干线交叉口信号协调控制优化设计及评价分析
干线交叉口信号协调控制优化设计及评价分析
作者：张宇宁王景升
来源：《西部交通科技》2019年第12期
摘要：文章以辽宁省大连市长春路干线中部的三个交叉口为实例，基于干线信号协调控制的基本原理与方法，对各交叉口的信号配时进行优化设计，并运用PTV Vissim、Vistro等仿真软件对优化方案进行仿真评价分析，取得了较好的效果。
关键词：干线协调;信号配时;交通调查;仿真评价
中图分类号：U491. 5+1 文献标识码：A DOI： 10. 13282/j. cnki. wccst.2019. 12. 043
文章编号：1673 - 4874（2019）12 - 0163 - 04
0 引言
近年来，随着机动车保有量的井喷式增长，越来越多的城市通勤高峰受到不同程度的拥堵威胁，干线道路作为城市道路的“主动脉”，其重要性不言而喻。因此，结合实地情况，实现干线交叉口协调控制对城市道路交通管理与控制具有重要价值。
本文结合干线协调基本原理与方法，通过大连市长春路干线信号协调控制实例，设计优化方案，并利用PTV Vissim、Vistro等仿真软件，对优化效果进行评价。
1 干线信号协调控制的设计思路
1.1 干线信号协调控制的工作原理
干线信号协调是连接干道上相邻交叉口的交通信号，通过特定的配时方案，使车辆在通过这些交叉口时，不会经常遇上红灯，从而提升通行效率的一种交通控制方式[1]。
1.2 干线信号协调的基本步骤
1.2.1 优化周期
根据单点控制配时方法，利用韦伯斯特公式计算各交叉口周期，选取周期最长的交叉口作为关键交叉口，而关键交叉口的周期就是系统的共同周期[2]。
1.2.2 确定绿灯时间
利用等饱和度（或不等饱和度）算法确定关键交叉口与非关键交叉口在协调方向上以及非协调方向上的绿灯时间。
1.2.3 确定绿波速度
绿波的推进速度V是研究干线协调的一个重要参数，它取决于路段上车流的平均空间速度。
1.2.4优化相位差
常见的优化方法有图解法、数解法。
（1）图解法
图解法的基本思路是：通过几何作图的方法，反复调整通过带速度和周期时长，最终获得理想的绿波带宽。
（2）数解法
数解法的本质是通过寻找使得系统中各实际信号距理想信号的最大挪移量最小来获得最优相位差控制方案的方法[3]。
1.3 干线信号协调的意义及注意事项
交叉口信号间的协调优化，使得交通流在交叉口处遇到绿灯信号时而不停车等待[4]。应用干线信号协调控制后与应用前相比，将会显著降低车辆的停车延误时间，提升整条干线的交通流量和服务水平，避免交通堵塞，减少污染[5]。其中，实现“绿波交通”的关键是精确设计相邻交叉口之间的相位差[6]。
但并非任何情况都可以采用干线协调控制。实践表明，有的路口为保证一定的绿波带宽而损失非干线方向绿灯时间致使车辆延误时间增加，通行能力反而下降。因此在优化时，也需要考虑非干线车流的影响，为车流提供均等的服务[7]。
2 干线信号协调控制优化方案设计
长春路是连接大连市内四区的交通要道，交通量较大，沿途有三个重要的交叉口，由北向南依次为民政街一长春路交叉口、中山路一长春路交叉口、五四路一民政街交叉口。三个交叉口的信号配时数据如表1所示。
在调查时发现，高峰期南北方向车辆受红灯阻滞现象严重，五四路一长春路北进口排队的车辆甚至会溢出至下一交叉口（即中山路一长春路交叉口）。如图1所示。
利用前期采集的流量数据，计算各进口道流率比，依据等饱和度原理，计算出优化后的各相位绿灯时间，具体数据如表2所示。
2.1 优化方案一
2.1.1 确定共同周期、绿信比
根据各交叉口的交通量和饱和流量，利用韦伯斯特公式对各交叉口进行单点优化：
2.1.2 确定绿波推进速度、相位差
鉴于3个路口间距分别为184 m、153 m，路口间距较小，故采用同步式协调控制，即在同一时刻，相邻交叉口对干道车流显示相同的灯色，相位差为零，车流推进速度拟为40
km/h，接近城市道路车速的上限值。
2.2 优化方案二
2.2.1 确定协调控制的共同周期、绿信比
考虑到方案一中关键交叉口（五四路一长春路）的南北方向左转车流对干线协调的影响过于显著，故在高峰期对五四路一长春路交叉口南北方向采取禁左的措施，在满足行人过街要求的最小绿灯条件下，改变五四路一长春路交叉口的相位后，重新对其进行单点优化。具体数据如表3所示。
2.2.2 确定相位差
对南北干线采用交互式信号协调，即当行驶时间t为信号周期C/2的整数倍时，可获得双向绿波交通，t作为两交叉口的相位差：
t12= t21 =K C/5
（2）
式中：
t12——上行行駛时间（s）;
t21 ——下行行驶时间（s）;
C——共同信号周期（s）。
双向相位差t12=t21=O，t23=t32= 68/2= 34 s，车流推进速度为33 km/h。民政街一长春路与中山路一长春路交叉口相位差为0，五四路一长春路交叉口相位差为34 s。
在此基础上利用图解法，进一步优化相位差。为方便表述，依次给交叉口进行编号，五四路一长春路、中山路一长春路、民政街一长春路依次记为A、B、C，横坐标反应各交叉口之间的距离，纵坐标反应时间过程，各竖线上的粗线段表示绿灯时段，细竖线表示红灯时段，具体步骤如下：
（1）从A点引一条斜线，代表速度推进线，其斜率等于车辆平均速度的倒数。此斜线与BB'上的交点设为D，B-D段即A、B交叉口的相位差。
（2）不断改变各交叉口绿灯时间、车速，直至绿波带宽达到最大。
由图2生成最后的绿波通行带，算出带速约为30 km/h，带宽为19 s，为周期时长的28%。
3 干线信号协调控制优化方案仿真评价
3.1 优化方案的静态评价
Vistro是由德国PTV公司研制开发，提供交通工程与交通规划评估研究的软件，其中包含评估所需全部工具，是一种静态交通评价软件[8]。为检验实行干线协调后的绿波带效果，选取Vistro仿真软件，对实行线控后的绿波带宽度进行分析评价（见表4和图3～4）。
由此可以看出，在绿波带宽相差不大的情况下，方案二由于共同周期小，带宽效率明显高于方案一，优化效果更佳。
3.2 优化方案的动态评价
PTV Vissim是一个离散的、随机的、以1/10 s为时间步长的微观仿真模型软件。其中，车辆的纵向运动采用了心理一生理跟车模型，横向运动（车道变换）采用了基于规则（Rule- based）的算法。Vissim仿真软件用于描述交通行为的参数主要有：车辆参数、换道参数、强制换道参数、跟驰行为参数、横向行为参数等[9]。
由于本文主要关注干线的通行状况，故选取交叉口延误、行程车速、停车次数三个重要指标进行优化方案的对比分析。为方便记录，将民政街一长春路、中山路一长春路、五四路一长春路交叉口分别编号为1、2、3。如表5～7所示。
由表5～7可以看出，协调后车辆通过交叉口的停车次数、停车延误基本都有所降低，行程车速大幅度提升。
相比于优化方案一，方案二的各项指标值在整体上都有更大程度的改善，说明该方案具有更强的优越性。但该方案也存在一定问题，即实行禁左后车辆的绕行距离可能会加大，可选取区域路网通行能力为评价指标，分时段禁左，减少车辆绕行给其他道路带来的交通压力。鉴于篇幅有限，在此不做展开。
4 结语
通过对长春路干线的调查和分析，优化交叉口配时并相应地辅以渠化措施，利用PTV Vissim，Vistro交通仿真软件标定参数，辅助分析模型，取得了较好的优化效果。但由于受到交叉口间距的限制，在相位差优化方式的选择上具有一定的局限性，各类相位差优化方法及其适用条件还有待于进一步研究。
参考文献
[1]于吴坤.道路交通干线协调控制信号配时方法研究及应用[D].南京：东南大学，201 5.
[2]贺冰花.城市干线交通信号协调控制优化与仿真研究[D].西安：长安大学，2014.
[3]栗红強.城市交通控制信号配时参数优化方法研究[D].长春：吉林大学，2004.
[4]胥勇.城市干线信号协调控制方法研究[D].大连：大连理工大学，2009.
[5]臧利林，贾磊，罗永刚.交通干线相邻交叉口动态协调控制研究[J].公路交通科技，2007（7）：103 -106，1 58.
[6]王炜，过秀成.交通工程学[M].南京：东南大学出版社，2000.
[7]张亮.流量不对称信号交叉口干线协调控制方法研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.
[8]臧志刚，陆锋，李海峰，等.7种微观交通系统的性能评价比较研究[J].交通与计算机，2007，25（1）：66 - 70.
[9]褚建萍.典型城市信号交叉口通行能力及交通仿真分析[D].西安：长安大学，2009.
作者简介：张宇宁（1996-），硕士研究生，研究方向：交通管理工程;
王景升（1970-），副教授，研究方向：交通管理工程。
基金项目：国家科技支撑计划课题项目“振兴城市智能交通管理规划”（2013BAG18BOO）
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xxx交叉口现状分析和改造方案 摘要 通过对xxx交叉口的道路、交通和控制现状，主要是对其机动车通行能力，行车延误，行车速度，信号周期，和高峰小时的交通需求等进行定量和定量的分析，寻找干扰机动车通行的原因，以得到xxx交叉口拥堵的根本原因，提出综合性的改造措施，相应的改造方案和有关效益评价。近期尚未进行路口立交改造，但交通矛盾特别突出，为此设计尝试从交通需求管理和运输供应改善两个方面着手，以求比较合理的改善该交叉口的拥堵现状，提高该路段的服务水平。 关键词：交通量通行能力延误效益评价
Abstract This arti cl e t ri es t o fi nd out t he m ain reason wh y the m ot or vehi cl es travel t hrough t he art eri a t hrough t he anal ysi s of the runni ng and cont rolli ng st at us of the i nt ersecti on xxx, m ai nl y t he quali t ati ve and quantit ati ve anal ys i s of t he capacit y, t raffi c del a ys, speed, si gnal c ycl es, and the peak-hour t raffi c of t he road. Then we can get t he root caus es of j am s, the reasonabl e reform m eas ures, t he corresponding transform at i on program and the effect i veness eval uat ion. As the recent i nt ersecti on h as not yet been opt im iz ed and the t raffi c cont radi cti ons are serious t his art i cl e l a ys it s em phasis on the im provem ent of t raffi c dem and m anagem ent and t raffi c suppl y m anage m ent and im prove the l evel of servi ce of t he road i n hence. Key word：traffic quantity traffic capacity delays effectiveness evaluation
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公路设计中路线交叉问题及优化设计研 究 摘要：随着国家的发展，交通建设进入了新的高潮，道路交通作为一种重要 的旅游方式，必将进行大量的建设工程。道路施工从选线开始，在选线过程中必 然会发生道路交叉。管线交叉口是交通事故高发地区，因此，对于管线交叉口， 应综合考虑各方面，采取合理措施。本文探讨了现阶段管线交叉设计中存在的问题，分析了不同类型的交叉，提出了交叉管线的设计原则和布局方法，在此基础 上分析了相关案例，以更好地说明交叉设计中存在的问题。此外，对存在的问题 提出了相应的解决方案。为设计人员提供解决现有交点问题的方法，并为设计合 理的路线交点布局提供建议。 关键词：公路设计；路线交叉问题；优化设计 引言 公路设计中路线交叉设计不合理，将对整个公路网有极大的影响，在实际公 路设计中，需要综合考虑路线交叉问题，并基于国家现行规定标准，且在满足提 高交通服务水平、控制交叉口处交通冲突等需求前提下，提出针对性的路线交叉 设计方案，从根本上保证方案实施的可行性和经济性。 1公路路线设计中的交通安全要素 1.1平面线形 从道路路线设计的角度来看，平面线形线要综合考虑施工现场的地质条件、 人文景观、自然环境等因素，提高线性和平滑度，确保与纵断面、横断面的协调。特别是道路工程的切线距离必须适当，<曲线半径。但是，曲线半径设计必须严 格控制半径长度(< 10000m)，直线连接区域必须确保调整。使用曲线+直线连接时，应结合工程现场的具体情况，控制小半径曲线的数量，以确保直线的渐进过
渡。考虑地形的道路线性设计中绘制的工程曲线比道路线性线段更具传染性，提 供了完全自给自足的视觉效果。但是要严格控制道路的曲率和长度，以免汽车司 机感到疲劳。如果曲线段比较长，将延长道路行车路线，对道路施工中的土方工程、排水工程等提出严格的要求，增加施工成本。受工程地形等条件的影响，电 路半径出现问题时，应采取有效措施处理、优化和微调电路设计方案，以确保曲 线半径极限的科学性和可行性。 1.2纵断面线 道路纵断面线会影响车辆的视距，从而限制车辆的动态特性。道路坡度相对 较大，路线较长，上坡的固定道路上的车辆必须增加动能。这可能会限制低速齿 轮的动能，使水箱过热或沸腾，并增加车辆损失。道路走下坡路很长，车辆高速 行驶时经常刹车，产生过多的热量，直接影响车辆的制动性能，导致行车安全事故。该道路路线应合理控制上纵坡、下坡长度，选择一定位置，形成尖锐的警示 标志或增加路面摩擦力。 2公路设计中路线交叉问题 2.1交叉口位置不合理 从调研的相关数据来看，部分公路设计中路线交叉口普遍位于几何纵横线上，处于驾驶状态下的司机无法根据视距来精准判断交通转换方向，致使交通出行不 顺畅，再加上此类型交叉口所设置的通行操作过于复杂，间接提升了交通事故的 发生概率。 2.2交叉口交通信号设置不当 现场调查显示，交叉口交通信号设置不准确，一些交叉口设置亮度不足的信号，在白天照明时会出现反射问题。另外，信号灯大小不足的情况下，经常会出 现前面的车被后面的车辆遮住太多的问题。这将使信号灯在交通指挥中无法发挥 作用。另外，在某些地方，信号灯的设置切换时间非常不合理，无论路段的车辆 流量和相应的行驶方向如何，红灯时间都很长，车辆堵塞很大。车辆信号与行人 信号不一致，有时车辆转向，出现人行横道或绿灯太短，无论残疾人和老年人的
交通道路交叉口信号配时优化研究
交通道路交叉口信号配时优化研究 交通拥堵是当今城市化进程中的一大挑战。在城市交通系统中，交叉口是交通 流量集中的地方，交通信号配时的合理优化对于缓解交通拥堵、提高交通效率至关重要。本文将围绕交通道路交叉口信号配时优化展开研究。 一、背景介绍： 交通拥堵不仅仅给人们的出行带来了不便，还对环境和社会经济发展产生了负 面影响。交通信号配时优化作为交通管理的重要手段，可以有效地提高交通交叉口的通行能力和效率，达到缓解交通拥堵的目的。 二、交通信号配时的原则： 1.公平原则：交通信号配时应公平合理，确保不同方向的交通流量都能得到合 理的分配和利用，避免长时间的等待。 2.安全原则：交通信号配时应确保道路交叉口的安全，减少交通事故的发生。 3.便捷原则：交通信号配时应合理安排车辆和行人的通行时间，减少交通延误，提高出行效率。 4.环保原则：交通信号配时应考虑减少停车等待时间，减少车辆排放产生的空 气污染。 三、交通信号配时优化方法： 1.基于规则的优化方法：根据道路交叉口的形状、交通流量及信号灯的设置， 通过规定交通流的行驶顺序和待行车的时间，以减少交通冲突和等待时间，提高交通效率。 2.基于交通数据的优化方法：通过收集和分析交通流量数据、行车速度等信息，运用优化算法，确定最优的信号配时方案，以提高交通运行效果。
3.智能化的优化方法：利用智能交通系统技术，通过实时监测交通流量、调整 信号配时参数，实现道路交叉口信号配时的动态优化，提高交通运行效率和出行便捷性。 四、交通信号配时优化效果评价： 为了确定交通信号配时优化方案的有效性，需要进行相应的效果评价。常用的 评价指标有：出行时间、行程速度、排队长度、排队时间等。通过对这些指标的测量和分析，可以评估不同方式的交通信号配时优化对缓解交通拥堵的效果。 五、优化中的挑战和难点： 交通信号配时优化面临着许多挑战和难点，如：复杂的交通流量、不同交通方 式的协调、多交叉口的协同控制等。解决这些问题需要有针对性的策略和技术支持。 六、案例分析： 本文以某市某交叉口的信号配时优化为例进行案例分析。通过收集和分析该交 叉口的交通流量数据、行车速度等信息，使用基于交通数据的优化方法，得出最优的信号配时方案，并进行有效性评价。结果显示，新的信号配时方案相比传统方案，缩短了出行时间，提高了出行速度，减少了排队长度，有效缓解了交通拥堵。 七、结论： 交通道路交叉口信号配时优化是缓解交通拥堵、提高交通效率的重要手段。在 实际应用中，需要根据具体情况选择合适的优化方法，并结合评价指标进行系统评估。未来，随着智能交通系统技术的进一步发展，交通信号配时优化将能够更加智能化、精细化，为人们的出行提供更加便捷、高效的交通环境。
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交通信号控制评价指标
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：
基于vissim仿真的交叉口信号优化方案与评价
基于vissim仿真的交叉口信号优化方 案与评价 Vissim 是一种用于交通流仿真和分析的软件，可以用来模拟城市交通网络，包括交叉口的信号控制。通过 Vissim 进行交叉口信号优化，我们通常关注的关键问题是交通流量、行程时间、延误以及安全性。以下是一个基于 Vissim 仿真的交叉口信号优化方案与评价的示例。 一、交叉口信号优化方案 1.前期准备 在开始优化之前，首先需要获取交叉口的交通流量数据。这可以通过实地考察或利用城市交通管理系统的数据进行收集。依据这些数据，可以设置 Vissim 的基本参数，例如车流量、车速、车辆延误等。 2.模型建立 使用 Vissim 建立交叉口的仿真模型。这个模型应包括所有可能的车道、进出口、交通信号等元素。同时，需要根据前期准备的交通流量数据，设定各个方向的车流量。 3.信号控制方案 在 Vissim 中，可以设定不同的信号控制方案进行模拟。例如，可以设定固定的信号灯切换时间，或者采用自适应的信号控制方式，如绿波带控制。 4.优化方案 根据仿真的结果，对信号控制方案进行优化。这可能包括调整信号灯的切换时间，改变车道布局，增设或者减少车道等。 5.仿真评估 对优化后的方案进行再次仿真，并对仿真结果进行评估。评估的指标可以包括交通流量、行程时间、延误以及安全性等。
二、评价 评价一个交叉口的信号优化方案是否成功，需要考虑以下几个关键因素： 1.交通流量：优化后的方案是否显著提高了交叉口的交通流量？是否减少了交 通拥堵？ 2.行程时间：优化后的方案是否减少了车辆的行程时间？这对于提高道路使用 效率非常重要。 3.延误：优化后的方案是否减少了车辆的延误？延误的减少可以帮助提高道路 的效率。 4.安全性：优化后的方案是否提高了交叉口的安全性？这需要从仿真结果中进 行分析和判断。 此外，对于 Vissim 这种仿真软件，还需要注意以下几点： 1.Vissim 的仿真结果虽然具有一定的参考价值，但并不能完全代表真实的交 通情况。因此，在使用 Vissim 进行优化时，需要结合实际情况进行分析和调整。 2.Vissim 的使用需要专业的技能和知识。在使用过程中，需要对各种参数进 行合理的设定，才能得到较为准确的结果。 3.Vissim 的学习曲线较为陡峭，需要花费一定的时间来掌握。但是，一旦熟 悉了 Vissim 的使用，就可以非常有效地进行交通信号的优化工作。 总的来说，使用 Vissim 对交叉口进行信号优化是一个需要结合理论和实践的过程。通过合理的仿真和分析，可以有效地提高交叉口的交通效率和安全性。
城市交通信号优化设计
城市交通信号优化设计 在现代社会中，随着城市化进程的不断加快，城市交通问题也日益 突出。交通拥堵不仅浪费了人们宝贵的时间和精力，还对环境造成了 严重影响。为了改善城市道路交通的流畅性和安全性，城市交通信号 优化设计成为了一项重要的任务。本文将从交通信号优化的原则、方 法以及相关技术的发展等方面进行论述。 一、交通信号优化的原则 城市交通信号优化的原则是确保交通流量的顺畅和交通事故的减少。在实际操作中，我们需要考虑以下几个方面的原则。 1. 交通信号配时的合理性 合理的信号配时是交通信号优化的基础。首先，我们需要根据道路 交通流量进行信号灯的配时，尽量减少交通拥堵。其次，对于不同时 间段的交通流量，我们可以适当进行配时的调整，比如在高峰期增加 绿灯时间，提高交通流畅性。最后，我们还需要考虑道路的特点和交 通事故的发生率，合理设置信号灯的配时。 2. 交通信号的协调性 交通信号的协调性是提高交通流畅性的重要手段。通过对相邻路口 信号的协调配合，可以减少车辆停等的时间，提高交通效率。在协调 信号配时时，我们需要考虑车辆的行驶速度，道路的拓宽程度以及交 通信号的传输延迟等因素，以确保信号的协调性。
3. 合理布局和设置交通信号 合理的交通信号布局和设置可以有效地引导交通流向，减少交通拥 堵和交通事故的发生。我们应该根据道路的宽度、交通流量和交通流 向等因素，合理布局信号灯，并设置合理的信号灯类型和位置。同时，我们还需要考虑行人的安全需求，在大型交叉口设置人行横道等设施，提升行人的通行安全。 二、交通信号优化的方法 城市交通信号优化有多种方法，下面将介绍几种常用的方法。 1. 信号配时优化方法 信号配时优化是一种常用的交通信号优化方法。根据交通流量的情况，我们可以使用数学模型和计算机模拟等方法，进行信号配时的优化。通过调整不同路口信号灯的配时，使得交通流量得到合理分配， 从而提高交通效率。 2. 信号协调优化方法 信号协调优化是一种提高城市交通流畅性的有效方法。在信号协调 优化中，我们可以通过调整信号的相位差和绿灯时间等参数，实现相 邻路口信号的协调配合。这样可以减少车辆的停等时间，提高车流的 通行效率。 3. 智能交通系统的应用
交叉口优化设计内容
交叉口优化设计内容 1.引言 1.1 概述 交叉口优化设计是指在城市交通规划和交通管理中对交叉口进行设计和优化的一项重要工作。交叉口作为城市交通系统中的关键节点，直接影响着交通效率和交通安全。在现代城市交通中，随着车辆数量的增加和交通流量的增大，交叉口容易出现拥堵、事故等问题，给城市交通与人们的出行带来了许多困扰。 为了解决交叉口问题，交叉口优化设计成为一项必要的工作。其主要目的是通过科学合理的设计和规划，使交叉口的交通流量得到最优化的分配和调控，提高交叉口的通行能力和交通效率，同时确保交通的安全性。通过优化交叉口的布局、信号灯控制等因素，可以减少交通拥堵和排队长度，降低交通事故的发生率，提高交通系统的整体运行效果。 交叉口优化设计的意义在于提高城市交通的运行效率和安全性，优化交叉口的布局和信号灯控制等因素，对于改善城市交通拥堵、减少交通事故、提高交通系统的整体效果具有重要的作用。通过合理的交叉口优化设计，可以在不增加交通设施投资的情况下，提高道路通行能力和交通效率，提升城市交通运行的质量和水平。 在本文中，我们将重点探讨交叉口优化设计的原则和方法，并对交叉口优化设计的重要性进行总结，展望未来交叉口优化设计的发展方向。通过深入研究和了解交叉口优化设计的相关内容，旨在为城市交通规划和交通管理提供有效的决策依据，为改善交通拥堵和提升交通效率做出贡献。
文章结构部分是对整篇长文的概括和组织安排，以帮助读者更好地理解文章的脉络和内容组成。在交叉口优化设计这篇长文中，文章结构部分应包含以下内容： 1.2 文章结构 本文将按照以下结构进行叙述和阐述交叉口优化设计的相关内容：第一部分：引言 - 1.1 概述：对交叉口优化设计进行简要介绍，强调其重要性和应用领域。 - 1.2 文章结构：对本篇长文的结构进行解释，提供整体框架的概述。 - 1.3 目的：明确本文的写作目的和意义，为读者提供预期成果。 第二部分：正文 - 2.1 交叉口优化设计的概念和意义：详细介绍交叉口优化设计的定义、背景和意义，探讨其在交通规划与管理中的作用。 - 2.2 交叉口优化设计的原则和方法：系统地介绍交叉口优化设计的基本原则和常用方法，包括交通流分析、交通信号灯控制、交通规划等方面的内容。 第三部分：结论 - 3.1 总结交叉口优化设计的重要性：对前文所述的交叉口优化设计的概念和方法进行总结，强调其在提高交通效率、减少交通拥堵等方面的重要性。 - 3.2 展望未来交叉口优化设计的发展方向：对未来交叉口优化设
交通信号控制算法的优化设计
交通信号控制算法的优化设计 随着城市化进程的不断加速，城市交通问题日益突显，其中的 一个重要问题就是交通拥堵。交通拥堵不仅会浪费人们的时间和 精力，还会造成严重的环境污染和能源浪费。因此，如何优化城 市交通，解决交通拥堵，成为了现代城市建设面临的一项重大任务。而交通信号控制算法的优化设计，则是破解交通拥堵的关键 所在。 一、交通信号控制算法的发展历程 交通信号控制算法的发展始于上个世纪初的机械控制时代，随 着电子技术的迅猛发展，交通信号控制系统逐渐向电子化和网络 化发展。近年来，随着人工智能、物联网、大数据等技术的突破，交通信号控制系统的控制策略和算法也得到了快速发展。 二、交通信号控制算法的供需分析 随着城市化进程的加速，城市交通拥堵问题不断加剧，尤其是 在交通高峰期，各个路口都经常出现拥堵现象，影响人们的出行 效率和生活质量。因此，对于提高城市交通效率和改善出行体验 来说，优化交通信号的控制算法是必不可少的。 然而，当前交通信号控制算法普遍存在的问题有：算法复杂度高，处理速度慢、响应时间长；算法对数据的准确性和完整性要
求较高，无法容忍较大的偏差；算法针对城市道路上复杂的交通场景难以适应，最终导致路口拥堵和交通事故的发生。 因此，对于交通信号控制算法的优化设计需求很强，而且指标也有很多，例如：提高信号控制精度，缩短绿灯时间，调整分配方式，减少交通事故发生率，降低处理速度等。 三、在交通信号控制算法的优化设计中，可以考虑采用以下几个措施： （一）人工智能技术的应用 利用人工智能技术，可以通过对交通场景的检测和分析，预测车流量和绿灯时间的需求，自适应地调整信号控制策略，减少拥堵，提高效率。 （二）基于大数据的优化算法 利用大数据分析技术，可以对城市交通数据进行实时分析，了解实时路况，基于数据推算出最佳信号控制策略，不仅可以提高交通效率，还可以快速响应交通事故，提高交通安全性。 （三）基于物联网的控制系统 利用车联网等物联网技术，可以将不同车辆之间的信息进行传递和共享，实时监测路况和交通情况，优化信号控制策略，减少拥堵，提高交通效率，实现城市交通互联互通。
城市道路交叉口选型及优化设计
城市道路交叉口选型及优化设计 摘要：影响城市道路设计的因素较多，主要有城市规划、道路规划、交通量、道路红线、道路竖向控制标高、平面交叉口等因素，在众多因素当中，城市道路 的交叉口设计尤为重要，因为城市道路都是纵横交叉的，构建成复杂的路网，这 些路网中，有相对重要的交叉口，也有一般性交叉口，交叉口设计是否合理，直 接关系到交通的拥堵程度。一个城市如果能够很好的解决好交叉口的设计，可以 从很大程度上缓解交通拥堵现象，因此工程设计人员在进行城市道路设计时，一 定要充分研究与道路相交的各种平面交叉口，对这些交叉口如何进行合理化设计，以满足交通量需求和居民的出行。 关键词：城市道路交叉口;选型;优化设计; 引言 城市道路设计是交通领域的重要组成部分，城市交通水平取决于此。城市道 路交叉口交通组织设计，无论是在编制初期还是设计工作初期，都涉及到很多需 要考虑的事情。汽车数量正在增加，特别是在城市建设过程中。在目前的交通安 排下，车辆的增加甚至快于城市交通的通行能力，造成了严重的拥堵和旅行效率 的下降，造成了交通事故，浪费了城市的部分资源。因此，为了优化城市交通干 线的功能，重点研究了城市道路交叉口的交通组织设计。 一、城市道路交叉口交通组织设计要求 城市道路交叉口设计是提高道路使用效率的一项非常有效的措施，因此，确 保合理设计至关重要。特别是在城市道路改造优化设计中，在充分了解河南地区 交叉口道路状况、充分显示道路改道功能、时间划分、分类等功能的基础上，尽 可能提高道路车辆通行能力，在时间空间维度的基础上，制定交通组织设计规划。在此基础上，组织城市道路交通设计，从现有城市交通路线的效率、安全性、条件、交通组织路线等方面进行整体调控，明确交叉口交通组织设计程序，注意道 路的实用性，了解交叉口交通状况，初步设置道路长度、宽度、等基本参数，对
基于模糊控制的交通信号协调优化研究
基于模糊控制的交通信号协调优化研究 交通是现代城市中一个重要的环节，而交通拥堵问题一直以来都是困扰城市发展的难题之一。随着车辆数量的不断增加和路网的矛盾日益凸显，如何在城市道路上实现交通信号的协调优化成为了一个重要的研究领域。本文将探讨基于模糊控制的交通信号协调优化的研究进展，并分析其在实际应用中的价值和局限性。 一、模糊控制的基本原理 模糊控制是一种以模糊逻辑为基础的控制方法。相比于传统的精确控制方法，模糊控制允许使用模糊的、不确定的信息进行决策和控制。模糊控制的核心是建立模糊规则库，通过输入变量和输出变量之间的模糊规则来实现控制。在交通信号协调优化中，我们可以利用模糊控制的特点来处理道路上车辆流量不断变化的情况，从而使信号灯的控制更加灵活和适应性强。 二、基于模糊控制的交通信号协调优化方法 基于模糊控制的交通信号协调优化方法主要包括以下几个步骤： 1. 数据采集和预处理：通过安装在交通路口的感应器，采集车辆流量、速度等信息，并对数据进行预处理和分析，为后续的信号控制决策提供参考。 2. 规则库建立：根据城市交通特点和车辆流量变化规律，建立模糊规则库。规则库中包含了一系列的“如果-那么”规则，描述了不同输入变量对应的输出变量的关系。 3. 模糊推理：将采集到的数据通过模糊推理引擎进行模糊化处理，然后根据规则库进行推理，得到模糊的输出结果。 4. 解模糊化：将模糊的输出结果通过解模糊化方法转化为确切的控制量，并作为交通信号灯的相位时长。
5. 交通信号控制：根据解模糊化得到的控制量，确定交通信号灯的相位时长， 并进行相应的调整和控制。 6. 优化评价：利用交通流量、车辆平均速度、延误时间等指标进行对比和评价，调整和优化模糊控制参数，提高交通信号的协调效果。 三、基于模糊控制的交通信号协调优化的优势和局限性 1. 优势： a. 灵活性和适应性强：模糊控制能够根据实时的交通情况进行灵活调整，适 应不同的交通状况。 b. 较强的容错性：模糊控制可以处理不完全和模糊的输入信息，适用于道路 交通流量变化较大和不确定性较高的情况。 c. 算法简单易实现：相对于其他复杂的优化算法，模糊控制的算法相对简单，易于实现。 2. 局限性： a. 参数选择问题：模糊控制的性能很大程度上依赖于规则库和参数的选择。 不合理的规则库和参数选择可能导致控制效果不佳。 b. 变量量化问题：模糊控制需要将连续的输入变量转化为离散的模糊集合， 这一过程中需要进行变量的量化，可能引入额外的误差。 c. 性能与复杂性之间的平衡问题：模糊控制方法在性能和复杂性之间需要找 到一个平衡点。过于复杂的模糊推理系统可能导致性能下降，而过于简单的系统可能无法满足要求。 综上所述，基于模糊控制的交通信号协调优化在解决交通拥堵问题上具有一定 的优势。然而，其存在的一些局限性需要进一步研究和解决。未来，可以探索结合其他智能优化算法的方法，以进一步提高交通信号协调优化的性能和效果。
城市道路交叉口的优化设计学士学位论文
本科毕业论文城市道路交叉口的优化设计
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