交叉口信号配时设计

交叉口信号配时设计

交叉口信号配时设计 篇1

就本次课程设计而言，据我们现场调查，该交叉口(康乐)存在交通设施设置不完善，交通管理不到位，信号控制不科学等问题。但道路硬件设施也确实存在不能满足庞大的交通需求的现象。

现将本人通过此次课程设计所学，对平面交叉口综合治理的几点意见阐述如下：

1、现有设施能满足交通增长的需求时，采取有效的交通管理措施，减少交通冲突，提高交叉口的服务水平。

2、当现有设施的能力不能满足交通需求时，应对交叉口进行局部工程改造。如：增加进口车道数，渠化交通，拓宽交叉口减少交通冲突，提高通行能力等。

3、交叉口远远不能满足交通增长的需求时，以扩建平面交叉口为宜，应尽可能地考虑多方面因素，最大限度避免改建为立体交叉口。

4、合理利用交通管理措施，如：平面交叉口及其附近引道的单向通行；指定方向的禁止通行；公共汽车站、出租车站位置的设置；停车、临时停车规则等等。

交通管理与控制是一项长期、复杂的社会系统工程。这需要我们在学好课本知识的同时，充分借鉴学习国外先进管理方法与理念。将交通系统管理发挥到最优化，在此基础上引导人们采取科学的交通行为，理智的使用道路交通设施的有限资源。但要实现理想交通状况，我们还有很长的路要走！

2055交通工程

交叉口信号配时设计 篇2

本文优化模型且以郑州市某一实际路口为例,综合考虑交叉口在保障BRT主动优先通行的同时,对次干道停车排队的车队长度加以约束,建立乘客人均延误与次干道排队长度双目标优化模型,并采用Synchro配时软件进行多次重复计算;统计结果表明,双目标模型能够有效地控制次干道排队长度,降低次干道车辆排队过长,甚至溢出该交叉口影响到上下游相邻交叉口的可能性,有效地解决这一拥堵隐患。

1 模型的建立与求解

考虑到对交叉口之间协调控制时,在一天中某个时段内,交叉口信号周期将是相对固定的,动态调整的可能性较低。因此,在信号周期相对固定的情况下来进行配时优化,使得交叉口总延误较优的同时满足次干道单车道最大排队长度的要求。

1.1 基于HCM2000延误模型的优化设计

根据美国道路通行能力手册2000版,信号交叉口第i相位第j流向的车均延误可由下式求得

$\begin{array}{l}d{}_{ij}=\frac{0.5C(1-\lambda {}_i^2)}{1-\min (1,x{}_{ij})\lambda {}_i}+\\ 900{\rm T}\left[(x{}_{ij}-1)+\sqrt{(x{}_{ij}-1){}^2+\frac{8{\rm K}ex{}_{ij}}{c{}_{ij}{\rm T}}}\right].(1)\end{array}$

式中:cij、xij分别为第i相位第j流向的通行能力和饱和度,其中$c{}_{ij}=\lambda {}_{i}s{}_{ij}‚x{}_{ij}=\frac{q{}_{ij}}{c{}_{ij}}=\frac{q{}_{ij}}{\lambda {}_{i}s{}_{ij}}$;T为分析期,推荐缺省值为0.25(h);K为取决于控制设置的修正系数,推荐缺省值为0.4;e为上游车辆过滤修正系数,推荐缺省值为1。

最终可求得交叉口的人均延误为$d{}_p=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{\displaystyle \sum _{j=1}^{m{}_i}d}}{}_{ij}(q{}_{ij}^{s}p{}_s+q{}_{ij}^{b}p{}_b)}{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{\displaystyle \sum _{j=1}^{m{}_i}(}}q{}_{ij}^{s}p{}_s+q{}_{ij}^{b}p{}_b)}.(2)$设第i相位第j流向的车道最大允许排队长度为lij,nij为车道数,1 pcu车辆所需的停靠长度为l,则可以根据车道最大允许排队长度求得第i相位第j流向允许的最大红灯时间,即$r{}_{ij}=\frac{n{}_{ij}l{}_{ij}}{q{}_{ij}^l}$.则相位i的最大红灯时间为rimax=max(ri1,ri2,ri3,…,rimi),交叉口最长周期时间为$C{}_{\max }=\frac{1}{n-1}({\displaystyle \sum _{i=1}^{n}r}{}_{i\text{m}\text{a}\text{x}}-l),(3)$最小周期为$C{}_{\min }={\displaystyle \sum _{i=1}^{n}g}{}_{i\text{m}\text{i}\text{n}}+l.(4)$综上所述,可以通过求解如下最优化模型的方法而求得人均延误最小的信号周期时长。

目标函数$\min d{}_p=\frac{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{\displaystyle \sum _{j=1}^{m{}_i}d}}{}_{ij}f{}_{ij}}{{\displaystyle \sum _{i=1}^n{\displaystyle \sum _{j=1}^{m{}_i}f}}{}_{ij}}$. 约束条件

$\{\begin{array}{l}{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}g}{}_i+l=C,\\ C{}_{\min }\le C\le C{}_{\max }.\end{array}$

同时,根据HCM2000手册中所述,交叉口单车道排队长度计算可以采取以下计算式

$\begin{array}{l}Q=\frac{Q{}_{{\rm M}}t{}_Q}{2C},Q{}_{{\rm M}}=\frac{vr}{3600},\\ vt{}_Q=s(t{}_Q-r)\end{array}$

或$t{}_Q=\frac{sr}{(s-v)}$.式中:Q为平均排队长度,QM为最大排队长度,tQ为排队时长;v为平均到达率,辆/h;s为平均服务率,辆/h;r为有效红灯时间,s。

综合考虑两种影响因素,建立双目标优化配时模型为

$\min z=\text{ϕ}d{}^p(C,x{}_i)+\eta Q(C,g{}_i),$

式中:ϕ、η 为比重系数,不同的交叉口根据排队长度对交叉口的影响程度取值不等。本文在计算过程中取ϕ=0.7,η=0.3。通过以上约束,计算并确定评价函数的最优化,即满足饱和度要求的基础之上,同时满足了道路单车道的排队长度的限制要求,实现模型最终求解。

1.2 基于Synchro的实例分析

如图1所示,郑州市环线某一主次干道交叉的信号控制十字交叉口,东西为BRT优先通行主干道,南北为相交的次干道。其中,南次干道进口道上游附近道路两侧设有医院,道路中间设有没有信号控制的人行斑马线。现实中,红灯期间次干道排队长度过长,经常出现排队常量停在斑马线上的状况,本文将对此交叉口加以优化配时。初始相位设计如图2所示,车流特性如表1所示。

采用Synchro信号配时专用软件调整模型中的比重系数大小,并多次计算结果整理如下,得到不同周期时长方案下的各个进道口的延误、排队结果与对应的周期时长关系,如图3、图4所示。

2 结束语

实验分析结果显示,交叉口乘客人均延误、次干道排队长度均与周期时长呈现基本一致的递增关系,在C=65 s,取得常规信号配时最优方案,此时交叉口乘客人均延误最小;而此时南北进道口的排队长度都较大。采取双目标优化设计模型再次计算,在C=60 s时,取得新的最优配时方案,结果较前交叉口人均延误增大了约0.6 s,南北干道的排队长度得到了明显改善,平均排队长度降低了约17%。达到了优化模型以增大极少人均延误为代价,较大程度地减少次干道排队长度,防止等候车队溢出交叉口范围这一拥堵隐患的初始目标。同时,计算过程现实,比重系数的大小对不同信号配时有一定程度的影响,因此,针对某一实际交叉口车流状况,如何更加合理的确定比重系数的取值,尚待进一步研究。

参考文献

[1]徐良杰,王炜.信号交叉口行人过街时间模型[J].交通运输工程学报,2005,5(1):111-115.

[2]李龙振,柳京爱,李宗律.孤立交叉路口信号控制的最优策略[J].延边大学学报:自然科学版,1998,24(4):13-16.

[3]袁春华,史峰.冲突点的车流特点确定信号控制周期[J].华东交通大学报,2002,19(4):14-16.

[4]陈淑燕,陈森发,黄毅.单路口多相位交通信号模糊控制系统的设计[J].系统仿真学报,2002,14(7):27-29.

[5]蒲琪,谭永朝,杨超.交叉口信号配时优化模型研究[J].上海铁道大学学报,1999,20(4):31-34.

[6]万绪军,陆化普.实时自适应交通信号控制优化理论模型[J].交通运输工程学报,2001(4):60-66.

[7]杨锦冬,杨冬援.城市信号控制交叉口信号周期时长优化模型[J].同济大学学报,2001,29(7):789-794.

[8]王伟平.城市平面交叉口交通信号控制优化方法的研究[D].济南:山东科技大学,2004.

交叉口信号配时设计 篇3

很多人记不住没有交通信号控制的交叉路口的避让规则，是因为不明白道理。现整理并说明原因。

在没有交通信号和标志时，很多国家规定，只有你的车能够开过路口不会被迫停止在路口内，才能进入路口。进入路口按四个方向顺次进入一辆车的原则进行。所以有些国家路很堵，路口不堵，纽约大停电路口也不会堵死。如果你从国外回来，按这个原则开车，车多时估计你过不了路口。国内的原则是这样：

交通标志最大，有标志，遵守，没标志，如下处理。

1.左转让直行。左转与直行发生事故，左转负全责。转弯要低速，直行速度快，这样规定直行车辆可以快速通过路口，提高通行效率。

2.右转让对面来的左转车辆，因为右转的时机很多，对车辆通行影响最小，而左转车辆机会少，等在路口影响交通，故如此规定。如发生事故，右转负全责。

公路平面交叉道设计研究 篇4

公路平面交叉道设计研究

交通部<公路工程技术标准>规定,除高速公路外,一级公路可少量采取平面交叉,其它各级公路可采用平面交叉.可见平面交叉是公路设计的重要性.现结合近年来学习及设计实践,就如何做好公路平面交叉道设计谈谈自己的看法.

作 者：郑奕昀 王婷  作者单位：郑奕昀(温岭市交通设计院,浙江,温岭,317500)

王婷(温岭市交通实业有限公司,浙江,温岭,317500)

刊 名：中国新技术新产品 英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U4 关键词：公路   平面交叉道   设计  

交叉口信号配时设计 篇5

1 左转专用相位绿灯时间设置方法

本文将重点研究交叉口左转专用相位信号设置方法。左转专用相位有前置和后置两种, 前置左转相位指在交叉口对向冲突直行车辆前放行左转车流;后置左转相位指在交叉口对向冲突直行车辆后放行左转车流。通常情况下, 后置左转车道的启动损失比前置左转车道的启动约少1 s[4]。

现有信号灯相位设计公式[5]计算:即通过计算交叉口进口道有效交通量来计算交叉口信号周期, 进而对各相位绿灯时间进行分配。

其中, Ve为等效交通量;V为交叉口进口实际交通量;H为公交车、货车车辆数;L为左转车辆数;n为进口有效车道数;T为周期时间;P为相位数。

这种方法计算过程简单, 但是该方法没有考虑专用转向车道的交通情况, 因此对有左转专用相位的交叉口信号配时效果有待进一步提升。在对交叉口信号配时原理进行研究的基础上, 提出改进方法, 并构建出一种更适合于左转专用相位的信号配时计算模型。

有左转专用相位的四路信号交叉口, 一般分为两类:一类是交叉口有专用右转车道;另外一类是交叉口没有专用右转车道, 仅仅有左转专用车道。对于这两类交叉口应该分别考虑。

对于有右转专用车道的交叉口, 其等效交通量为:

对于没有右转专用车道的交叉口, 其等效交通量为:

其中, V东s, V东r, V东l分别为交叉口东进口机动车直行、右转、左转的当量交通量 (其他方向当量交通量同此) ;V东sr为交叉口东进口机动车直行与右转当量交通量 (其他方向当量交通量同此) ;al为左转车辆等效交通量修正系数, 它与左转车辆通过交叉口的距离和速度有关, 对于交叉口范围内4个方向宽度差别不大的情况下, al一般取1.1;对于交叉口范围内4个方向宽度差别很大的交叉口, al的取值需要重新确定。

接下来, 利用式 (2) 来计算交叉口信号周期, 对于4相位, 随着等效交通量的增大, 周期增加速度很快, 对于周期大于120 s的计算结果, 应该进行修正。最后, 根据每个相位的不同等效交通量 (左转专用相位的等效交通量为alVl/nl) 分配绿灯时间。对于周期内黄灯时间的选取, 一般可以取2 s~4 s。

与传统方法相比, 本文将更加关注交叉口等效交通量中左转车流等效流量的研究过程。因此, 将通过分析左转车辆对直行车辆之间的影响, 确定交叉口左转车辆等效流量的影响修正系数, 并考虑左转车流通过交叉口时各时间因素的影响修正。

2 左转专用信号相位设置优化策略

在之前研究的绿灯时间设置方法的基础上, 还可以从以下三个方面对交叉口左转专用相位的信号控制系统进行优化:

1) 增设左转专用车道。对于左转车流量较大的交叉口, 在道路条件和经济条件允许的情况下, 可以通过增加左转专用车道的数量来达到快速、高效分流左转车辆的目的。

2) 设置左转车辆等待区。通过设置左转车辆等待区, 可以增加交叉口处左转专用车道的长度, 故可以使更多的左转车辆进入左转车道等待通过交叉口;另一方面, 左转等待区的设置可以减少左转车辆通过交叉口的距离, 从而减小左转车辆修正系数, 缩短交叉口信号周期, 使得整个交叉口的运行效率提高。

3) 合理选择设置前、后置左转专用信号相位。在机动车流高峰时段, 较大的左转与直行车辆到达车流将会对交叉口通行造成较大压力, 如果在一个周期内仅有一个左转绿灯相位, 往往会造成左转车道被直行车道阻塞或者左转车辆排队溢出, 阻塞相邻直行车道的情况。对此, 可以考虑增加左转专用相位在整个信号周期中出现的次数来解决, 即在一个信号周期内设置前置和后置2个左转专用相位来满足左转车辆的交通需求。

3 实例应用

以绍兴市中兴路—胜利东路交叉口改善设计为例, 研究四路交叉口左转车道设置及专有信号相位优化措施。

结合绍兴市中兴路—胜利东路交叉口现状交通特征情况 (如图1所示) , 将从交叉口组织设计和信号配时两个方面对交叉口进行改造。在交叉口组织设计中, 设计方案对东西方向车道进口进行拓宽, 增加了一条左转专用车道, 并且对交叉口进行了合理的交通渠化, 此外, 方案还对交叉口范围内交通标志、标线进行了完善, 方案设计参见图2。

对于该交叉口信号配时设计优化, 将利用中兴路—胜利东路交叉口机动车交通流量实际观察数据 (如表1所示) , 结合上述信号灯配时方法对交叉口进行信号配时, 配时方案如图3所示。

借助VISSIM软件对交叉口进行模拟仿真分析, 本方案在车均通行效率、左转车辆通行效率方面均比交叉口原配时方案有所提升。

4 结语

通过对四路交叉口左转专用相位信号配时方案及改进措施的研究, 形成了以下一些研究成果:

1) 通过对交叉口左转车流特性的研究, 简要提出了设置左转专用车道和左转专用信号相位的基本要求, 并对其进行评价。

2) 在对左转车流特征及现行信号配时方法研究的基础上, 重新调整了配时方法中左转车流量修正系数al的取值, 提出了更加符合有左转专用相位的信号交叉口的信号配时公式。

3) 以绍兴市中兴路—胜利东路交叉口设计改造为例, 从交通组织设计和信号配时优化两方面对四路交叉口左转车道配时及其优化应用过程进行了说明。

参考文献

[1]Kell#space2;#J#space2;#H, Fullerton#space2;#I#space2;#J.Manual#space2;#of#space2;#signal#space2;#design[M].Washington#space2;#D#space2;#C:Prentice-Hall, Inc, 1982.

[2]LI#space2;#Zhenyang.Dynamic#space2;#left-turn#space2;#phase#space2;#optimization#space2;#using#space2;#fuzzy#space2;#logic#space2;#control[D].Knoxville:The#space2;#University#space2;#of#space2;#Tennessee, 2004.

[3]马万经, 杨晓光.信号控制交叉口群左转交通协调设计方法[J].同济大学学报 (自然科学版) , 2008, 36 (11) :1507-1511.

[4]David#space2;#A.Novcy, Daniel#space2;#B.Fambro, Kent#space2;#C.Kacir.Traffic#space2;#Characteristics#space2;#of#space2;#Protected/Permitted#space2;#Left-Turn#space2;#Signal#space2;#Displays.79th#space2;#Annual#space2;#Meeting#space2;#of#space2;#the#space2;#Transportation#space2;#Research#space2;#Board, Washington#space2;#DC:2000.

交叉口信号配时设计 篇6

本文以宁夏银川市BRT-1通过的亲水大街和黄河路交叉口的信号控制方案作为研究对象,在调查交叉口物理结构及通行状况的基础上,以公交优先和合理通行时空分配为基本原则,对于对象交叉口进行信号相位优化设计和配时优化设计,以期提高交叉口通行效率、改善交叉口的通行状况,并且可为相关研究和实践提供参考。

1 研究对象分析

亲水大街-黄河路交叉口(后简称QH交叉口)位于银川市金凤区,是连接银川市东西交通的重要节点,在东西方向设置有BRT专用道。从整体上看,该交叉口的信号灯配时方案需要简化并进行优化。表1是QH交叉口信号控制方案现状。

2 交通量数据的调查与分析

按照现有相位和信号控制方案,分时段进行交通量调查,并且通过数理统计进行标准化换算处理后得出交通量数据的均值,应当注意的是,需要控制其方差在均值的5%以内。由调查数据可知,西进口方向左转交通量大,左转车道无法满足交通需求。西方向也有车辆调头现象,没有专门的调头车道,调头车辆占用左转车道,造成左转通行不顺;值得一提的该交叉口的相位较多,有空位的时间差,车流倒转不开,影响通行能力。

3 优化控制方案的提出与设计

本文应用信号模拟与优化工具软件Synchro对于QH交叉口进行信号来完成配时优化。之后通过对于原有九个相位的匹配分析和放行方式搭接实验,最终确定对于通行时间基本一致的相位进行合并,以期减少信号相位数,缩短相位间通行损失时间;对于不同相位之间的通行次序进行调整,以期减少上次放行滞留车辆对于下一相位通行效率的折减。最终优化方案如表3所示。

由先后两个配时方案的比对可见,信号周期从原有的199秒减少到106秒,相位数从9个减少到了7个。这两方面都可以提高通行效率,减少绿灯切换损失和红灯清空损失。

4 仿真评价及结论

本文通过对亲水大街和黄河路交叉口交通流以及道路物理结构的研究和分析,设计了一种分两步进行的优化方案。本文采用VISSIM对于信号控制方案进行评价,通过QH交叉口现有控制方案与优化控制方案在延误、排队、通行能力以及饱和度四个指标下的比对可知,优化方案在各项指标下均有改善,各指标下详细的比对结果见表4。

参考文献

[1]金莉.混合交通流下信号交叉口交通组织优化问题研究[D].西安:长安大学硕士学位论文,2006.

[2]梁萧.信号交叉口渠化区可变车道设计原理研究[D].长春:吉林大学硕士学位论文,2008.

[3]蔡磊.城市平面交叉路口交通信号优化控制[D].长春:大连理工大学硕士论文,2008(12):1-20.