完整版交通绿波设计Word下载.docx

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第2章现场数据采集

2.1交叉口的选取及其交通流量

图2-1选取路段基本情况

调查时间：

2013年1月9日

调查内容：

对各个交叉口的交通流量进行分方向记录并统计如下。

东

南

西

北

左

直

右

龙口东

q

160

1510

1120

312

55

288

80

S

800

4800

3200

1600

龙口西

1590

120

216

60

150

1640

4000

天寿路

1488

336

1284

1340

324

1221

体育东

608

992

333

780

303

1054

666

表2-1各交叉口的交通流量

2.2交叉口的相位图

●调查时间：

2013年1月10日

●调查内容：

对各个交叉口的信号灯相位顺序记录并作图如下。

2.2.1龙口东路口

图2-2龙口东相位分配现状

2.2.2龙口西路口

图2-3龙口西相位分配现状

2.2.3天寿路口

图2-4天寿路相位分配现状

2.2.4体育东路口

图2-5体育东路相位分配现状

2.3计算关键车流交通流量比

2012年10月1日

●调查对象：

相关交叉口流量

●调查目的：

获取相关交叉口流量信息，为后续计算各个交叉口交通流量比、寻找关键车流等工作打好基础。

●调查结果：

获取到流量信息分析结果如表2-2所示。

根据所调查的数据进行关键车流的判定并计算关键车流的交通流量比。

Y

T

y

0.5

0.24

0.74

12

0.31

0.48

0.79

0.27

0.41

0.68

10

0.2

0.35

0.18

0.73

9

表2-2各交叉口交通流量比

第3章绿波设计原则

“绿波带”指的是在指定交通线路上，调整各路口的信号灯周期、相位差和绿信比，使各路口信号灯协调，规定好车速后，力求行驶在道路上的车辆可以不遇红灯或少遇红灯，形成绿波。

绿波带的设计是和实际交通状况、交通管理方式和道路条件是密切相关的。

感到绿波设计的信号配时需要考虑一下因素。

3.1交通量

在干道绿波协调控制当中，要达到良好的控制效果，就是希望交通流量维持在恒定值范围内，这样在绿波带内通过的车辆数才是最优的。

另外，相邻交叉口之间的交通流量也是划分绿波协调子区的重要依据。

3.2允许车速

设计绿波带通过速度应接近于干道的允许车速，保证车辆在绿波带时间内通过各信号交叉口。

在交叉口间距基本相等时，整个路段应该采用相同的速度。

天河北路限速40km/s，我组采用的绿波设计行驶速度为36km/s。

我院徐建闽教授也在广州市中心城区绿波带设计中提到“行车最好按照相关的速度指引，（时速）约40公里左右最好。

随便超车和抢道加速不仅不会加快通行速度，反而会遇到一连串的红灯，增加等待时间。

”

3.3交叉口间距

干道绿波带设计的信号相位差取决于车速和交叉口间距。

设计方案上的交叉口间距均在360m左右，比较适合做绿波带设计。

第4章关键车辆判定

4.1进行关键车流判定的数据准备及处理

现以天河北路与龙口东路为例，进行处理，列出该交叉口的基本信息（绿灯间隔、最短绿灯时间、损失时间、到达流率和饱和流量），绘制表格，如表4-1所示。

表4-1龙口东各向车流的已知交通数据

车流编号

绿灯时间间隔I

最短绿灯显示时间Gm

损失时间l

到达流量q

饱和流量S

饱和度极限值

1

3

7

0.9

2

4

5

6

因此，可以选取一个比91略大的数值作为初始信号周期，假设初始信号周期取100s。

4.2编制关键车流判定表

表4-2关键车流判定表

y=q/s

λ=y/x

100λ+I

Gm+I

C=100s时的t

0.3146

0.3495

38

0.2000

0.2222

25

0.3500

0.3889

42

0.0500

0.0556

0.1800

23

0.0344

0.0382

4.3绘制信号相位与车流对应关系图

图4-1关系图

4.4非搭接车流处理

由图4-1可以看到，车流4、车流5与车流6是出现在同一信号相位的两股非搭接车流，他们各自所需的必要通行时间分别为：

t4=9s、t5=23s、t6=7s，由于t5>

t4>

t6,故可以将车流4和车流6从图中去除,重绘一张信号相位与车流对应关系图。

如图4-2所示。

图4-2

4.5搭接车流的处理

此例中不存在具有相同通行时间区间的搭接车流，因此无需进行搭接车流的处理。

4.6关键车流的确定

共存在两组车流组合

）与

，它们各自所需的总最短通行分别为

显然

为所有总通行时间中最大的以个，可初步判定车流2、车流3与车流5为关键车流。

实用信号周期

阿氏最佳信号周期

根据车流2、车流3和车流5确定信号周期的适当取值55s以后，重新编制“关键车流校验表”进行关键车流校验。

表4-3关键车流校验表

55λ+I

C=55s时的t

22

15

24

14

经校验，车流2、车流3和车流5仍为关键车流。

第5章干道信号协调控制

5.1确定公共信号周期

根据线性控制的基本要求,公共周期由图5-1可得,为100s.

相位一

相位二

相位三

总量

周期

损失时间

68.51852

关键车流流量比

62.5

100

0.29

0.21

0.77

88.46154

0.19

图5-1各个交叉口的设计相位与周期

表5-1中各交叉口的周期是根据韦氏信号周期公式算得，其中最大的为天寿路天河北交叉口周期为100s，故取各交叉口公共信号周期时长（Cm）为100s。

在XX地图上测量得，龙口东天河北交叉口与龙口西天河北交叉口间距大概为340米，龙口西天河北交叉口与天寿路天河北交叉口间距大概为440米，天寿路天河北交叉口与体育东天河北交叉口间距大概为450米。

为计算方便，以10为单位取有效数字34、44、45。

设计带速为36km/h即10m/s。

5.2数解法计算干道信号协调控制最优方案

5.2.1最佳挪移量的确定

理想信号相位间距：

S=vC/2=10x50=500（取有效数字50）。

考虑天河北路限速40km/h，以34~55作为理想信号位置间距可接受变动范围，填入a列，a列数字是假定理想信号位置。

计算出各交叉口与前一个理想信号位置的间隔填入表5-2中（紫色区域数字）。

b列数字是每一行a列数字按从小到大排列后的差值（绿色区域数字）当中的最大值（黄色区域数字）。

考虑使损失绿信比使Δλ最小，计算b/a的值，当a=41时，b=34时，b/a最大，即A~D各信号到理想信号相位相对挪移量最小。

间距a

　34

44

45　

b

A

B

C

D

11

21

13

34

8

18

16

35

19

36

37

28

39

31

40

41

43

33

45

32

46

29

47

27

30

48

49

50

17

51

26

52

53

20

54

表5-2数解法确定信号相位差表

根据以上计算，确定理想信号相位间距取410米。

由于天寿路、体育东（尤其是天寿路）这两个交叉口绿信比较小，故确定实际交叉口与理想信号位置间距时需同时考虑最大偏移绿信比最小原则，以及主干道方向瓶颈交叉口对通过带宽度的影响，以此作出理想信号位置与实际信号点相对位置图,如图5-3所示。

图5-3理想信号位置与实际信号点相对位置图

5.2.2相位差的确定

交叉路口

理想信号位置编号

各信号位置

主干道方向绿信比（%）

偏移绿信比（%）

3.7

4.9

1.2

中心线上方绿信比（%）

20.8

34.9

18.7

16.3*

中心线下方绿信比（%）

28.2

25.1

23.7

相位差（%）

75.5

20.0

82.5

通过带宽度（%）

16.3+16.3=32.6

表5-3通过带宽、相位差计算表

根据干道交叉口的各自交通信息，利用单点配时方法确定各交叉口的周期时长，选择其中最大的最为公用周期。

通过对各协调交叉口信号周期的计算，可以确定关键交叉口为天寿路交叉口。

然后，确定线控系统中协调相位的最小绿灯时间、非关键交叉口非协调相位最小有效绿灯时间、确定非关键交叉口协调相位绿灯时间，进而可以计算出各交叉口各相位的绿灯显示时间及绿信比。

各交叉口信号配时计算所得主干道绿信比（以周期的%计），饱和度实用限制Xp=0.9，公用周期时长为100s。

通过计算会由于实际交叉口位置偏离理想交叉口位置而造成的实际交叉口绿灯中心时刻点相对于理想交叉口绿灯中心时刻线的上下偏移量。

因此,用“偏移绿信比”取代“损失绿信比”对通过带宽度的计算进行分析。

通过计算及比较中心线上下方绿信比，找出各自最小者，均为16.3%，得出通过带宽为32.6s。

5.3调整过后信号配时方案

经过以上对各交叉口各相位的绿灯显示时间的计算，可以得出干道协调交叉口的信号配时方案，具体方案如表5-4：

交叉口

相位1关键车流

相位1绿信比

相位2关键车流

相位2绿信比

相位3关键车流

相位3绿信比

总有效绿灯时间/s

损失时间/s

东直

南直

0.30

南左

0.23

88

西直

0.49

北直

0.20

东左

0.22

91

0.60

90

0.40

公用周期时长为100s,东西向为干道协调方向

表5-4调整过后信号配时方案

5.4绿波带宽分析与评价

以龙口东交叉口A为起始时间基准,横坐标为交叉口之间的距离纵坐标为时间.利用数学解析法,分别求出正反两个方向的绿波带的上,下线绿波直线，t1=k1+L/vt2=k2+L/v如图所求。

k1=47.1,k2=14.5为截距,所以绿波宽度w1=min（k2）-min（k1）=32.6。

同理可得反向绿波带宽。

图5-3相位差-时间距离图

6.1现交通状况仿真和设计方案仿真对比

6.1.1现交通状况仿真

图6-1现交通状况仿真效果图

天河北路（东段）在早晚高峰期一直是塞车“黑点”，西起体育东路、东至五山路、全长约1.8公里的路，因位于天河繁华的CBD内，车流量非常大。

车辆在运行过程中，经常不间断停车，行驶完全程，时间较长。

6.1.2数解法方案和现状效果对比

图6-2优化后交叉口图形

表6-1总体运行效果对照表

未协调

绿波协调

平均停车次数

0.45

平均排队长度（m）

行程时间（s）

232

147

仿真结果表明：

各进口传统数解法协调控制方案，能够有效地协调干道交叉口，使车辆在各个交叉口上的延误时间大大地降低，提高通行效率。

减少了交叉口延误，改善了交叉口服务水平。

第七章小结

7.1小结

通过运用微观交通仿真软件Vissim来分析天河北路（东段）在采用传统数解法协调控制的协调控制等信号控制下的各种交通信号控制指标，仿真结果表明，与不协调相比，传统数解法协调控制控制适用于主次干道明显，交叉口间距相当的路段，能大大地降低车辆在各个交叉口的延误时间，提高了通行效率，改善了交叉口服务水平。