《交叉口车辆启动损失时间分析与交通设计》

1、天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 汽车服务工程 班级学号： 汽服1002-27 学生姓名： 指导教师： 二一四年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计交叉口车辆启动损失时间分析与交通设计 Intersection vehicle start-up time loss analysis and traffic design专业班级：汽服1002班 学生姓名：指导教师：学 院：汽车与交通学院 2014年 6月摘 要随着天津城市化不断加快，居民出行次数和机动车保有量不断增加，导致一系列的城市交通问题

2、，如交通组织管理不善，引起交通拥堵。城市在进入汽车时代以后，汽车将遍及大街小巷，那种希望通过几个大的道路工程来解决全市交通拥堵的想法，显然已经不合时宜了。只有把目光从几条线上转到“面”上，即把目光转到提高整个路网中所有道路的通行能力上来，设法使全市路网中所有的道路都变成快速路。此次研究实地调查天津市典型交叉口进口道停车线处的车辆启动损失时间,从进口道信号灯为绿灯开始到车辆启动时刻的时间跨度，考虑时间段、进口道车道数、不同车型混合率、行人过街情况等因素影响，统计车辆启动损失时间的最大值、最小值、平均值，描述天津市典型交叉口的车辆启动损失时间的分布特征。结合考虑车辆的启动损失时间，重新调整优化信号

3、灯的配时方案，在交通仿真软件Vissim中进行相应的交通仿真，以行程时间、排队长度、停车次数等为评价指标，评估考虑车辆启动损失因素的信号优化方案的优劣性。在研究的最后，对一个典型的交叉口的道路渠化形式进行改善设计，在AutoCAD软件中绘图。关键词：交叉口；启动损失；优化设计ABSTRACTAs urbanization continues to accelerate Tianjin, residents travel times and increasing vehicle population, leading to a series of urban traffic problems,

4、such as poor organization and management of traffic, causing traffic jams. After entering the era of the city car, the car will be all over the streets, the kind of hope that a few large road projects to address the idea of the city's traffic congestion, apparently outdated. Only a few lines fro

5、m the eyes to the "face", that is to look to improve the capacity of the entire road network in all the roads up, trying to make all of the city's road network have become fast road. The research fieldwork Tianjin typical vehicle stop line at the intersection of imported road loss to s

6、tart time for the green signal from the inlet channel to the vehicle start time start time span, considering the time period, imports of road lanes, different models mixing ratio, conditions and other factors affecting pedestrian crossing, the maximum loss statistics vehicle start time, minimum, ave

7、rage, typical intersection vehicle description Tianjin distribution losses start time. Combined with the loss of time to consider starting the vehicle, re-adjust and optimize the signal timing plan, the corresponding traffic simulation in traffic simulation software Vissim to travel time, queue leng

8、th, number of stops, such as for the evaluation of indicators to assess the loss factors to consider vehicle start the pros and cons of signal optimization programs. At the end of the road drainage form of research for a typical intersection improvement design, drawing in AutoCAD software.Key Words：

9、Intersection; Start losses; Optimized design目 录1绪论11.1研究目的与意义11.2 研究的问题与方法22 国内外城市交通控制系统比较分析32.1 国外的城市交通控制系统分析32.2 国内的城市交通控制系统分析53交叉口车辆启动时间调查分析63.1围堤道-气象台路交叉口调查63.1.1高峰时段与非高峰时段车辆启动损失时间对比63.1.2行人过街对车辆启动损失时间影响83.2围堤道-友谊路交叉口调查93.2.1高峰时段与非高峰时段车辆启动损失时间对比103.2.2行人过街对车辆启动损失时间的调查123.3交叉口车辆启动损失时间分析123.3.1高峰对

10、车辆启动损失时间分析123.3.2不同车型对车辆启动损失时间分析133.3.3行人过街对车辆启动损失时间分析134考虑车辆启动时间损失的信号控制优化144.1控制原理144.2仿真原理和软件154.2.1 VISSIM仿真系统基本原理154.2.2 VISSIM仿真系统基本功能154.3 对围堤道-友谊路交叉口仿真分析154.3.1 原始方案的仿真164.3.2 考虑启动损失时间方案的仿真184.3.3 对比分析205交叉口改善设计205.1平面交叉的渠化设计的概念205.2道路渠化设计21结 论22参考文献23致 谢2525天津职业技术师范大学2014届本科生毕业设计1绪论1.1研究目的与意

11、义 随着经济持续快速发展,科技的不断进步,人们的生活不断富裕,很多人买了私家车。国内各大、中城市的汽车保有数量迅速增加,汽车数量的增加在给人们的出行来带来方便的同时也增加了交通运输压力,导致了交通状况的持续恶化，主要有以下几个方面：（一）机动车数量飞速增加，道路资源利用不充分。2000年以前，我国车与路的发展比较均衡，城市交通拥堵现象并不十分明显。2008年以后，机动车保有量成倍增加，尤其是2008年后，机动车增量惊人，车辆的增长速度和道路资源供应严重不协调，逐渐成为社会热点问题。由于城市道路资源开发有限，而机动车数量仍呈现逐年增大的趋势，使得供给和需求呈“反比”式发展，城市交通拥堵状况更加雪

12、上加霜。 （二）城市规划不尽合理，路网结构总体布局失调。随着城市化进程的进一步加快，中国多数城市以旧城区为中心向周边辐射，形成“伞状”式的结构布局。这种城市结构的特点是，城市的政治、文化、金融集中于城市的某些区域，形成城市的中心区，城市道路大都以适应某一区域的需要来布建，这决定了我国多数城市道路均属于这种典型的“树状”路网结构。它以主路为干，派生出多条服务于某一点的支路。干路要为支路合流服务，同时又要担负着商贸交易功能，其效果必然是源头广泛，合流集中，支路不足，干路爆满的交通现象。（三）智能交通发展缓慢，交通引导运筹力不强。目前，全国多数城市道路智能化程度偏低，主要体现在以下几个方面

13、：一是指挥调度系统缺少高技术支撑。二是信号灯控制还不完善。智能交通信号灯控制应能做到，利用交通流量分析系统整理出的最优数据来控制警力配置，引导交通流，解决盲目行车、无序行车的问题，当前多数城市交通信号仍不能实现智能化，很多城市交通还没有车辆调流诱导屏。三是信息发布还没有实现共享。 （四）法律、法规不完善，对交通违法者约束力不强。在路上，我们随时可以看见，驾驶人抢时抢道占道、违规超车、随意倒车；行人不遵守交通规则，乱穿马路、闯红灯等，破坏正常的交通秩序，这和国外一些发达城市相比，我们的出行文明程度还相差甚远。在全国的很多城市，以天津市为例，有很大部分干道的人行横道信号灯很少与上下游交叉

14、口信号灯进行配合协调，交通控制信号设置不合理，由此导致行人过街交通存在一定的隐患，在机动车高峰期，人行横道处的事故率有增加的趋势，特别是在繁华地段。对于行人按钮式信号灯，除须在主街上设置车辆检测器外，还有一个缺点，就是主街交通量越大，行人过街的机会就越少。所以根据分析行人过街信号与交叉口控制信号的协调配合是非常必要的。城市交通交叉口研究的意义在于其已经成为城市交通的主要疏通地带。信号控制交叉口的优化配时是减小城市道路网络上的车辆延误、有效利用道路设施、降低交通事故、减小环境污染和燃油消耗等的有效手段,是城市交通管理最有力的工具。研究交叉口车辆启动损失时间，通过科学合理的交通控制手段，最大限度的

15、提高交叉口的通过能力，降低延迟时间，节约每个人的时间，是建设资源节约型社会研究的重要课题，在诸多的交叉口信号控制方法中，优化信号配时是简单却有效的方法。城市交叉口把城市道路相互连接起来构成道路网，其通行能力制约着道路的通畅，解决好城市交叉口的交通控制管理，减少在交叉口的停车和延误，是一项利国利民的重要研究工作。1.2 研究的问题与方法由于汽车交叉口的启动损失时间会延误绿灯的时间，因此，为了较为全面的反映、描述不同环境下，不同车型带来的影响，需要以实际调查和数据分析，对以下问题进行研究：（1）不同车型在红灯变成绿灯之后，对车辆启动损失影响如何？（2）交叉口行人对车辆启动的影响如何？（3）在上班高

16、峰与平常的时间车辆启动时间有何不同?为了能够解析不同环境下车辆启动损失时间，本研究以围堤道-气象台路交叉口，围堤道-友谊路交叉口对象进行研究，不同时间多次对其车辆损失时间进行拍摄、统计、分析。 图2-1 围堤道-气象台路交叉口位置 图2-2围堤道-友谊路交叉口位置2 国内外城市交通控制系统比较分析2.1 国外的城市交通控制系统分析在国外，人们将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个运输管理体系，使人、车、路及环境密切配合，从而建立起一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合管理系统，这便是智能交通系统(Intelligent Tran

17、sportation System，简称（ITS），ITS可以有效地利用现有的交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率，因而日趋受到各国的重视并得到广泛应用，其主要应用的内容包括交通监测与协调、电子收费与停车管理、辅助驾驶、货运追踪等方面。其主要方面就是智能交通系统通常由多个子系统组成，一般包括车辆控制系统、交通监控系统、运营车辆管理系统、旅行信息系统等。通过学习和了解国外交通控制系统，分析主流信号系统的优点和缺点如表所示表2-1交通控制系统比较2主流信号系统国别或开发公司系统特点及优势系统不足TRANSYT英国交通与道路研究所TRANSYT系统是一种脱机操作的定时控制系统

18、，将交通流信息和初始配时参数作为原始数据，通过仿真，得出系统的性能指标作为配时的优化目标函数，用“爬山法”进行优化，产生比初始配时更优越的新配时方案，再把新的信号配时输入到仿真部分，反复叠代，最后得到性能指标值达到最小的系统配时方案。1、计算量太大，路网较大时问题则更加突出；2、是脱机优化要求花费大量人力物力预先采集路网信息和交通流信息，同时也不能适应交通状况的实时变化；SCATS澳大利亚新南威尔士道路交通局把信号周期、绿信比和相位差作为各自独立的参数分别进行优选，优选过程所使用的“算法”以饱和度和综合流量为主要依据。它的优化过程并没有利用数学模型，而是在各种预定的方案中进行优选,方法简单1、

19、作为一种方案选择系统，没有使用交通流模型，限制了配时方案的优化程度；2、是检测器安装在停车线处，难以监测车队的行进，没有车流实时信息反馈，这使得相位差优选可靠性较差；3、系统只能实施在PDP系列数字计算机上，限制了推广应用。SCOOTTRL公司、PEEK公司、西门子公司通过检测器定时采集和分析交通信息，交通模型和优化程序配合生成最佳配时方案，最后送入路口信号机予以实施；其优化程序采用小步长渐近寻优方法，连续实时地调整绿信比、周期和时差三个参数，降低了计算量，且也很容易跟踪和把握当前的交通趋势；系统检测器信息的敏感度低，所以优化器的个别错误不会导致整体的关键错误。1、采用集中式控制结构，难以实现

20、较大区域的控制；2、建立交通模型需要采集大量路网信息和交通流信息，耗时费力；3、绿信比优化依赖于对饱和度的估算和小步长的变化幅度，有可能不足以及时响应每个周期的交通要求；4、信号相位和相序事先同定，不能参与自动变化；5、控制子区的自动划分问题尚未解决；RHODES由美国亚利桑那大学RHODES以相位可控化、有效绿波带、和预测算法为核心技术。；采用非参数化控制模型来完全适应实时交通信号控制，用相序和相位长度来确定配时方案1、没有建模解决公交车上下客对其他交通流及其本身造成的延误；2、是系统高层优化有待于进一步研究OPAC美国PB Farradyne公司和马萨诸塞大学引人了有效定周期(Virtua

21、l Fixed  Cycle，VFC)的概念；它是一个真正的分布式系统，中心计算机只完成VFC优化，路口机完成车队预测、相位优化以及排队长度、停车次数和延误等参数状态的检测和估计；采用了动态规划、自校正、自调整算法等先进的优化方法和控制技术。1、通信速率较低，只有9600bps，对等通信只能30s完成一次，一定程度上影响了应用；2、是控制算法复杂，对调试人员要求较高。SPOT/UTOPIA意大利Mizar Automazione公司SPOT是一个小型的分布式交通控制系统，在每个交通控制器上使用微观模型完成本地最优化工作UTOPIA是一个面控软件，可协调组织多个SPOT系统(作为子区)

22、以组成区域控制系统；系统引入权重概念以实现其在公交优先功能中的特殊控制目标。该系统更适合公共交通发达的交通情况，在公共交通一般或者不发达的情况下信号控制策略则需要进一步加强ACTRA由美国西门子公司1、技术先进和性能可靠，适合大、中型城市；2、强大的系统扩展能力；3、分布式系统；4、基于PC的系统，操作使用方便简洁，界面良好；5、自适应协调控制功能，反应迅速、实用；6、地优化和中心优化相结合的远程监控。与其他系统的兼容性仍需加强2.2 国内的城市交通控制系统分析相比于国外智能化交通系统，中国智能交通整体发展水平还比较落后，20世纪70年代北京市采用DJS一13O型计算机对干道协调控制进行了研究

23、；20世纪80年代以来国家一方面采取引进与开发相结合的方针，先后建立了一些城市道路交通控制系统。其中比较成功的有： 表2-2 国内交通控制比较2智能交通控制系统特点南京城市交通控制系统初步建立了南京市交通管理系统集成平台，并集成交通信号控制子系统、交通信息采集子系统、交通诱导子系统、公交优先子系统、特种车辆VIP子系统等几个子系统。海信HiCon交通信号控制系统概述“HiCon交通信号控制系统”是路口信号机、通信服务器到区域控制服务器、中央控制服务器的整套解决方案,包括 HST100集中协调式交通信号机、Hicon1.0交通信号控制系统软件、CMT1.0交通信号机配置与维护工具软件。深圳市SM

24、OOTH交通信号控制系统SMOOTH系统的车辆检测器采用了ARM7嵌入式软硬件系统平台设计，不仅采集车辆通过线圈传感器的空脉冲群，产生原始数据，而且完成了对数据的初步处理。信号控制机采用了ARM9嵌入式软硬件系统平台设计，实现了数据综合处理、状态目标区域识别、路口信号控制参数的本地决策、配时参数的输出控制和绿信比的战术微调。3交叉口车辆启动时间调查分析本研究分别在不同的时间段，进行了天津围堤道-气象台路交叉口，围堤道-友谊路交叉口车辆启动损失时间统计。在调查研究过程中，分别对车流量高峰时期与非高峰时期的车辆损失时间统计；有无行人过街对应车辆启动损失时间的统计。分别在白天行人人数过多和晚上没有行

25、人时分别拍摄并统计，分别对不同的时段进行数据统计。围堤道是天津的主干道，其主干道上路型复杂，车流量较大，因此在天津围堤道-气象台路交叉口，围堤道-友谊路交叉口进行数据统计具有典型意义。3.1围堤道-气象台路交叉口调查气象台路为南北向交通主干道，围堤道为东西向交通主干道，两条道路所在交叉口的道路断面形式及车道功能如图3-1所示。 图3-1 交叉口断面形式3.1.1高峰时段与非高峰时段车辆启动损失时间对比 为了研究汽车在高峰时段与非高峰时段的不同环境下的车辆启动损失时间，在2014年4月12日和2014年4月18日拍摄视频进行统计，在车流量高峰期和非高峰时期分别拍摄视频，拍摄高峰时期分别是上午8:

26、30-9:30，下午17:00-18:00，非高峰时期是12:00-15:00，并作不同车型的启动损失时间统计，统计量为东西南北每个进口处三十辆左右，将统计的数据进行汇总表3-1,3-2。 （a）东进口(b)西进口 (c)南进口 (d)北进口 图3-2 交叉口各进口道情况1.针对围堤道-气象台路的高峰时段不同车型的启动时间统计表3-1东进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.42.33.82.6小型汽车5.81.63.12.9出租车3.61.82.31.3表3-1西进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.12.13.62.

27、1小型汽车5.31.43.22.2出租车3.41.62.21.4表3-3南进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.12.13.11.5小型汽车4.81.52.91.9出租车3.61.62.31.3表3-4北进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.12.53.61.8小型汽车5.21.63.12.6出租车3.61.82.31.32.针对围堤道-气象台路的非高峰时段不同车型的启动时间统计表3-5东进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.12.23.41.6小型汽车5.31.62.32.3出租

28、车3.71.52.01.1表3-6南进口车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.02.13.52.5小型汽车5.41.62.92.6出租车3.71.82.11.4表3-7西进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.92.13.21.3小型汽车5.11.52.52.1出租车3.31.62.21.2表3-8北进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.52.13.51.5小型汽车5.71.62.62.5出租车3.51.62.31.63.1.2行人过街对车辆启动损失时间影响交叉口车辆启动损失时间的影响因素

29、很多，如行人过街、雪天、晴天都会对车辆启动损失时间有影响。因为车流与行人之间的相互影响，行人穿越车流的步行速度要稍低于行人在人行道绿灯周期时穿越的步行速度。行人在穿越进行中的车流时，开始总是以一种慢的速度试探的前进，当确定可以过去之后，才加速通过。所以行人过街也是影响车辆启动损失时间的因素。针对行人过街的影响分别在2014年4月28日白天和2014年5月4日晚上无行人时对围堤道-气象台路交叉口进行视频拍摄交叉口无行人过街时车辆启动损失时间，如下表所示。 图3-3行人过街对车辆启动影响图3-4无行人过街对车辆启动表3-9东进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5

30、.02.13.52.5小型汽车5.41.62.92.6出租车3.71.82.11.4表3-10西进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.12.23.62.4小型汽车5.31.62.71.8出租车3.51.72.21.3表3-11南进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.22.13.52.5小型汽车5.41.52.82.4出租车3.71.82.11.5表3-12北进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.32.13.52.5小型汽车5.21.42.62.1出租车3.31.72.21.33.2

31、围堤道-友谊路交叉口调查友谊路为南北向交通主干道，围堤道为东西向交通主干道，两条道路所在交叉口的道路断面形式及车道功能如图所示。图3-4 交叉口断面形式3.2.1高峰时段与非高峰时段车辆启动损失时间对比在2014年4月8日和2014年4月13日对天津围堤道-友谊路交叉口进行拍摄视频并作统计，在车流量高峰时段和非高峰时段分别拍摄视频，并作不同车型的启动损失时间统计，高峰时段是早8:00-9:00，非高峰时段是13:00-16:00在表4-5,4-6中汇总。 (a)东进口 (b)南进口 (c)西进口 (d)北进口图3-5 交叉口各进口道情况1.针对围堤道-友谊路的高峰时段车辆启动损失时间统计表3-

32、13东进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.32.23.22.1小型汽车5.11.32.31.8出租车3.21.32.21.3表3-14西进口车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.22.13.12.2小型汽车5.51.42.41.6出租车3.41.22.31.4表3-15南进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.62.23.42.2小型汽车5.11.32.21.3出租车3.21.32.11.5表3-16北进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.42.23

33、.22.1小型汽车5.11.22.41.8出租车3.21.52.41.32.针对围堤道-友谊路的非高峰时段车辆启动时间统计表3-17东进口车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.02.12.92.2小型汽车4.81.62.22.3出租车3.71.52.11.4表3-18西进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.12.23.12.1小型汽车4.91.32.22.2出租车3.71.72.11.3表3-19南进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.02.12.92.3小型汽车5.61.72.62.0

34、出租车3.71.42.41.3 表3-20北进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.12.32.52.2小型汽车4.81.72.42.6出租车3.71.52.21.43.2.2行人过街对车辆启动损失时间的调查针对围堤道-友谊路行人过街的影响分别在2014年4月28日白天和2014年5月4日晚上无行人时对围堤道-气象台路交叉口进行视频拍摄并在以下表中汇总交叉口无行人时车辆启动损失时间。表3-21东进口车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车4.82.13.41.8小型汽车5.21.52.52.1出租车3.31.62.11.2表3-22

35、西进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.72.63.21.8小型汽车5.31.52.41.2出租车3.11.72.21.1表3-23南进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.21.63.21.8小型汽车5.11.52.32.5出租车3.11.82.21.6表3-24北进口 车型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公交车5.22.23.81.8小型汽车5.31.82.62.1出租车3.41.92.41.33.3交叉口车辆启动损失时间分析3.3.1高峰对车辆启动损失时间分析 通过统计高峰时期与非高峰时期的

36、车辆启动损失时间，并作对比如图所示 图3-6 围堤道气象台路 图3-7围堤道友谊路 通过调查显示，在上班高峰时段的车辆启动损失时间比平时时段的车辆启动损失时间更长，除了行人过街会影响之外，司机的驾驶能力和注意力也是影响车辆启动损失时间的因素。3.3.2不同车型对车辆启动损失时间分析统计不同车型的不同时段车辆启动损失时间如图所示 图3-8围堤道气象台路 图3-9 围堤道友谊路根据不同车型的不同时段启动时间对比图可以看出，不同时段出租车的启动时间比小型汽车和公交车短，导致这种结果有以下几种原因：1、出租车司机师傅驾龄长，对车况比较熟悉，能在很短的时间起步。2、出租车司机对路况比较熟悉，在一定程度上

37、能缩短启动时间。3、出租车司机注意力比较集中，能较快的启动。启动时间最长的是公交车，公交车司机虽然是比较有经验的师傅，但是因为公交车车况的影响，导致公交车的启动时间比较长。3.3.3行人过街对车辆启动损失时间分析统计行人过街对车辆启动损失时间的对比如图所示图3-10 围堤道气象台路 图3-11 围堤道友谊路从图中可以看出，在有行人过街时司机师傅要考虑行人的安全，车辆的启动损失时间会有相应的一个延长，行人过街的大部分集中区域集中在上班早晚高峰，在晚间调查无行人过街时的车辆启动损失时间时大部分司机注意力比较集中，不用考虑行人的安全，所以在启动时间上有了一个很大的缩短。4考虑车辆启动时间损失的信号控

38、制优化4.1控制原理交通信号控制系统的基本原理是在每个交叉口设置红绿灯信号控制参数，使其信号控制对本交叉口所有方向的交通流在交叉口的停顿延误时间为最小；在多个交叉口信号联合绿波控制时，寻求满足以上条件的同时还保证双向绿波带的形成，并且绿波带宽达到最宽，从而使城市交通得到最优控制，使交通通行质量达到最优。本文的主要思想是对交叉口的信号的协调控制3,4。其主要工作就是绿波带的设计。使干道上按规定车速行驶的车辆获得尽可能不停顿的通行；当干道相邻交叉口距离不是很长时易于为驾驶员所接受，而且操作简便，相对经济，因此是一种较为普遍的交通控制策略。为使干道通行能力最大，制定干道信号配时方案时遵循原则之一是使

39、通过带带宽最大。行人过街信号与交叉口控制信号的协调在机动车高峰时段，可以考虑路段行人信号灯的配时与上下游交叉口的信号配时进行协调，减少机动车在人行横道前的停车延误。4.2仿真原理和软件4.2.1 VISSIM仿真系统基本原理6VISSIM是由德国PTV公司开发的微观交通流仿真系统。该系统是一个离散的、随机的、以十分之一秒为时间步长的微观仿真软件。车辆的纵向运动采用了德国Karlsruhe大学Wiedemann教授的“心理生理跟车模型”；横向运动(车道变换)采用了基于规则(Rule-based)的算法。不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型。VISSIM软件系统内部由交通仿真器和信号状态发生器两

40、大程序组成，它们之间通过接口来交换检测器的呼叫和信号状态。“交通仿真器”是一个微观的交通流仿真模型，它包括跟车模型和车道变换模型。“信号状态发生器”是一个信号控制软件，它以仿真步长为基础不断地从交通仿真器中获取检测信息，决定下一仿真时刻的信号状态并将这信息传送给交通仿真器。4.2.2 VISSIM仿真系统基本功能7VISSIM可以作为许多交通问题分析的有力工具，它能够分析在诸如车道特性、交通组成、交通信号灯等约束条件下交通运行情况，不仅能对交通基础设施实时运行情况进行交通模拟，而且还可以以文件的形式输出各种交通评价参数，如行程时间、排队长度等。因此，它是分析和评价交通基础设施建设中各种方案的交

41、通适应性情况的重要工具。以下是VISSIM的主要交通分析功能：1、固定式信号灯配时方法的开发、评价及优化。2、能对各种类型的信号控制进行模拟，例如：定时控制方法、车辆感应信号控制方法、SCATS和SCOOT控制系统中的信号控制等。在VISSIM中，交通信号配时策略还可以 通过外部信号状态发生器（VAP）来进行模拟，VAP允许用户设计自己定义的信号控制方法。3、可用来分析慢速区域的交通流交织和合流情况。4、可对各种设计方案进行对比分析，包括信号灯控制以及停车控制交叉口、环形交叉口以及立交等5、分析公共交通系统的复杂站台设施的通行能力和运行情况。6、可用来评价公共交通优化处理的各种方案。7、可运用

42、内置的动态分配模式分析和评价有关路径选择的问题。例如：各种信息牌对交通带来的冲击。4.3 对围堤道-友谊路交叉口仿真分析 通过对仿真软件vissim的学习，将第三章的分析的车辆启动损失时间考虑在内，对天津围堤道-友谊路交叉口进行仿真分析，主要思想是先对原始方案进行仿真，得到结果之后，考虑不同进道口的车辆启动损失时间，将绿灯时间相应的延长对应的车辆启动损失时间之后进行仿真。4.3.1 原始方案的仿真对交叉口各进口道的平均排队长度、最大排队长度、停车次数，以及各主要流向的车流行程时间进行3600秒仿真。依据交叉口的断面形式、车道功能、流量流向、信号配时（某些相位的绿灯时间延长2-3秒）等基础数据，

43、在Vissim软件中对友谊路-围堤道交叉口进行建模与仿真分析，仿真情景如图4-1所示。仿真结果如表4-2、表4-3所示。表4-1 交叉口信号配时方案相位序号相位图绿灯时间（秒）186236321466（a）相位1仿真（b）相位2仿真图4-1 多相位仿真表4-2 交叉口交通仿真评价情况表进口道平均排队长度（m）最大排队长度（m）停车次数（次）东进口78131628南进口67102385西进口72154326北进口52105226表4-3 交叉口交通仿真行程时间表车流方向行程时间（s）路段长度（m）东向西直行78.3330.8南向北直行62.5255.6南向西左转159.2304.6北向东左转11

44、4.3276.54.3.2 考虑启动损失时间方案的仿真表4-4 交叉口信号配时方案相位序号相位图绿灯时间（秒）189239324457 围堤道友谊路交叉口的主干线时东西方向，车流量相比南北方向数量更多，在考虑启动损失时间把东西方向，左转待转，向北直行待转的绿灯时间相应的增加3秒，使绿灯时间更长，把南北直行方向上的绿灯时间减少9秒，做相应的仿真分析。表4-5 交叉口交通仿真评价情况表进口道平均排队长度（m）最大排队长度（m）停车次数（次）东进口71121596南进口6294365西进口64146293北进口55109236表4-6 交叉口交通仿真行程时间表车流方向行程时间（s）路段长度（m）东向

45、西直行74.3319.6南向北直行59.5248.8南向西左转155.2298.8北向东左转112.3254.44.3.3 对比分析根据交通仿真分析结果，进行相关指标的对比分析，各进口道的平均排队长度、最大排队长度、停车次数的改善情况如表5-7所示，各主要流向的车流行程时间改善情况如表4-8所示。表4-7 优化前后进口道交通指标改善情况（%）进口道平均排队长度（m）最大排队长度（m）停车次数（次）东进口-8.97%-7.63%-2.57%南进口-7.46%-7.84%-6.46%西进口-11.11%-5.84%-1.31%北进口+5.76%+3.81%+4.42%通过仿真，将车辆启动损失时间考

46、虑在内，进行交通仿真之后东进口，南进口，西进口的平均排队长度、最大排队长度、停车次数的都有所减少，交通畅通度有所改善，北进口的平均排队长度，最大排队长度，停车次数增加。5交叉口改善设计5.1平面交叉的渠化设计的概念    渠化9是通过导流岛与路面标线相结合的方式，以分隔或控制冲突的车流，使之进入一定的路线，从而满足平面交叉的基本要求。其目的是通过渠化来减少冲突或明确分开冲突，以控制交通流，调整冲突角度，减少不必要的路面铺装。经过渠化设计的平面交叉在时间、空间上得到了充分地利用，提高了交叉口的通行能力并增进了其安全性。设计合理、适用的渠化交叉比同样面积的非

47、渠化交叉在通行能力上将有着明显的差异性。渠化交叉时往往会因设计不当而造成一些事与愿违的事情发生。这就要求在渠化设计时应遵循一定的原则，公路路线设计规范对渠化设计也有着明确的规定：.渠化的行驶路线应简单明了，过于复杂的设计容易使车辆误行，反而降低其使用效果。.应避免交通流的分流、合流集中于一点。.导流车道的宽度应适当，过宽会引起车辆并行，容易发生碰撞事故。.驾驶者驶近导流设施前应能醒目地觉察到导流设施的存在。以上四点为平交口的渠化提供了设计的依据，也是设计中应当遵循的基本原则。5.2道路渠化设计 通过调查天津围堤道气象台路交叉口的进口道，用AutoCAD软件绘制围堤道-气象台路交叉口的道路渠化形

48、式表5-1进口道统计表进口道直行道转向道东进口32西进口32南进口22北进口22天津围堤道气象台路交叉口渠化是在原有的基础上增加左转待转来减少冲突，以控制交通流，减少不必要的路面铺装。平面交叉口设置交通标志、标线和交通岛等，引导车流和行人各行其道。通过网上调查和查阅文献，对天津市围堤道气象台路交叉口的各个进口车道的宽度做了统计，统计的数据如表5-2所示表5-2进道口宽度(m)进口道非机动车道机动车道1机动车道2机动车道3机动车道4北进口4.43333南进口5.43.33.33.33.3东进口6.63.13.13.13.1西进口8.43.23.13.13.1围堤道气象台路现状如图5-1所示 图5

49、-1围堤道气象台路优化设计增加左转待转区域，如图5-2所示 图5-2优化图通过对围堤道气象台路地面道路系统进行渠化调整，以及红绿灯间隔时间的微调，希望能够最大限度的提高交叉口的通过能力，降低延迟时间，节约每个人的时间。 结 论通过调查天津市典型交叉口：围堤道气象台路交叉口和围堤道友谊路交叉口，统计分析了不同进道口车辆的启动损失时间，并作不同车型的对比，对不同环境的情况下各种车辆的启动损失时间对比统计，描述典型交叉口车辆启动损失时间的分布特征。考虑车辆的启动损失时间，重新调整围堤道友谊路交叉口优化信号灯的配时方案，在交通仿真软件Vissim中相交通仿真，评估考虑车辆启动损失时间之后各进道口的平均排队长度，最大排队长度都有所减少，停车的次数也有所下降，说明在实际对交叉口进行优化配置时，应该把车辆启动损失时间考虑进去，使新的优化方案更加完善，更加周全，确保最大限量的利用道路资源，使道路更加畅通。针对围堤道气象台路交叉口现有的交通格局进行道路渠化设计，在AutoCAD中做出了交叉口前后简易对比图。参考文献1邵长桥,等.停车延误、引道延误和控制延误关系研究J.中国公路学报，2002,15（4）：90-93.2 杨晓光.城市道路交通设计指南M.北京:人民交通出版社,2003.