将对城市交通进行科学的管理和控制。

这些年，国内在城市道路交通方面的管理和优化中，城市道路交叉口进口道的信号周期时长和相位控制是对城市交叉口交通问题控制的手段之一。

对城市道路交叉口信号时长，绿信比和相位等的信号控制能很好的分配交叉口的各个进口道交通流，缓解城市道路交叉口的拥堵问题。

达到提高城市区域交通路网的控制和各个路网通行能力的运行效益的目的。

而城市内的交通问题都集中在交叉口地带，因此交叉口是一个城市交通问题的瓶颈地带，是城市解决道路交通问题的关键部位。

各种交通运动体（各种机动车流，非机动车流和行人流）在城市交叉口不断交叉，发生冲突不断地地分离，合并，让本来就很复杂城市交叉口变得使得更繁琐，交通状况更加的复杂，因此，现代城市的交通拥堵问题就集中表现在城市道路交叉口处，然而通过信号控制和优化提高城市道路交叉口的通行能力就成为解决城市交通道路交通拥堵问题的重要前提。

1实验背景1.1信号控制功能对于城市道路而言，交叉口是城市交通的关键，作为车辆汇集和转向所在地，交叉口复杂的交通特征使其容易成为交通持续混乱和事故的多发点，降低了道路网通行能力，成为整个城市道路的瓶颈地带，可以说交叉口的交通运行状态与整个城市的交通运行状态密切相关，解决了交叉口的问题就解决了城市交通的关键。

因此，对交叉口的交通运行状况进行分析，找出交叉口拥挤堵塞的原因，正确地设计交叉口，并合理地组织交通，减少或消除冲突点，保证行车安全，并使延误尽可能地减少，提高交叉口的通行能力，保证行车畅通，从而提高整个城市路网通行能力，缓解交通堵塞，这在城市交通的设计与治理中具有很重要的意义。

对交叉口实行信号控制，可以在时间上将不同流向的交通流进行分离，是减少交叉口的冲突点、充分利用交叉口时间资源、提高道路通行能力的主要措旌之一。

传统十字型交叉口的机动车交通流流向有12个，非机动车交通流流向有12个，行人交通流流向有8个，整个交叉口交通流流向有32个。

因此，在传统两相位信号控制下，城市道路存在以下交通问题：1)绿灯初期，同一相位中机动车与非机动车冲突严重，导致绿灯开始阶段机动车流损失时间过大；2)绿灯中期，左转(包括对向)非机动车穿越执行机动车流，导致机动车流通行能力的下降，同时难以保证安全性，成为机动车与非机动车之间交通事故的主要起因；3)绿灯末期，进入交叉口的非机动车与相交道路绿灯初期驶出的非机动车形成极为混乱的集团，对相交道路上机动车流的运行干扰极大，严重影响交叉口的通行能力，容易引发交通事故；4)行人处于自由行走状态，以“渗透”方式过街，对于机动车和非机动车运行非常不利；5)交通秩序混乱，机动车在非机动车和行人的包围中运行，结果导致交通堵塞，甚至瘫痪；由以上分析，不难看出，两相位方案的不足主要体现在机非冲突上，对于非机动车与行人流量大的路口尤其是城市中心区，两相位方案是不可取的。

1.2信号配时计算信号配时的原理就是把交叉口的时间资源按各流向交通流量的大小成比例地分配给各流向，所以信号配时的关键在于确定最佳周期长度。

基于synchro的干线协调控制及优化随着交通拥堵问题的不断加剧，干线道路的协调控制及优化成为了重要的研究领域。

在交通管理中，synchro是一种常用的软件工具，用于进行路口信号控制系统的设计和优化。

本文将介绍基于synchro的干线协调控制及优化方法，并探讨其在实际应用中的效果和局限性。

一、干线协调控制的定义和意义干线协调控制是指对干线道路上的交通信号进行协调调整，以便优化交通流量和减少交通拥堵。

干线道路通常是城市中主要的交通路段，承载着大量的车辆流量。

通过对路口信号进行统一的设置和优化，可以有效提高干线道路的通行效率，减少路口的停车等待时间，提高交通运输的效益。

干线协调控制的意义在于有效应对城市交通拥堵的问题，提高道路的通行能力，减少人们的出行时间，提高交通的运输效率。

合理的干线协调控制可以减少交通事故的发生，提供人民群众的出行便利，促进城市经济的发展。

二、synchro软件的基本介绍synchro是一款广泛使用的交通信号优化软件，可用于进行干线道路的协调控制。

它能够根据道路的交通流量、车速、拥堵程度等信息，自动计算出最佳的信号配时方案，并提供相应的优化建议。

synchro可以通过输入道路的基本信息、交通流量数据等参数，模拟出不同信号配时方案的效果，并生成优化的协调控制方案。

该软件还可以提供交通流模型、信号配时表、交叉口图等详细信息，方便交通管理部门进行实时监控和调整。

三、基于synchro的干线协调控制方法基于synchro的干线协调控制主要包括以下几个步骤：1. 数据收集与分析：采集干线道路的交通流量、车速等数据，并进行统计分析，确定道路的交通状况。

2. 建立交通流模型：根据收集到的数据，利用synchro软件建立交通流模型，模拟干线道路上的车辆行驶情况。

3. 信号配时优化：根据交通流模型的结果，通过synchro软件进行信号配时方案的优化。

根据道路的交通流量和车速情况，合理地设置信号相位、周期和绿灯时间等参数，以提高路口的通行能力。

基于 Synchro 进行多交叉口信号配时优化的应用白龙;白芳舒;杨凯【摘要】提供了一种基于信号配时优化软件 Synchro 进行多交叉口协调控制的方法，阐述了 Synchro 进行信号周期时长优化的基本原理以及绿波交通的主要控制因素。

以宁波通途路部分路段（徐戎路～沧海路）为例，详细介绍了利用Synchro 进行干道多交叉路口信号配时的协调控制的具体方法，得到优化配时方案及沿线绿波时距图。

随后利用 SimTraffic 进行交通仿真模拟，结果显示各交叉口延误率、路段平均车速、车辆排队现象已得到显著改善，部分车流可以实现绿波交通。

%This paper provided a method to optimize multi intersection signal based on the Synchro,and described the basic principle of Synchro and the main control factors of green traffic.In the case of Tongtu Road(part from Xurong Road to Canghai Road)in Ningbo,paper introduced a method of multi Road intersection signal timing coordination control and ob-tained the traffic timing scheme and Green wave time distance graph.After the traffic simulation by SimTraffic,the results showed that the intersection delay rate,average vehicle speed,vehicle queuing phenomenon had been significantly im-proved,part of the traffic flow cound realize the green wave traffic.【期刊名称】《黑龙江交通科技》【年(卷),期】2016(039)001【总页数】3页(P132-134)【关键词】交通工程;绿波交通;协调控制;多交叉口;Synchro【作者】白龙;白芳舒;杨凯【作者单位】天津市市政工程设计研究院，天津 300051;天津市市政工程设计研究院，天津 300051;大连理工大学道路工程研究所，大连 116024【正文语种】中文【中图分类】U492近年来，随着经济的高速发展，城市中的汽车保有量逐年攀升，现有的城市道路承担了巨大的交通负荷，远远超出设计之初预计的交通流量和通行能力。

Synchro 交通信号协调及配时设计软件一、引言Synchro——交通信号协调及配时设计软件是美国Trafficware 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，具有很高的工程实用价值。

Synchro——交通信号协调及配时设计软件包含的组件有：Synchro，SimTraffic，SimTraffic CI，3D Viewer，Warrants。

目前，Trafficware公司已推出Synchro 7版本。

同Synchro 6相比，Synchro 7增加了一些不错的新功能，但却不会使你操作起来感觉陌生：例如，现在你在Synchro内就能察看整个路网的几何布局，直接在地图侧边栏（map sidebar）上就可以编辑所有数据，同时还可以使用多位图（multiple bitmaps）创建背景图像。

SimTraffic 7内置SimTraffic CI，赋予用户更多控制权。

现在，你可以指定道路详细的几何特征及探测器布局，以及显示探测器的位置。

同时你只需轻轻一点，就可利用附加的3D观看器以三维视图查看所有事物。

3D Viewer 7是美国Trafficware公司开发的一个具有革新性意义的插件，用户只需轻轻一点，就可从SimTraffic 7中直接生成三维场景，生成的视图场景接近真实场景。

Warrants 7是一个简便易用的软件模块，可以帮助交通专业人士决定在一个交叉口是否需要交通信号灯。

Warrants 7可以一次评估整个交叉口网络，获取每个交叉口的时间段交通量。

Synchro 交通信号协调及配时设计软件一、引言Synchro——交通信号协调及配时设计软件是美国Trafficware 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，具有很高的工程实用价值。

Synchro——交通信号协调及配时设计软件包含的组件有：Synchro，SimTraffic，SimTraffic CI，3D Viewer，Warrants。

目前，Trafficware公司已推出Synchro 7版本。

同Synchro 6相比，Synchro 7增加了一些不错的新功能，但却不会使你操作起来感觉陌生：例如，现在你在Synchro内就能察看整个路网的几何布局，直接在地图侧边栏（map sidebar）上就可以编辑所有数据，同时还可以使用多位图（multiple bitmaps）创建背景图像。

SimTraffic 7内置SimTraffic CI，赋予用户更多控制权。

现在，你可以指定道路详细的几何特征及探测器布局，以及显示探测器的位置。

同时你只需轻轻一点，就可利用附加的3D观看器以三维视图查看所有事物。

3D Viewer 7是美国Trafficware公司开发的一个具有革新性意义的插件，用户只需轻轻一点，就可从SimTraffic 7中直接生成三维场景，生成的视图场景接近真实场景。

Warrants 7是一个简便易用的软件模块，可以帮助交通专业人士决定在一个交叉口是否需要交通信号灯。

Warrants 7可以一次评估整个交叉口网络，获取每个交叉口的时间段交通量。

Synchro系统在绿波信号控制中的应用摘要:基于Synchro系统与理论模型的差别分析,提出了在实际道路与交通状况下制定绿波信号控制方案方面,前者明显优于后者的结论。

最后以秦皇岛市河北大街中段为对象,对影响绿波信号控制的若干问题点进行改善之后,应用Synchro系统进行了配时优化与仿真实验,其结果为各交叉口的服务水平均显著提高。

关键词:Synchro系统绿波信号控制仿真实验秦皇岛市河北大街1 研究背景随着工业化和城市化在全世界的发展,许多城市都面临着日益严重的交通拥堵问题。

而在城市道路网中,最易发生交通拥堵的地方就是交叉口,若能有效的提高交叉口的通行能力则会在很大程度上解决城市交通拥堵问题。

将干道上连续若干个交叉口的交通信号通过一定的方式连接起来,同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案,各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行,使车辆通过这些交叉口时,不致经常遇上红灯,称为干线交叉口信号协调控制,也叫做绿波信号控制[1]。

1.1 绿波信号控制的理论模型目前,关于绿波信号控制的理论模型主要集中在信号周期与相位差的优化算法上。

主要有图解法[2]、进口对称放行[3]、进口单独放行[4]算法等。

而上述理论为了简化计算与分析,大都基于固定车速、单一车种、无过街行人、无转弯车辆等与现实相差较远的假设,而这常导致理论计算所得到的绿波信号控制方案在实际中无法收到良好的效果。

因此,本文针对秦皇岛市河北大街中段的实际道路与交通状况,使用具有交通仿真功能的、专门对信号配位配时进行优化的Synchro系统对绿波信号控制方案进行制定。

1.2 Synchro软件系统Synchro系统是由美国Trafficware公司开发的,以HCM2000为基础的信号配时优化的交通仿真软件[1]。

专门用于信号配位配时优化、干线或区域协调控制方案的制定,并可以对方案给出相应的评价。

另外,其运算速度快,采用自由设定步长的穷举法能够在较短时间内对较大的路网给出信号配时优化方案。

运用Synchro软件实现快速公交运营指标的城市干道协调0 引言快速公交系统(bus rapid transit, BRT)是一种以常规公交为基础,以地面道路网为支撑,结合现代巴士技术,吸取轨道交通优点,并获得一定的时空优先权和政策优先支持的新型城市公交系统。

目前,主要从3个方面来评价BRT系统服务质量:①平均运行车速;②车站候车时间;③乘坐舒适性。

快速、准点是快速公交区别于常规公交的一大特性,因此, 笔者选取运行车速和准点率作为快速公交的运营指标。

为此,除了需设快速公交车辆对专用车道的专用路权外,还要尽量减少快速公交车辆在交叉口的延误。

常见的措施有两种:①通过信号协调为快速公交车辆提供“绿色通道”;②采用交叉口优先信号,对快速公交车辆主动检测,优先放行。

如果通过信号协调的手段能保证快速公交线路的运营指标,那么就可利用现有城市的控制系统实现快速公交系统的预定运行车速和准点率,节省大量投资。

1、协调控制理论和方法协调控制的研究始于20世纪60年代,目前,干线协调控制设计计算方法主要有3种,即手工计算、计算机离线计算和计算机在线计算。

其中前2种多应用于干线固定配时协调控制方式,后一种方法则适用于干线自适应协调控制。

国内主要以固定配时的协调控制方法为主。

影响绿波方案的因素主要有平均车速和车流的离散性,考虑到公交的绿波配时方案,则需根据公交车辆的行驶特点来进行协调控制。

对于快速公交车辆,进行协调控制设计时还需要考虑2个方面的因素:车站停靠时间和沿途路段交织(冲突)点的干扰。

将车站停靠时间和沿线交织(冲突)点的干扰时间加入快速公交行程时间中,并将初始目标车速进行折减,得到新的目标车速,并在此基础上进行相位差的确定。

在干线协调控制中,笔者采用Synchro作为优化设计软件,以绿波带宽度最大为相位差优化目标函数。

2 实例分析以杭州市(黄龙路-环城东路段)为例说明快速公交协调控制的设计方法。

杭州市快速公交一号线全长约28 km。

一、前言交通信号控制是对城市交通进行调节最直接的渠道，科学合理的信号控制方案能有效提高交通运行效率，是最为经济实惠的缓堵措施。

2016年公安部发布了《推进城市道路交通信号灯配时智能化工作方案》，更是推进了全国各地开展对交通信号控制的整改和优化工作，然而，信号控制的优化效果却一直缺乏标准、量化的指标，使得工作的成效无法确切体现。

本文基于SCATS系统，提出了交通信号控制评价指标体系，以供实际应用。

二、路口信号控制运行评价指标体系路口是城市交通网络的关键要素，其通行效率直接影响了道路交通运行的好坏。

为了能够规范的、定量的反映路口信号控制方案的控制效果，需要结合制定相应的评价指标体系。

本次评价将结合SCATS系统的特点，并借助VISSIM或SYNCHRO仿真软对比单个路口信号优化前后的交通运作效果，得出交通运作的主要指标。

本次研究所指定的单个路口道路交通信号优化效果评价指标体系如下：从上图可以看出，指标体系主要包括两类指标，其中：•A类指标是指通过处理SCATS系统的数据就能获取的参数，主要用于对路口运行进行快速评价，评价结果能够基本反映出优化前后的效果。

•B类指标是指通过现场调查、仿真等多种渠道才能获取的参数，主要用于对路口运行进行全面评价，评价结果能够多角度地反映出优化前后的效果。

三、路段信号控制运行评价指标体系为了改善城市干道的运行效果，有必要对干道上连续的多个路口进行协调控制，以便保证主流向的通行效率。

但目前尚没有用于评价这种干道协调控制效果的指标，因此，本次评价将结合SCATS系统的特点，在充分考虑协调控制的实际应用要求，借助VISSIM或SYNCHRO仿真软对比干道上多个路口信号优化前后的交通运作效果，得出交通运作的主要指标。

本次研究所指定的路段道路交通信号优化效果评价指标体系如下：四、应用展望交通信号控制是城市交通管理的重要手段，而信号配时的优化是日常的交通管理工作之一，但却一直缺乏定量化的评价指标分析。

交通干线信号协调控制优化研究交通干线信号协调控制优化研究交通拥堵是城市发展中的一个重要问题，特别是交通干线上，交通拥堵情况更加严重。

针对这一问题，交通干线信号协调控制优化成为了一个重要的研究方向。

本文将探讨交通干线信号协调控制的优化方法和相关技术。

首先，交通干线信号协调控制的优化需要考虑交通流量的均衡与流畅。

通过合理地设置信号灯的周期和配时，可以有效地提高交通干线的通行能力。

在信号协调控制中，需要综合考虑交叉口的流量和车辆的行驶速度，以达到最佳的交通流效果。

其次，信号协调控制优化需要借助现代交通技术手段。

例如，通过交通流量检测设备和智能信号控制系统，可以实时获取交通干线上的流量信息，并根据实时流量进行信号配时调整。

这样可以动态地适应交通流量的变化，从而提高交通干线的通行效率。

另外，交通干线信号协调控制优化还需要综合考虑交通信号灯的布局和设置。

合理的信号灯布局可以降低交叉口的冲突和事故发生率，提高交通干线的通行安全。

此外，通过设置合适的信号灯类型和时长，可以进一步优化交通流动，减少交通干线的拥堵情况。

为了实现交通干线信号协调控制的优化，需要进行交通仿真模拟和优化算法的研究。

交通仿真模拟可以模拟不同的交通场景和信号控制策略，评估其对交通干线通行效果的影响，并进行优化。

优化算法可以根据交通仿真模拟结果，通过数学建模和优化算法，寻找最佳的信号控制策略。

此外，还可以利用人工智能和大数据分析等新技术来支持交通干线信号协调控制的优化。

人工智能可以通过学习交通数据和交通规律，提供智能的信号控制决策。

大数据分析可以从海量的交通数据中挖掘规律和趋势，为交通干线信号协调控制提供决策支持。

总之，交通干线信号协调控制的优化是提高交通干线通行效率和降低交通拥堵的重要手段。

通过合理地设置信号灯的周期和配时，借助现代交通技术手段，综合考虑交通信号灯的布局和设置，进行交通仿真模拟和优化算法的研究，结合人工智能和大数据分析等新技术，可以不断提升交通干线的通行能力和效率，改善城市交通拥堵问题，为城市的可持续发展提供支持通过优化交通干线信号协调控制，可以降低交通事故发生率，提高交通干线通行安全。

改进的干线协调信号控制优化模型于德新;田秀娟;杨兆升;周熙阳;程泽阳【摘要】基于混合整数线性规划方法,对经典MULTIBAND模型进行改进,提出绿波带干线协调信号控制优化方法.通过取消绿波带对称约束和增加带宽比例约束,对绿波带形式进行优化;分析干线上、下游交叉口车辆排队情况,建立排队消散时间模型,得到改进的MULTIBAND模型.选取一典型路网进行模型验证.利用Lingo软件分别求解MULTIBAND模型、AM-BAND模型和改进的MULTIBAND模型,借助VISSIM软件进行信号配时方案评价.仿真结果表明,与其他2种模型相比,采用改进的MULTIBAND模型能够有效地提高干线信号控制效果,降低车辆延误和停车次数,达到了干线协调优化的目的.%The classical MULTIBAND model was improved based on mixed integer linear programming algorithm,and a new green wave band arterial coordinated signal control optimization method was proposed.The form of two-way green wave band was optimized first by removing the symmetric constraints and increasing bandwidth proportion constraints.Vehicle queuing process between upstream and downstream intersections on the arterial road was analyzed,contributing to establishing queue dissipation time model.Then the improved MULTIBAND model was obtained.A typical arterial road network was selected to verify the validity of the model.Lingo software was employed to solve the classical MULTIBAND model,AM-BAND model and improved MULTIBAND model,respectively.VISSIM simulation software was applied to evaluate the running performance of different methods.Simulation results show that the improved MULTIBAND model can effectively improve the arterialsignal control effect and reduce vehicle delays and stops compared with other models,achieving the goals of arterial coordinated signal control optimization.【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》【年(卷),期】2017(051)010【总页数】11页(P2019-2029)【关键词】交通工程;信号控制;改进MULTIBAND模型;干线协调;排队消散【作者】于德新;田秀娟;杨兆升;周熙阳;程泽阳【作者单位】吉林大学交通学院,吉林长春130022;吉林大学吉林省道路交通重点实验室,吉林长春130022;吉林大学交通学院,吉林长春130022;吉林大学交通学院,吉林长春130022;吉林大学吉林省道路交通重点实验室,吉林长春130022;吉林大学交通学院,吉林长春130022;吉林大学交通学院,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】U491Abstract：The classical MULTIBAND model was improved based on mixed integer linear programming algorithm，and a new green wave band arterial coordinated signal control optimization method was proposed．The form of two－way green wave band was optimized first by removing the symmetric constraints and increasing bandwidth proportion constraints．Vehicle queuing process between upstream and downstream intersections on the arterial road was analyzed，contributing toestablishing queue dissipation time model．Then the improved MULTIBAND model was obtained．A typical arterial road network was selected to verify the validity of the model．Lingo software was employed to solve the classical MULTIBAND model，AM－BAND model and improved MULTIBAND model，respectively．VISSIM simulation software was applied to evaluate the running performance of different methods．Simulation results show that the improved MULTIBAND model can effectively improve the arterial signal control effect and reduce vehicle delays and stops compared with other models，achieving the goals of arterial coordinated signal control optimization．Key words：traffic engineering；signal control；improved MULTIBAND model；arterial coordination；queue dissipation干线协调控制的基本方法是通过对主路沿线多个交叉口协调控制，使行驶车辆尽可能不停车通过．大量研究表明，与单点控制相比，干线协调控制可以得到较好的控制效果，同时可以有效减少车辆延误、停车次数和尾气排放，提高路网的通行效率，对于交通状况的整体改善具有重要意义［1］．目前，干线协调控制方法主要有最小延误法和最大绿波带法．与最小延误法相比，最大绿波带法所需的条件较少，可以更加直观地反映出协调控制效果，应用较广泛，国内外进行了大量研究．基于半整数算法，Messer等［2］提出多相位相序绿波带协调控制优化方法．基于混合整数线性规划，Little［3］建立经典MAXBAND模型，可以同时优化周期时长、相序、相位差和绿波速度，使带宽达到最大．基于路网层面，Chang等［4］对 MAXBAND进行扩展，提出协调控制模型MAXBAND－86．考虑路段交通的需求，Gartner等［5］建立多带宽协调模型MULTIBAND，允许不同路段不同带宽，以满足信号控制实时性的要求．随后，Stamatiadis 等［6］进行完善，提出MULTIBAND－96模型，设计优化算法［7］，大大缩减了模型运算时间．针对交通流的离散特性，Lu等［8］将Robertson模型引入MAXBAND，得到新的协调控制模型．陈宁宁等［9］分析下游交叉口排队消散时间与相位差的函数关系，建立红灯排队消散时间模型，结合MAXBAND模型，降低了绿波带受排队消散过程的影响．通过分析相邻交叉口车流驶离与相位差的关系，Wang等［10］结合车辆动态排队消散时间与MAXBAND模型，提出改进的绿波带模型，增加了有效带宽比例，降低了干线车辆延误．面向双向不同带宽的需求，卢凯等［11］引入带宽分配影响因子与带宽需求比例系数，分别对 MAXBAND和MULTIBAND模型进行优化，得到绿波协调控制优化模型．刘小明等［12］考虑路口协调相位不同方向放行重要程度，以绿波带宽内连续通过车辆数最多为控制目标，提出考虑红灯排队消散的绿波带搜索算法，实用性更强．针对MULTIBAND模型存在绿波带求解范围小和位置不合理问题，唐克双等［13］进行改进，取消绿波带中心对称，增加绿波带位置约束，取得了较好的效果．Zhang等［14］提出改进的非对称多带宽绿波带模型AM－BAND，有效利用绿灯时间，得到了更大的绿波带宽．Ye等［15］考虑排队清空时间和非协调相位相序优化，提出双向绿波协调控制模型．虽然现有研究对 MAXBAND和 MULTIBAND模型进行了改进，但仍然存在不足．现有的绿波干线协调控制模型所求得的绿波带大多沿着中心线对称，容易造成绿灯时间利用不充分；此外大多忽略车辆排队过程，排队消散时间大多根据人为经验指定，主观性较强．针对上述问题，基于现有的研究成果，结合混合整数线性规划，本文提出基于MULTIBAND模型改进的干线协调控制方法．首先优化绿波带形式；其次，分析上下游交叉口车辆排队，建立红灯排队消散时间模型；最后，对模型进行验证．结果表明，与MULTIBAND模型相比，本文算法能够得到更大的绿波带宽，且车辆延误和停车次数更小，证明了本文算法的有效性．通常，双向绿波控制适用于交叉口间距适中的未饱和干线系统，以保证干线行驶车辆具有相对稳定的速度，避免因流量过大或离散导致行驶速度降低．研究表明，当交通流处于饱和状态时，双向绿波协调难以发挥效用［3］．本文针对非饱和干线系统进行研究．假设一干线协调控制系统包含n个交叉口，控制方式为定时控制．干线方向车流分为上行和下行两股，定义从交叉口i至i＋1方向为上行方向，反之为下行方向；干线方向直行车流所在相位为协调相位．经典的 MULTIBAND模型时距图［6］如图1所示．图1中，bi（bi）为交叉口i （1，2，…，n）与i＋1之间上行（下行）方向绿波带宽度；ri（ri）为交叉口i上行（下行）红灯时长；wi（wi）为干扰变量，表示上行（下行）交叉口i处红灯结束（开始）时刻到绿波带中心线的时间；τi（τi）为交叉口i上行（下行）排队清空时间，用来清空红灯期间主路上的排队车辆；i，i＋1（i，i＋1）为上行（下行）交叉口i与i＋1之间的相对相位差，指交叉口i上行（下行）方向红灯中点到最近的交叉口i＋1上行（下行）红灯中点的时间，若交叉口i＋1红灯时间在交叉口i红灯时间的右侧（左侧），则值为正，否则为负；Δi为红灯时长ri中心到最近的ri中心的距离，当ri中心在ri右侧时，取值为正；ti（ti）为交叉口i到i＋1（i＋1到i）的行程时间；mi为整数变量．MULTIBAND模型可以通过二进制变量δi和δi实现对干线左转相位相序的优化，共存在4种相位组合方式，如表1所示．其中，li（li）为交叉口i处上行（下行）左转相位的绿灯时长．MULTIBAND模型允许不同交叉口之间的绿波带宽度不同，决策变量为：bi、bi、z、wi、wi、ti、ti、δi、δi和mi，目标函数如下：式中：ai（a珔i）为交叉口i处上行（下行）绿波带宽比例系数；Vi（Vi）为交叉口i处上行（下行）流量；Si（Si）为交叉口i处上行（下行）饱和流量；p为指数，通常取值为0，1，2，4，可以根据实际情况进行确定．模型的约束条件如下．式中：ki为上、下行的带宽需求比例，通常等于上、下行总流量之比；z＝1／C为信号频率，等于周期时长的倒数；Cmin和Cmax分别为信号周期时长的最小值和最大值；di（di）为交叉口i与i＋1上行（下行）之间的距离；ei、fi（ei、fi）分别为上行（下行）方向速度的下／上限值；gi、hi（gi、hi）分别为上行（下行）方向速度变化量的下／上限值．经典MULTIBAND模型要求绿波带左、右等距对称，若一侧带宽受到约束，则另一侧将受到影响，甚至出现零带宽，造成绿灯时间利用不充分；其次，对于红灯排队消散时间考虑不足，没有考虑与相位差的关系，大多根据经验进行取值，容易造成误差．针对上述问题，从绿波带形式和排队消散时间两个方面对MULTIBAND模型进行改进，以得到更加优化的信号配时方案．2．1 绿波带形式优化首先，通过取消绿波带对称约束和增加左、右带宽比例约束实现对绿波带形式优化［14］．在MULTIBAND模型中，绿波带沿带宽进程线严格对称，进程线是绿波带中心线，容易限制绿波带宽，造成一侧绿灯时间浪费．本文的改进模型运用进程线来保证干线绿波带的连续性，但不等同于绿波带中心线，进程线位置取决于决策变量取值．通过将上行绿波带宽bi分解为b′i和b″i，下行绿波带宽bi分解为b′i和b″i，降低绿波带两侧带宽的相互影响，左、右带宽取值可以不相等，即绿波带无须对称于进程线；额外的带宽可以用来释放绿灯初期的排队车辆．综上所述，存在关系如下：改进模型的目标函数与传统MULTIBAND模型类似，区别在于带宽形式的变化．将式（10）代入式（1），可得新的目标函数：相应地，冲突限制条件发生改变，经过整理，可以得到绿波带宽约束条件．原模型约束条件（6）转变为为了充分利用绿灯时长，保证干线绿波带的连续性，同时使得带宽不为零，增加左、右带宽比例约束，如下所示：式中：q可以为任意的正实数．基于经验分析可知，本文取q＝2．综上所述，改进的MULTIBAND模型对绿波带形式进行了优化．2．2 排队消散时间建模在信号控制过程中，当相邻的交叉口之间的相位差发生变化时，下游交叉口的红灯排队车辆会变化［15］．在流量和信号配时确定的情况下，排队消散时间对绿波带的影响将随之改变．在干线绿波协调控制中，需要考虑车辆排队消散时间．本文建立车辆排队消散时间与相位差的关系模型，对经典的MULTIBAND模型进行改进．由于在绿灯初期，车辆以饱和流率进行消散，可以得到红灯排队消散时间计算模型：式中：τi＋1（τi）为交叉口i＋1上行（i下行）方向协调相位进口道车辆排队消散时间；qir＋1（qir）为交叉口i＋1上行（i下行）协调相位排队车辆数；ni＋1（ni）为交叉口i＋1上行（i下行）协调相位进口道车道数；Si＋1（Si）为交叉口i＋1上行（i下行）协调相位单车道饱和流率；tl（tl）为车辆启动损失时间，本文取3s．与文献［15］的分析方法类似，以双向混合放行三相位干线系统的上行车流为例，分析相邻交叉口车辆排队；其他的相序配置情况可以类似分析．为了清晰描述相邻交叉口之间的车辆排队长度，对变量进行周期循环标注．定义干线直行相位为相位1，干线左转相位为相位2，支路相位为相位3．如图2、3所示，交叉口i第（k－ti／C）个周期与交叉口i＋1的第k个周期协调相位形成了一个绿波带．通过流量分析可知，在第k＋1个周期，协调相位的排队长度qir＋1（k＋1）由两部分组成：交叉口i处（k－ti／C）周期驶来未能在交叉口i＋1第k周期绿灯结束前驶离的直行车辆qT，i；在干线红灯期间，由交叉口i支路方向驶出的左转车流qL，i和右转车流qR，i．qir＋1（k＋1）可由下式计算得到：依据图2、3，对红灯期间车辆排队进行具体分析，分为以下2种情况．1）当上游交叉口i绿灯末期最后一辆驶出车辆到达下游交叉口i＋1时，交叉口i＋1绿灯未结束，如下：gip1＋ti－（φig，i＋1＋gip1＋1）≤0．（17）式中：φig，i＋1为交叉口i与i＋1之间干线协调相位的绿时差，gip1为交叉口i 协调相位绿灯时长．此时不存在直行滞留车辆qT，i，排队车辆仅为上游非协调相位驶出车辆数qL，i和qR，i，如图2所示．由于各交叉口采取定时控制，各周期配时参数相等，即存在关系gip1（k）＝gip1．由图1可知，有以下关系成立：此时，排队长度qri＋1k（）＋1可由下式计算得到：式中：Qip31［k－ti／C）和Qip32（k－ti／C）为交叉口i第（k－ti／C）个信号周期支路两个方向进口道的输出车辆数，wix＋1，d为由交叉口i的d （N，S，E，W）进口道x （L，T，R）转向交叉口i＋1的车流比例，wiT＋1为由交叉口i 驶入i＋1直行车流的比例．2）当上游交叉口i绿灯末期最后一辆驶出车辆到达下游交叉口i＋1时，交叉口i＋1绿灯已结束，如图3所示，有此时存在直行滞留车辆qT，i．排队长度可由下式计算得到：式中：Qip1 ，2（k－ ti／C）为第k－ti／C个信号周期交叉口i干线上行方向进口道输出车辆数．在定时控制中信号配时方案固定，因此假设车辆排队消散时间不随周期变化，进口道流量和排队长度在短期内不发生变化，即（k－ti／C）＝（k）．令μi＝gip1－gip1＋1＋τi＋1－wi＋wi＋1，经过整理，可以得到交叉口i＋1处上行协调相位排队长度：将式（22）代入式（14），可得上行方向车辆消散时间：同理，令μi＋1＝τi－wi＋wi＋1，可以得到交叉口i下行协调相位红灯排队车辆数：式中：Qip1＋，12（k－ti／C）为交叉口i干线下行方向k－ti／C周期进口道输出车辆数，wix，d为由交叉口i＋1的d （N，S，E，W）进口道x （L，T，R）转向交叉口i的车流比例，wiT为由交叉口i＋1驶入i的直行车流比例．2．3 改进的MULTIBAND模型基于传统MULTIBAND模型，优化绿波带形式，同时考虑红灯排队消散时间，得到改进的MULTIBAND模型如下．其中，决策变量为b′i、b″i、b′i、b″i、z、wi、wi、ti、ti、δi、δi、mi．3．1 路网选取选取1个典型干线系统，对改进MULTIBAND模型进行验证．该干线共含有4个交叉口，间距分别为566、654和720m，适合干线协调控制．交叉口渠化情况如图4所示．选取平峰时段（9：00－10：00），对交叉口的流量情况进行调查，结果如表2所示．表中，E为东进口，W为西进口，S为南进口，N为北进口，L 为左转车流，T为直行车流，R为右转车流．依据流量调查结果和渠化情况，利用Webster模型求解各交叉口的最佳信号周期，得到交叉口2为关键交叉口，周期时长为140s；将其他交叉口的周期时长调整为公共周期140s，进而得到交叉口各相位的车流方向及绿信比，如表3所示．车辆启动损失时间为3s，黄灯时间为3s，全红时间为2s；直行车道的饱和流率为1 650辆／h，其他车道饱和流率为1 550辆／h．其中，交叉口1和4为3相位信号配时；交叉口2和3为4相位信号配时．3．2 模型求解通过前文计算，得到公共周期时长为140s，因此在求解绿波带模型时，将周期确定为130～150s，即满足约束1／150≤z≤1／130［13］．通过调查分析和城市交通流特性，确定路段限速为50km／h，速度为36～54km／h，即ei＝10m／s，fi＝15m／s．为了保证干线车流的平稳性，相邻路段间的速度波动范围不应超过一定的阈值，因此，将相邻路段间的速度变化范围设为6km／h［13］，则－1／hi＝1／gi＝0．008 9s／m．代入交叉口调查数据，分别建立MULTIBAND模型、AM－BAND模型［14］和改进的 MULTIBAND模型，利用Lingo软件进行求解．在干线协调优化时，主路方向允许相位搭接，基本结构如表1所示．由于研究路网的上、下行流量相差不大，模型中的p取为1，3种模型的求解结果如表4～6所示．如表4～6所示，采用3种模型求得的公众周期时长均为130s．为了在方案仿真评价时快速输入配时参数，选取交叉口之间的干线上行相对绿灯相位差φgi，i＋1，可由式（19）求得．经计算可知，利用MULTIBAND模型求得的交叉口之间的上行相对绿时差为0、54、54、72s；AM－BAND模型中上行方向绿时差为0、55、64、71s；利用本文模型求得的结果为0、59、64、63s．对比表1可知，利用3种模型得到的相位结构分别为2，4，1，4；4，1，1，4和2，4，4，4；交叉口信号配时方案如表7所示．根据Lingo软件的求解结果，可以得到3种模型的绿波时间－距离图，如图5～7所示．如图5所示为由MULTIBAND模型得到的绿波时距图，如图6所示为由AM－BAND模型得到的绿波时距图；如图7所示为利用本文改进模型得到的绿波时距图．由图5可知，MULTIBAND模型可以实现干线相位相序的优化，依据实际流量得到带宽可变的绿波带，且绿波带沿着中心线对称．由图6、7可知，AMBAND模型与本文改进模型在优化相位相序的同时优化绿波带形式，允许绿波带不完全对称，得到较宽的带宽，有效利用绿灯时间．与AM－BAND模型相比，本文模型能够根据实际流量计算车辆排队消散时间，更加符合实际的交通流特性．3．3 仿真验证分析为了验证本文方法的有效性，将3种模型得到的信号配时方案分别输入到VISSIM 仿真软件中，进行效果评价．考虑到干线协调的控制目标，选取干线方向车辆平均总延误和平均停车次数作为评价指标，取5min为评价参数输出时间间隔，仿真时长设为2h．如图8、9所示分别为输出时间间隔It内3种方案的干线上行方向平均总延误Dout和下行方向平均总延误Din对比图；如图10所示为干线双向总体时间间隔内的平均总延误D．如图11、12所示分别为干线上行平均停车次数nsout和下行平均停车次数nsin对比图，如图13所示为干线双向总体平均停车次数ns．3种方案的平均效益对比情况如表8所示．由图8、9可知，与传统MULTIBAND模型相比，AM－BAND模型和本文模型都能降低干线车辆延误，且下行方向的延误改善效果优于上行方向．与MULTIBAND相比，AM－BAND模型对于上行方向延误的最大改善率为15．95%；对于下行延误，最大改善率为38．15%；对于干线双向，总体延误的最大改善率为19．04%．与MULTIBAND模型相比，本文模型对于干线上行方向5min平均总延误的最大改善率为25．71%；对于下行方向，延误改善效果明显，最大改善率为42．82%；对于干线双向，总体延误的最大改善率为32．55%．与其他两个模型相比，本文模型在降低车辆平均延误方面的效果最好．由图11、12可知，AM－BAND模型和本文模型均可以降低干线上行和下行方向车辆平均停车次数，且下行方向的改善效果优于上行方向．与MULTIBAND模型相比，AM－BAND模型对于上行和下行方向停车次数的最大改善率分别为20．20%和32．45%；本文模型对于上行和下行停车次数的最大改善率分别为28．21%和33．37%．由图13可知，AM－BAND模型和本文模型对于干线双向总体停车次数的改善率分别为20．12%和23．34%．由表8可知，就方案平均效益而言，本文模型的数值最小．与 MULTIBAND模型相比，干线总体平均延误和平均停车次数均有较大改善．AMBAND模型虽然有改善，但总体指标情况不如本文模型．此外，仿真结果显示，3种方案的支路评价指标值虽然相差不大，但本文模型的数值最小．综上所述，与 MULTIBAND模型相比，AM－BAND模型和本文模型均能够降低干线车辆延误和停车次数，提高路网的整体运行效率，且本文模型的信号配时方案优于AM－BAND模型，从而证明了本文方法的有效性．基于传统MULTIBAND模型，本文提出新的干线协调控制优化方法．对绿波带形式进行优化，取消了绿波带对称约束，增加了左、右带宽比例约束；在绿波带形式优化的基础上，分析下游交叉口红灯排队情况，建立排队消散时间模型，进而得到改进的MULTIBAND模型．选取1个典型路网，将Lingo软件求解结果输入到VISSIM仿真软件中进行验证．结果表明，与 MULTIBAND模型相比，采用本文方法能够有效地降低干线总延误和停车次数，提高干线整体通行效益，证明了该方法的有效性．本文研究存在一定的局限性．本文研究的交通特性单一，未考虑混合交通流和饱和交通状态；对于支路的相位相序考虑不足，在后续的研究中将进行完善．【相关文献】［1］Institute of Transportation Engineers．Transportation and traffic engineering handbook［M］．2nd ed．Uppersaddle River：Prentice Hall，1982．［2］MESSER C J，WHITSON R H，DUDEK C L，et al．A variable－sequence multiphase progression optimization program ［J］．Highway Research Record，1973，445：24－33．［3］LITTLE J D C．The synchronization of traffic signals by mixed－integer linear programming ［J］．Operations Research，1966，14（4）：568－594．［4］CHANG E C P，COHEN S L，LIU C C，et al．MAXBAND－86：program foroptimization left turn phase sequence in multi－arterial closed networks ［J］．Transportation Research 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Synchro 8详细使用教程Synchro软件是一套完整的城市路网信号配时分析与优化的仿真软件。

与道路通行能力手册（HCM2000）完全兼容，可与道路通行能力分析软件（HCS）及车流仿真软件（SimTraffic）相互衔接来整合使用，并且具备与传统交通仿真软件CORSIM，TRANSYT-7F等的接口，它生成的优化信号配时方案可以直接输入到Vissim软件中进行微观仿真。

Synchro软件既具有直观的图形显示，又具有较强的计算能力，能很好地满足信号配时评价的各项要求,其仿真结果对交通管理者具有极高的参考价值，是一套易学易用、能与交通管理与控制的专业知识密切结合的有效分析工具。

（一）路网背景及比例设置1、在百度地图上截取研究路网所在的区域图片作为描绘路网的底图2、将截取的图片导入synchro，文件-选择背景，出现下图对话框点击add fiel，加载背景图片sun3、设置比例，设置比例是为了能将我们在软件里设置的路段长度与实际长度匹配起来。

如下图，点击equals选项下的measure，软件会让你在右侧的背景图上选取两点，之后在百度地图上测量出所选两点间的实际距离，输入到metres 框内，点击OK，背景图和比例就设置好了。

sun（二）绘制路网利用软件右侧的工具栏，进行路段的绘制，点击点Add Link，在底图上构建实际路网，同时自动生成交叉口。

路段经连接后，即可成为一处交叉口；SYNCHRO程序的内定值为信号交叉口，但也可通过该交叉口的属性窗口，将其控制型态更改为非信号控制交叉口。

路段属性窗口 交叉口属性窗口（三）路段及交叉口参数输入左击选中节点，利用软件上部的工具栏中的lane settings，输入相交道路的相关参数。

Synchro 的路段窗口主要是针对分析路网的车道几何与交通条件，如车道配置(Lanes and Sharing)、理想饱和流率(Ideal Saturation Flow)、车道宽(Lane Width)、sun坡度(Grade)、区域类型（Area Type）：包括CBD和other、储车长度(Storage Length)，、储车道数(Storage Lane)，若要设置交叉口进口道拓宽，可利用储车长度和储车车道数来设置、右转渠化（Right Turn Channelized），右转渠化用来设置交叉口右转导流岛。

BMS集成管理系统方案1．系统概述为了适应社会信息化发展的需求，按国际、国内有关设计标准提出本大楼智能化系统功能的需求，我们用SynchroBMS智能化管理平台来完成集成。

SynchroBMS智能化管理系统从集中管理、分散控制、优化运行、高效管理的角度出发，本着“按需集成”的主导思想，尽可能地减少管理人员和节约能源、适应环境的变化和工作性质的多样化及复杂性，应付突发事件的发生。

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“用户化”应用“用户化”应用主要是指在操作上，对不同用户均按照此用户的实际工作内容来设置其相应的工作菜单和页面，这样，可以使不同用户均可以按照自己的操作习惯来管理系统。

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基于Ｓｙｎｃｈｒｏ的相位差优化方法研究———以长安街交叉口为例陈　垚　刘莎莎　李玲利　付加磊（北京交通大学交通运输学院　北京１０００４４）摘　要　干道信号协调控制是提高干道通行能力的重要途径。

以长安街交叉口为例，在分析数解法优化原理的基础上，剖析数解法存在的缺陷，并提出改进方法。

利用Ｓｙｎｃｈｒｏ软件进行交通仿真，结果表明，改进后的数解法更加合理有效。

关键词　干道信号协调控制；相位差；数解法；Ｓｙｎｃｈｒｏ中图分类号：Ｕ４９１．１ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ　１６７４－４８６１．２０１２．０６．０２４收稿日期：２０１２－０３－１４ 修回日期：２０１２－０９－２０第一作者简介：陈垚（１９９３），本科生．研究方向：城市轨道．Ｅ－ｍａｉｌ：０９２２３０３１＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ０　引　言城市路网的干道往往承受着大部分的交通负荷，因此保证干道上车辆运行的畅通与高效是改善城市交通拥挤问题的关键所在。

干道信号协调控制作为１种干道的交通管理与控制手段，是将干道上的多个交叉口以一定方式联结起来，同时对各个交叉口进行相互协调的配时方案设计，使得干道上行驶的车辆获得尽可能不停顿的通行权或最小行车延误。

进行干道信号协调控制的原则主要有绿波带最大化和延误最小化［１］。

最大绿波带设计方法［２－３］是通过追求绿波通行时间与公共信号周期比值的最大化，从而确定干道协调控制系统的信号配时参数，常用的算法有图解法、数解法。

但是数解法在相位差优化过程中存在缺陷，有待改进。

本文以长安街交叉口为例，介绍改进数解法对相位差的优化过程。

１　交通现状分析长安街交叉口Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（见图１）位于天安门两侧，已经实行干道信号协调控制。

以晚高峰时段（１７：００时～１８：００时）为研究对象，调查数据经选择、统计后得表１。

表１内的绿灯时长是绿灯时间和黄灯时间之和。

Ａ、Ｂ口西进口和Ｄ口东进口各有１条储车道，黄灯时间为４ｓ，各交叉口的线控周期是１２５ｓ，绿信比分别是５６％、６４％、６４％、６０％。