1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 交通管理與控制課程設(shè)計 天河北路（東段）交通信號協(xié)調(diào)控制方案設(shè)計學 院 專 業(yè) 成員姓名 提交日期 專心-專注-專業(yè)摘 要選取天河北路（東段）作為研究對象，通過現(xiàn)場實地調(diào)查各交叉口的信號控制情況，分析現(xiàn)行干道控制方案所存在的問題，利用綠波協(xié)調(diào)控制模型與算法，優(yōu)化各信號交叉口的信號配時，完成綠波帶寬最大的最佳協(xié)調(diào)控制配時方案設(shè)計。交通仿真結(jié)果表明實施雙向綠波帶對交通擁堵的緩解有很大的作用。關(guān)鍵詞：干道、綠波、協(xié)調(diào)控制目 錄 第6章 Vissim仿真效果及評價6.1 仿真現(xiàn)狀和設(shè)計方案對比6.2 6.1.2數(shù)解法方案和現(xiàn)狀效果對比第7章 小結(jié)第1章 緒論1.1 規(guī)劃的背

2、景及目的21世紀，廣州市乃至全國的機動車保有量呈高速增長趨勢。隨著交通量的大幅增長，市中心的交通擁堵，不能滿足市民的出行需求。而城市交通問題的日益突出也對經(jīng)濟發(fā)展造成一定程度的影響。早晚高峰時段，城市主干道的交通流量已經(jīng)處于飽和或超飽和狀態(tài)。所以，單點交叉口信號控制已經(jīng)不足以解決實際問題。我們要根據(jù)干道的具體情況調(diào)整新號控制策略，設(shè)計盡可能寬的綠波帶，使其方向行駛的車輛延誤最小，進而緩解主干道的交通擁堵。天河北路（東段）在早晚高峰期一直是塞車“黑點”，西起體育東路、東至五山路、全長約1.8公里的路，因位于天河繁華的CBD內(nèi)，車流量非常大。相比珠江新城，天河北路已經(jīng)屬于全天候飽和甚至過飽和的路段

3、。把天河北路東段的相鄰交通信號連接起來，加以綠波協(xié)調(diào)控制，為沿干道行駛的車輛提供綠波帶，保證干道上的車輛能夠順暢通過，減少延誤和停車次數(shù)，線控對改善天河北路甚至整個城市的交通狀況具有重要意義。1.2 綠波設(shè)計的必要性早在2012年3月，廣州珠江新城多條核心主干道通過應(yīng)用“綠波”技術(shù)，讓車主感受“一路綠燈”。但僅有1.8公里的天河北路東段，雙向路段的紅綠燈總數(shù)達到了12個。根據(jù)估計，原先車主在通過天河北路時，來回停車總次數(shù)平均為4次。這意味著，車主幾乎每隔1.5個紅綠燈就要停車一次，在高峰期因排隊的車龍過長，在燈位前甚至要等兩個燈位。因此在天河北路通過“綠波”技術(shù)來緩解交通擁堵情況更有必要性。如

4、果道路上實行“綠波控制”，那么大部分車輛一路走來，都將會遇到綠燈，行車速度將明顯增快。設(shè)計“綠波控制”后的路段平均停車次數(shù)將下降，路面行駛時間也將平均減少，路口車輛排隊平均長度也將縮短，單程行駛速度估計平均提高50%。第2章 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集2.1 交叉口的選取及其交通流量圖2-1 選取路段基本情況調(diào)查時間：2013 年1月9日調(diào)查內(nèi)容：對各個交叉口的交通流量進行分方向記錄并統(tǒng)計如下。東南西北左直右左直右左直右左直右龍口東q1601510000011203125528880S800480032001600160016001600龍口西q0159012021660150016400000S40008

5、0080016008004000天壽路q014880336128400134003241221S480016004800480016004800體育東q608992033378003031054006660S3200320016003200160048003200表2-1 各交叉口的交通流量2.2 交叉口的相位圖l 調(diào)查時間：2013 年1月10日l 調(diào)查內(nèi)容：對各個交叉口的信號燈相位順序記錄并作圖如下。2.2.1 龍口東路口圖2-2龍口東相位分配現(xiàn)狀2.2.2 龍口西路口圖2-3龍口西相位分配現(xiàn)狀2.2.3 天壽路口圖2-4天壽路相位分配現(xiàn)狀2.2.4 體育東路口圖2-5體育東路相位分配現(xiàn)狀

6、2.3 計算關(guān)鍵車流交通流量比l 調(diào)查時間：2012 年10月1日l 調(diào)查對象：相關(guān)交叉口流量l 調(diào)查目的：獲取相關(guān)交叉口流量信息，為后續(xù)計算各個交叉口交通流量比、尋找關(guān)鍵車流等工作打好基礎(chǔ)。l 調(diào)查結(jié)果：獲取到流量信息分析結(jié)果如表2-2所示。根據(jù)所調(diào)查的數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵車流的判定并計算關(guān)鍵車流的交通流量比。體育東東南YTy0.50.240.7412天壽路東南YTy0.310.480.7912龍口西南西YTy0.270.410.6810龍口東東西北YTy0.20.350.180.739表2-2 各交叉口交通流量比第3章 綠波設(shè)計原則 “綠波帶”指的是在指定交通線路上，調(diào)整各路口的信號燈周期、相位差

7、和綠信比，使各路口信號燈協(xié)調(diào)，規(guī)定好車速后，力求行駛在道路上的車輛可以不遇紅燈或少遇紅燈，形成綠波。綠波帶的設(shè)計是和實際交通狀況、交通管理方式和道路條件是密切相關(guān)的。感到綠波設(shè)計的信號配時需要考慮一下因素。3.1 交通量在干道綠波協(xié)調(diào)控制當中，要達到良好的控制效果，就是希望交通流量維持在恒定值范圍內(nèi)，這樣在綠波帶內(nèi)通過的車輛數(shù)才是最優(yōu)的。另外，相鄰交叉口之間的交通流量也是劃分綠波協(xié)調(diào)子區(qū)的重要依據(jù)。3.2 允許車速設(shè)計綠波帶通過速度應(yīng)接近于干道的允許車速，保證車輛在綠波帶時間內(nèi)通過各信號交叉口。在交叉口間距基本相等時，整個路段應(yīng)該采用相同的速度。天河北路限速40km/s，我組采用的綠波設(shè)計行駛

8、速度為36km/s。我院徐建閩教授也在廣州市中心城區(qū)綠波帶設(shè)計中提到 “行車最好按照相關(guān)的速度指引，（時速）約40公里左右最好。隨便超車和搶道加速不僅不會加快通行速度，反而會遇到一連串的紅燈，增加等待時間。”3.3 交叉口間距干道綠波帶設(shè)計的信號相位差取決于車速和交叉口間距。設(shè)計方案上的交叉口間距均在360m左右，比較適合做綠波帶設(shè)計。第4章 關(guān)鍵車輛判定4.1 進行關(guān)鍵車流判定的數(shù)據(jù)準備及處理現(xiàn)以天河北路與龍口東路為例，進行處理，列出該交叉口的基本信息（綠燈間隔、最短綠燈時間、損失時間、到達流率和飽和流量），繪制表格，如表4-1所示。表4-1 龍口東各向車流的已知交通數(shù)據(jù)車流編號綠燈時間間隔

9、I最短綠燈顯示時間Gm損失時間l到達流量q飽和流量S飽和度極限值xP1373151048000.923431608000.93373112032000.943438016000.9534328816000.963335516000.9CP14=l1+l41-q1S1xP1+q2S2xP2=10sCP15=l1+l51-q1S1xP1+q5S5xP5=13sCP16=l1+l61-q1S1xP1+q6S6xP6=10sCP234=l2+l3+l41-q2S2xP2+q3S3xP3+q4S4xP4=27sCP235=l2+l3+l51-q2S2xP2+q3S3xP3+q5S5xP5=48sCP23

10、6=l2+l3+l61-q2S2xP2+q3S3xP3+q6S6xP6=25s因此，可以選取一個比91略大的數(shù)值作為初始信號周期，假設(shè)初始信號周期取100s。4.2 編制關(guān)鍵車流判定表表4-2 關(guān)鍵車流判定表車流編號y=q/s=y/x100+IGm+IC=100s時的t10.31460.349538103820.20000.22222572530.35000.388942104240.05000.055697950.18000.20002372360.03440.03827674.3 繪制信號相位與車流對應(yīng)關(guān)系圖圖 4-1 關(guān)系圖4.4 非搭接車流處理由圖4-1可以看到，車流4、車流5與車流6

11、是出現(xiàn)在同一信號相位的兩股非搭接車流，他們各自所需的必要通行時間分別為：t4= 9 s、 t5= 23 s 、t6=7 s，由于t5>t4>t6,故可以將車流4和車流6從圖中去除,重繪一張信號相位與車流對應(yīng)關(guān)系圖。如圖4-2所示。圖4-24.5 搭接車流的處理此例中不存在具有相同通行時間區(qū)間的搭接車流，因此無需進行搭接車流的處理。4.6 關(guān)鍵車流的確定共存在兩組車流組合（15）與235，它們各自所需的總最短通行分別為T(15)=tmin1+tmin5=61sT(235)=tmin2+tmin3+tmin5=90s顯然T(235)為所有總通行時間中最大的以個，可初步判定車流2、車流3

12、與車流5為關(guān)鍵車流。實用信號周期 CP=L1-0=90.73=48s阿氏最佳信號周期 C0=1.5L+51-Y=1.5×9+51-0.73=68.5s根據(jù)車流2、車流3和車流5確定信號周期的適當取值55s以后，重新編制“關(guān)鍵車流校驗表”進行關(guān)鍵車流校驗。表4-3關(guān)鍵車流校驗表車流編號y=q/s=y/x55+IGm+IC=55s時的t10.31460.349522102220.20000.22221571530.35000.388924102440.05000.055667750.18000.20001471460.03440.0382566經(jīng)校驗，車流2、車流3和車流5仍為關(guān)鍵車流。

13、第5章 干道信號協(xié)調(diào)控制5.1 確定公共信號周期根據(jù)線性控制的基本要求,公共周期由圖5-1可得,為100s.相位一相位二相位三總量周期損失時間333968.51852關(guān)鍵車流流量比0.350.180.20.73相位一相位二總量周期損失時間371062.5關(guān)鍵車流流量比0.410.270.68相位一相位二相位三總量周期損失時間63312100關(guān)鍵車流流量比0.290.270.210.77相位一相位二相位三總量周期損失時間3361288.46154關(guān)鍵車流流量比0.310.190.240.74圖5-1 各個交叉口的設(shè)計相位與周期表5-1中各交叉口的周期是根據(jù)韋氏信號周期公式算得，其中最大的為天壽路

14、天河北交叉口周期為100s，故取各交叉口公共信號周期時長(Cm)為100s。在百度地圖上測量得，龍口東天河北交叉口與龍口西天河北交叉口間距大概為340米，龍口西天河北交叉口與天壽路天河北交叉口間距大概為440米，天壽路天河北交叉口與體育東天河北交叉口間距大概為450米。為計算方便，以10為單位取有效數(shù)字34、44、45。設(shè)計帶速為36km/h即10m/s。5.2 數(shù)解法計算干道信號協(xié)調(diào)控制最優(yōu)方案5.2.1 最佳挪移量的確定理想信號相位間距：S=vC/2=10x50=500（取有效數(shù)字50）?？紤]天河北路限速40km/h，以3455作為理想信號位置間距可接受變動范圍，填入a列，a列數(shù)字是假定理

15、想信號位置。計算出各交叉口與前一個理想信號位置的間隔填入表5-2中（紫色區(qū)域數(shù)字）。b列數(shù)字是每一行a列數(shù)字按從小到大排列后的差值（綠色區(qū)域數(shù)字）當中的最大值（黃色區(qū)域數(shù)字）?？紤]使損失綠信比使最小，計算b/a的值，當a=41時，b=34時，b/a最大，即AD各信號到理想信號相位相對挪移量最小。 間距a344445bABCDA0001010112113343434102113088101816341353534818160669151934236363461519044812223433737344122202279253443838342925000662834539393406280333

16、134438240403438331000343433744141343703403434236339342423436393403434135237643433435373403434034135944443434353403333033134114545343333330313113223412464634323131029292313341347473431292902727330434144848343027270252542953415494934292525023235286341650503428232302121627734175151342721210191972683418

17、5252342619190171782593419535334251719015159241034205454342415205534231321表5-2 數(shù)解法確定信號相位差表根據(jù)以上計算，確定理想信號相位間距取410米。由于天壽路、體育東（尤其是天壽路）這兩個交叉口綠信比較小，故確定實際交叉口與理想信號位置間距時需同時考慮最大偏移綠信比最小原則，以及主干道方向瓶頸交叉口對通過帶寬度的影響，以此作出理想信號位置與實際信號點相對位置圖,如圖5-3所示。圖5-3 理想信號位置與實際信號點相對位置圖5.2.2 相位差的確定交叉路口龍口東龍口西天壽路體育東理想信號位置編號各信號位置右左左右主干道方向

18、綠信比（%）49603540偏移綠信比（%）3.74.91.23.7中心線上方綠信比（%）20.834.918.716.3*中心線下方綠信比（%）28.225.116.3*23.7相位差（%）75.520.082.530通過帶寬度（%）16.3+16.3=32.6表5-3 通過帶寬、相位差計算表根據(jù)干道交叉口的各自交通信息，利用單點配時方法確定各交叉口的周期時長，選擇其中最大的最為公用周期。通過對各協(xié)調(diào)交叉口信號周期的計算，可以確定關(guān)鍵交叉口為天壽路交叉口。然后，確定線控系統(tǒng)中協(xié)調(diào)相位的最小綠燈時間、非關(guān)鍵交叉口非協(xié)調(diào)相位最小有效綠燈時間、確定非關(guān)鍵交叉口協(xié)調(diào)相位綠燈時間，進而可以計算出各交叉

19、口各相位的綠燈顯示時間及綠信比。各交叉口信號配時計算所得主干道綠信比（以周期的%計），飽和度實用限制Xp=0.9，公用周期時長為100s。通過計算會由于實際交叉口位置偏離理想交叉口位置而造成的實際交叉口綠燈中心時刻點相對于理想交叉口綠燈中心時刻線的上下偏移量。因此 , 用“偏移綠信比”取代“損失綠信比”對通過帶寬度的計算進行分析。通過計算及比較中心線上下方綠信比，找出各自最小者，均為16.3%，得出通過帶寬為32.6s。5.3 調(diào)整過后信號配時方案經(jīng)過以上對各交叉口各相位的綠燈顯示時間的計算，可以得出干道協(xié)調(diào)交叉口的信號配時方案，具體方案如表5-4：交叉口相位1關(guān)鍵車流相位1綠信比相位2關(guān)鍵車流 相位2綠信比相位3關(guān)鍵車流相位3綠信比總有效綠燈時間/s損失時間/s天壽路東直0.35南直0.30南左0.238812龍口東西直0.49北直0.20東左0.22919龍口西西直0.60南左0.309010體育東東直0.40東左0.21南直0.278812公用周期時長為100s,東西向為干道協(xié)調(diào)方向表5-4 調(diào)整過后信號配時方案5.4 綠波帶寬分析與評價以龍口東交叉口A為起始時間基準,橫坐標為交叉口之間的距離縱坐標為時間.利用數(shù)學解析法,