gg文一路（古墩路-古翠路）协调方案设计与评价

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文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告建设工程学院课程报告（交通控制理论）题目:文一西路（古墩路-古翠路）协调方案设计报告指导教师：***报告时间：2013.05.29第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告目录1设计概述21.1设计范围21.2设计目标21.3技术路线22现状调查32.1调查方案32.1.1调查内容32.1.2调查方法32.1.3调查地点32.1.4调查时间32.1.5调查数据处理32.2现状渠化32.3现状交通流参数53信号配时优化设计63.1相位结构设计63.2信号配时优化73.2.1信号配时优化过程及原理73.2.2信号配时优化结果84协调方案设计94.1周期时长的确定94.2绿信比优化方法94.2.1协调相位最小绿灯时间的确定104.2.2非关键交叉口非协调相位绿灯时间的确定104.2.3非关键交叉口协调相位绿灯时间的确定104.2.4干线协调系统内各交叉口配时方案104.3相位差优化方法104.3.1单向协调114.3.2数解法114.3.3Maxband135微观交通仿真实验155.1仿真模型建立155.1.1仿真路网155.1.2仿真参数155.1.3信号控制方案155.2评价指标选取155.3仿真结果输出165.3.1路网性能165.3.2交叉口节点性能165.4结果分析195.4.1单向协调方案仿真结果分析195.4.2不同配时方案仿真结果分析196总结21第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告1设计概述通过一系列现场调查，确定设计范围内道路路网结构、交通流线组织、交通流量等交通参数，利用调查数据并根据等饱和度原则对道路沿线各个交叉口进行单点配时优化，并在优化配时基础上进行单向协调、双向协调方案设计，最终利用VISSIM仿真软件，对比单点配时方案和各协调方案下的路网性能（包括车均延误、车均停车次数、平均车速以及通过车辆数4个指标）、各交叉口节点的运行效率（车均停车次数、平均排队长度以及车均延误3个指标）。1.1设计范围文一西路（古墩路-古翠路），包括文一西路-古墩路交叉口、文一西路-竞舟路交叉口、文一西路-丰潭路交叉口、文一西路-益乐路交叉口、文一西路-古翠路交叉口。图1.1设计范围示例图1.2设计目标对文一西路（古墩路-古翠路）进行协调控制，尽可能地降低文一西路车辆延误，并保证其他方向车流正常行驶。1.3技术路线第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告2现状调查2.1调查方案2.1.1调查内容文一西路（古墩路-古翠路）沿线交通流组织、路段几何条件、交叉口渠化、交叉口现有配时方案、交叉口各方向交通流量、各车道饱和流率。2.1.2调查方法（1）路段几何条件通过Google地图测距获取；（2）现场调查确定沿线交通流组织、交叉口渠化和交叉口现有配时方案；（3）根据录制的视频，确定交叉口各方向交通流量和各车道饱和流率。2.1.3调查地点需要对每个交叉口的交通流量和饱和流率进行调查，因此每个交叉口设置一个调查点，有一名调查人员负责：***负责位置①，***负责位置②，***负责位置③，***负责位置④，***负责位置⑤。图2.1调查点示例图2.1.4调查时间调查日为2013.04.21，调查时段选择为平峰时段10：00-10：30。2.1.5调查数据处理对调查数据进行处理，最终得到各项数据，见章节2.2和2.3。2.2现状渠化文一西路（古墩路-古翠路）沿线路段宽度、交叉口间距，如图2.2（最后一页）。各交叉口渠化如图2.2.1-2.2.5所示（进口道宽为3.5m，出口道宽为3.5m，公交专用道宽为4m）。第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告图2.2.1文一西路-古墩路交叉口渠化图2.2.2文一西路-竞舟路交叉口渠化图2.2.3文一西路-丰潭路交叉口渠化图2.2.4文一西路-益乐路交叉口渠化第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告图2.2.5文一西路-古翠路交叉口渠化2.3现状交通流参数各交叉口各方向交通流量和各车道饱和流率见表2.3。表2.3交通流量和饱和流率数据表交叉口进口方向流向流量（pcu/h）车道数饱和流率（pcu/h）流率比文一西路-古墩路东进口左转220.4116000.138直行720.8217000.212西进口左转681.6216000.213直行753.2217000.222南进口左转152.4116000.095直行784.8217000.231北进口左转373.6116000.234直行742.4217000.218文一西路-竞舟路东进口左转262.8116000.164直行1318.4217000.388西进口左转126.8116000.079直行1101.6217000.324南进口左转140.8117000.182直行32右转136.4北进口左转108117000.115第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告直行32右转56文一西路-丰潭路东进口左转299.6116000.187直行1058.4217000.311西进口左转280116000.175直行1038.4217000.305南进口左转205.2116000.128直行703.6217000.207北进口左转164116000.103直行696.8217000.205文一西路-益乐路东进口左转196.8116000.123直行1231.2217000.362西进口左转96116000.060直行940.8217000.277南进口左转80.8116000.051直行86117000.051北进口左转206.4116000.129直行127.2317000.025文一西路-古翠路东进口左转453.6116000.284直行946217000.278西进口左转216.4116000.135直行884.8217000.260南进口左转190116000.119直行506.4317000.099北进口左转150.8216000.047直行447.6217000.1323信号配时优化设计3.1相位结构设计根据各交叉口的交通流量以及现有相位相序，确定各个交叉口相位结构设计。文一路-古墩路交叉口、文一路-丰潭路交叉口和文一路-古翠路交叉口采用对向放行，相位显示顺序如图3.1.1，文一路-竞舟路交叉口和文一路-益乐路交叉口采用南北同时放行-东西对向放行，相位显示顺序如图3.1.2。图3.1.1对向放行相位显示顺序图第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告图3.1.2混合放行相位显示顺序图3.2信号配时优化3.2.1信号配时优化过程及原理（1）信号周期时长选用阿克塞立克最佳周期时长计算公式，如下：式中：——为信号总损失时间，s；——为停车补偿系数，以延误最小为优化目标，；——交叉口总流量比；（2）总损失时间启动损失时间取3s，各相位绿灯间隔时间取值3s，即黄灯时间。则四相位交叉口总损失时间为12s，三相位交叉口为9s。（3）总流量比总流量比按下式计算：；（≯0.9）式中：J——一个周期内的相位数——第j相的流量比——交通流量（pcu/h）——设计饱和流量(pcu/h)计算Y值大于0.9时，须改进进口道设计或/和信号相位方案，重新设计。（4）总有效绿灯时间：每周期的总有效绿灯时间按下式计算：（5）各相位有效绿灯时间：按照等饱和度的原则，各相位的有效绿灯时间应按照各关键车流的比例进行分配：（6）各相位的绿信比：各相位的绿信比按下式计算：（7）各相位显示绿灯时间：各相位的实际显示绿灯时间按下式计算：第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告（8）最小绿灯时间取20s。（9）最终绿灯时间取显示绿灯时间和最小绿灯时间中的最大值；3.2.2信号配时优化结果沿线交叉口信号配时优化结果如表3.1-3.5。表3.1文一路-古墩路交叉口单点优化配时方案进口道流向流量车道数饱和流率流量比YCgegC’东进口左220.4116000.140.821293030130直620217000.182627西进口左681.6216000.213030直609.2217000.1826　27　南进口左152.4116000.103333直662.4217000.1928　28　北进口左373.6116000.2333　33　直627.2217000.182828表3.2文一路-竞舟路交叉口单点优化配时方案进口道流向流量车道数饱和流率流量比YCgegC’东进口左262.8116000.160.67　56　12　20　72直1095.2217000.322323西进口左126.8116000.081220直878.8217000.2623　23　南进口左140.8117000.181320　直32右136.4北进口左108117000.121320直32右56表3.3文一路-丰潭路交叉口单点优化配时方案进口道流向流量车道数饱和流率流量比YCgegC’东进口左299.6116000.190.77992121104直828217000.242828西进口左280116000.182121直836.8217000.2528　28　南进口左205.2116000.131414直703.6217000.2123　23　北进口左164116000.1014　14　直696.8217000.202323第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告表3.4文一路-益乐路交叉口单点优化配时方案进口道流向流量车道数饱和流率流量比YCgegC’东进口左196.8116000.120.61　　488　20　69直892.8217000.261720西进口左96116000.06820直660217000.1917　20　南进口左80.8116000.1015　20　直8611700北进口左260.4116000.231520直127.231700表3.5文一路-古翠路交叉口单点优化配时方案进口道流向流量车道数饱和流率流量比YCgegC’东进口左453.6116000.280.748729　29　102直694.0217000.202121西进口左216.4116000.142929直618.4217000.1821　21　南进口左190116000.121220直506.4317000.1013　20　北进口左150.8216000.0512　20　直447.6217000.1313204协调方案设计干线交通信号协调控制系统是通过调节主干道路上各信号交叉口之间的相位差，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权。其目的在于满足干道交通大负荷通行的需求，降低停车排队时间，减少交叉口延误，提高干道交叉口通行能力，改善城市交通状况。在干线交通信号协调控制系统中，需求确定周期时长、绿信比以及相位差这三个参数。4.1周期时长的确定关键交叉口是以所需周期时长最大的交叉口为关键交叉口，并以此周期时长为线控系统的公用周期。其计算步骤如下：1)确定线控区内的各个交叉口的周期时长ci；2)确定公用周期，Cm=max(c1,c2…ci)；根据3.2节计算得到的单点信号配时方案，古墩路-文一路、竞舟路-文一路、丰潭路-文一路、益乐路-文一路、古翠路-文一路交叉口的周期分别为130s，72s，104s，69s，102s，则关键交叉口为古墩路-文一路交叉口，公用周期为130s。4.2绿信比优化方法交叉口周期时长确定以后，就可以分配各相位的绿信比。绿信比的优化方法一般分为两种，分别是等饱和度分配和不等饱和度分配。等饱和度分配是以车辆第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告阻滞延误最小为原则，各相位绿信比与流量比成比例，通过计算关键相位的流量比确定有效绿灯时间，从而确定绿信比以及绿灯实际显示时间，可用于关键交叉口信号控制。不等饱和度分配的计算步骤如下：首先计算给定饱和度关键相位的绿灯时间，然后计算其余关键相位的绿灯时间，最后确定非关键相位的绿灯时间。不等饱和度分配使用与线控系统中非关键交叉口的信号配时。4.2.1协调相位最小绿灯时间的确定关键交叉口协调相位的显示绿灯时间就是各交叉口上协调方向所必须保持的最小绿灯时间。根据3.2节计算结果得到关键交叉口（古墩路-文一路交叉口）协调方向绿灯时间为27s。4.2.2非关键交叉口非协调相位绿灯时间的确定根据及非关键交叉口非协调相位饱和度使用限值(一般取)，计算非关键交叉口非协调相位有效绿灯时间的实用值：式中：g——非关键交叉口非协调相位的实用有效绿灯时间（s）；Cm——公共周期时长（s）；qn——非关键交叉口非协调相位关键车道的流量（pcu/h）；Sn——非关键交叉口非协调相位关键车道的饱和流量（pcu/h）；gne——非关键交叉口非协调相位的有效绿灯时间（s）；——非关键交叉口非协调相位的饱和度实用限值；——非关键交叉口非协调相位关键车道的流量比。4.2.3非关键交叉口协调相位绿灯时间的确定干线协调系统内的非关键交叉口其周期时长采用公共周期时长，协调相位的绿灯时间要大于关键交叉口协调相位的绿灯时间。在非协调相位的绿灯显示时间确定以后，富余时间全加给协调相位，以形成最大绿波带。4.2.4干线协调系统内各交叉口配时方案根据上述方法确定了本次协调系统中各个交叉口的信号配时方案，如表4.1所示。表4.1干线协调交叉口配时方案绿灯时间（s）东西左转东西直行南北左转南北直行公共周期古墩路口30273328130竞舟路口237226丰潭路口27421930益乐路口177133古翠路口404217194.3相位差优化方法第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告为使车辆通过协调信号控制系统时，能连续通过尽可能多的绿灯，必须使相邻信号间的相位差同车辆在其间的行程时间相适应，因此相位差是信号控制系统实现协调控制的关键参数。通常相位差优化主要包括两种设计思路，分别是最大绿波带法和最小延误法。此处以最大绿波带为优化目标来确定各交叉口间的相位差，其中包括单向协调和双向协调，双向协调又包括数解法和Maxband。4.3.1单向协调单向协调是一种以单方向交通流为优化对象的线控方式，常用于单向交通、变向交通，而对于双向交通，如果交通流具有明显的潮汐特性，也可采用单向协调控制。单向协调时，相位差计算公式：式：——相邻信号间的时差，s；s——相邻信号间的间距，km;v——线控系统车辆可连续通行的车速，km/h；Cm——公共周期时长，s。考虑到初始排队车辆对协调相位的影响，绿波带带宽相等时，各交叉口绿时差不同，协调效果也不同。因此，对于单向协调，分别以绿灯起点、绿灯中点和红灯起点为基准计算绿时差，得到表4.2。表4.2单向协调正反向相位差协调方向交叉口序号距离相位差终点一致中点一致起点一致古墩路-古翠路100002445-4184134076370784587871091295501313846古翠路-古墩路551770778545814310912934173845532445456790100004.3.2数解法数解法是确定线控系统相位差的另一种方法，它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的控制方案。已知关键交叉口的周期时长为130s，设干线协调系统的带速v=11m/s(40km/h)，则vCm/2=715m。这也就是说，相距715m信号的时差正相当于交互式协调的时差（错半个周期）；相距1430m的信号正好是同步式协调（错第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告一个周期）。根据已知的条件，确定数解法的一般步骤：1)计算a列，a=715±100作为最适当的vCm/2的变动范围，各数字假定为“理想信号”的间距；2)计算a列各行，根据各个交叉口的实际间距确定与理想信号点的错移距离；3)计算b列，将实际信号位置与理想信号的挪移量，按顺序排列（从小到大），并计算各相邻挪移量之差，将此差值之最大值记入b列；4)确定最适合理想信号位置，取b为最大值时，对应的a值，就可以得到各信号到理想信号的挪移量最小；5)作连续行驶通过带，把理想信号依次列在最靠近的实际信号下面，确定各信号在理想信号的左、右位置；6)求时差，凡奇数理想信号相应的实际信号间为同步协调；而偶数理想信号相应的实际信号间为交互协调。因此，相应于奇数理想信号的实际信号的时差为；相应于偶数理想信号的实际信号的时差为。根据数解法的求解步骤，通过matlab编程计算得到绿时差，如表4.3所示。表4.2干线协调绿时差交叉路口古墩路竞舟路丰潭路益乐路古翠路理想信号No12234各信号位置右左右右左绿信比λ(%)2155325532损失（%）11.4827.3227.326.1126.64有效绿信比（%）9.5227.684.6848.895.36绿时差（%）89.522.53472.534为保持原定周期时长，则干线协调系统带速须调整为：。为了生成时空图，首先需要计算实际交叉口的绿灯启亮和终止时刻。绿灯启亮时刻可以通过该交叉口的相位差确定，绿灯终止时刻可以通过启亮时刻、绿信比和周期时长来确定。其次，计算各绿波带直线方程的截距，以正向绿波带直线方程截距计算过程为例，利用直行方程，计算截距k1i，k2i。其中，Ai和Bi分别是i交叉口绿灯启亮时刻和绿灯终止时刻；Li为i交叉口到原点的距离；k1i，k2i分别是i交叉口协调相位绿波带上线和下线的截距；v是绿波带的速度。然后，就可以计算得到正反向带宽，。最后生成绿波带图，正向绿波带上线方程为：；正向绿波带下线方程为：；反向绿波带上线方程为，反向绿波带下线方程为。从而可以得到干线协调系统各交叉口的绿灯启亮时刻和终止时刻以及截距方程，如表4.3所示，时空图如图4.1所示。第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告图4.1绿波控制的时空图表4.3利用数学解析法计算绿波带宽度正向各交叉口的绿灯启亮时刻116159174224304正向各交叉口的绿灯终止时刻143231216296346正向下线截距108.89112.0191.4590.28126.52正向上线截距136.19183.51133.05161.78168.12正向下线截距方程y=L/11.5+126正向上线截距方程y=L/11.5+133反向各交叉口的绿灯启亮时刻2461591749444反向各交叉口的绿灯终止时刻27423121616686反向下线截距253.81206.5256.96228.22221.88反向上线截距281.11278298.56299.72263.48反向下线截距方程y=L/11.5+257反向上线截距方程y=L/11.5+264正反向绿波带宽度7,74.3.3Maxband采用双向最大绿波带法确定五个口的相位差。通过输入上下行带宽比，通行能力，绿信比，公共周期，带速范围，得到相位差，最佳带速，上下行带宽。其数学模型表达为：最大绿波带目标函数：Maxb=x1*b1+x2*b2s.t0.5*ri+wj+tij-wj-0.5*rj=φij0.5*ri+wj'+tij-wj'-0.5*rj=φij'φij+φij'=mijmij为C的整数倍wi+b1≤1-riwi'+b2≤1-riwi,wj,wi',wj'≥0其中：b为绿波带带宽；b1为上行绿波，b2为下行绿波；x1，x2为上下行带宽比；ri为第i个交叉口的红灯时间，rj为第i个交叉口相邻的交叉口的红灯时间；第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告wi为交叉口i的绿波带边缘和其左侧相近红灯的右侧边缘之间的时间间隔；wj为交叉口j的绿波带边缘和其左侧相近红灯的右侧边缘之间的时间间隔；wi'为交叉口i的绿波带边缘和其右侧相近红灯的左侧边缘之间的时间间隔；wj'为交叉口j的绿波带边缘和其右侧相近红灯的左侧边缘之间的时间间隔；tij为车队从交叉口i到交叉口j的行程时间；φij为交叉口i的绿波带左侧的红灯时间中点和交叉口j的绿波带左侧的红灯时间中点之间的间隔时间；φij'为交叉口j的绿波带右侧的红灯时间中点和交叉口i的绿波带右侧的红灯时间中点之间的间隔时间；根据干道的具体时间，为干道车辆提供尽可能宽的绿波带，使干道方向行驶的车辆延误最小，以共同通过带宽作为交通信号群系统控制的控制效果评价指标，以追求最大上行及下行共同通行带宽为目标的系统信号相位差设计方案。这里假设上下行流量基本相同，取b1=b2，输入数据：交叉口序号公共周期(s)速度(km/h)与下一交叉口距离(m)红灯时间(s)1130404451032407583587884501595/88输出数据：交叉口序号上行带宽(s)下行带宽(s)上行：相位差(s)下行：相位差(s)110100024981310-104923853892图4.2Maxband图示5微观交通仿真实验第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告为了验证交叉口各信号配优化方案的效益，本文采用VISSIM软件对各配时方案进行仿真模拟，并对仿真的结果进行分析。本章主要分成两部分内容：第一部分主要是通过仿真路网的建立、参数的设置、信号方案的设置和评价指标的选取等步骤，并对各配时方案进行仿真。第二部分主要是仿真结果分析部分，包括以下主要内容：①对以绿灯起点、绿灯中点和红灯起点为基准计算绿时差的（正、反）单向协调控制方案进行仿真分析，分析交叉口初始排队长度对协调控制的影响，并选取较优单向协调方案进行下一阶段的不同配时方案的对比分析；②分析并评价单点信号配时、（正、反）单向协调配时、双向协调配时（数解法、maxband法）等5种不同信号配时方案的仿真结果。5.1仿真模型建立5.1.1仿真路网按照实际交叉口渠化条件建立仿真模型，具体渠化参见第2.2节。5.1.2仿真参数（1）交通流参数文一西路有公交专用道，因此公交专用道的车辆构成全为大型车，其它机动车道大小型车辆混合，且大型车比例较小；古墩路、竞舟路、丰潭路、益乐路以及古翠路没有公交专用道，大型车比例相对较高。因此将车辆构成分为两类，如表5.1所示，文一西路公交专用道车辆输入采用1类车辆构成，其它机动车道采用2类车辆构成，不考虑行人的影响，车辆输入时间都为0s-7200s，具体流量数据参见第2.3节表5.1交通流参数车辆类型小汽车公交车1类相对流量01期望车速/40km/h(40.0~45.0)2类相对流量0.0990.01期望车速50km/h(48.0~58.0)40km/h(40.0~45.0)（2）驾驶行为参数驾驶行为参数采用默认值。（3）仿真参数仿真参数采用默认值，仿真时间为7200s。5.1.3信号控制方案具体信号控制方案见第4.5节。5.2评价指标选取（1）采用路网性能评价，对各个方案下的路网性能进行比较，主要包括：路网车均延误、路网平均停车次数、路网车均速度、路网通过车辆数等评价指标；（2）采用节点评价，对各个交叉口节点的平均排队长度、车均延误和车均停车次数等评价指标进行对比分析。第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告5.3仿真结果输出5.3.1路网性能通过设置VISSIM软件中的路网性能指标，选取路网车均延误、路网平均停车次数、路网车均速度、路网通过车辆数等评价指标，对整体路网情况进行对比分析。路网仿真数据如表5.2-5.3所示。表5.2单向协调路网整体评价表指标车均延误(s)车均停车次数（次）车均速度(km/h)通过车辆数位置起点中点终点起点中点终点起点中点终点起点中点终点正向81.786.282.51.351.441.3720.519.820.4825282598270反向82.385.891.31.421.421.4120.620.219.4822282148214表5.3各配时方案路网整体评价表车均延误(s)车均停车次数（次）车均速度(km/h)通过车辆数单点控制89.1881.88619.7028142双向协调（数解）84.1881.43720.2958227双向协调（maxband）83.3491.35820.32882335.3.2交叉口节点性能通过采用VISSIM软件中的节点评价，对各个交叉口节点的平均排队长度、车均延误和车均停车次数等评价指标进行对比分析。（1）方案1：单点信号控制当各交叉口均采取单点配时设计时，各个交叉口运行效率如表5.4所示。表5.4节点评价——单点信号控制交叉口编号车均停车次数（次）平均排队长度（m）车均延误(s)1协调相位1.4384.9120.0非协调相位1.0344.367.8交叉口整体效益1.1255.080.12协调相位0.7513.124.2非协调相位0.694.620.7交叉口整体效益0.748.123.43协调相位2.0490.786.7非协调相位1.4856.184.7交叉口整体效益1.7070.785.54协调相位4.05179.3131.5非协调相位1.252.330.0交叉口整体效益3.4968.8110.95协调相位2.28237.9131.2非协调相位0.984.935.6交叉口整体效益1.7374.890.2（2）方案2：正向协调控制第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告协调方向为古墩路-古翠路时，三种绿波带位置下各个交叉口运行效率如表5.5所示。表5.5节点评价——正向协调控制交叉口评价对象车均停车次数（次）平均排队长度（m）车均延误(s)绿波带位置起点中点终点起点中点终点起点中点终点1协调相位1.471.491.3973.074.773.5120.7123.7119.0非协调相位1.010.991.0338.839.340.766.165.767.2交叉口整体1.121.111.1247.848.649.379.079.479.42协调相位0.620.620.5613.512.612.024.121.618.3非协调相位0.840.830.8412.512.412.749.248.249.3交叉口整体0.670.660.6213.713.213.229.727.525.13协调相位0.460.710.6873.075.776.234.939.140.6非协调相位1.381.391.3688.391.089.6115.8118.2115.8交叉口整体0.991.111.0888.190.990.181.785.284.84协调相位2.232.042.05115.2112.6112.470.965.063.1非协调相位1.371.161.195.05.15.252.250.149.3交叉口整体2.071.871.8946.745.745.767.362.160.55协调相位1.491.782.0691.095.191.958.365.367.1非协调相位1.011.091.197.67.87.949.351.353.1交叉口整体1.291.511.7132.634.033.154.759.761.5（3）方案3：反向协调控制协调方向为古翠路-古墩路时，三种绿波带位置下各个交叉口运行效率如表5.6。表5.6节点评价——反向协调控制交叉口评价对象车均停车次数（次）平均排队长度（m）车均延误(s)绿波带位置起点中点终点起点中点终点起点中点终点1协调相位1.461.421.4768.865.164.9112.1110.6107.1非协调相位1.031.041.0136.736.137.164.064.965.0交叉口整体1.141.131.1245.243.744.475.475.774.92协调相位0.500.600.658.714.415.515.625.727.3非协调相位0.820.850.8611.512.011.946.348.548.0交叉口整体0.570.660.7011.213.714.022.330.631.73协调相位1.050.680.9289.077.981.867.548.254.9非协调相位1.381.421.3993.292.592.3120.9121.0118.9交叉口整体1.251.111.2097.092.893.999.190.192.14协调相位2.292.502.32107.8118.3113.573.376.071.5非协调相位1.381.411.255.65.55.551.454.654.4交叉口整体2.112.292.1244.348.146.469.171.968.25协调相位1.931.791.50102.7100.593.684.779.061.6非协调相位0.950.950.977.47.77.547.849.549.2第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告交叉口整体1.541.461.2936.035.533.369.967.456.8（4）方案4：双向协调控制（数解法）方案相位采用数解法计算，各个交叉口运行效率如表5.7。表5.7节点评价——双向协调控制（数解）交叉口编号车均停车次数（次）平均排队长度（m）车均延误(s)1协调相位1.468.1112.9非协调相位1.037.065.1交叉口整体效益1.145.276.42协调相位0.49.417.2非协调相位0.812.449.1交叉口整体效益0.512.124.33协调相位0.577.041.5非协调相位1.490.9117.4交叉口整体效益1.091.386.14协调相位2.2112.864.1非协调相位1.35.153.2交叉口整体效益2.045.862.05协调相位2.3102.277.3非协调相位1.18.254.3交叉口整体效益1.836.468.2（5）方案5：双向协调控制（maxband）方案相位采用最大绿波带法计算，各个交叉口运行效率如表5.8。表5.8节点评价——双向协调控制（maxband）交叉口编号车均停车次数（次）平均排队长度（m）车均延误(s)1协调相位1.471.8114.6非协调相位1.038.365.9交叉口整体效益1.147.177.52协调相位0.510.318.2非协调相位0.811.746.5交叉口整体效益0.611.924.53协调相位0.679.150.6非协调相位1.489.7115.4交叉口整体效益1.191.288.64协调相位2.7122.186.4非协调相位1.75.454.3交叉口整体效益2.549.580.35协调相位1.488.260.5非协调相位0.97.950.3交叉口整体效益1.232.056.5第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告5.4结果分析5.4.1单向协调方案仿真结果分析由表5.2、表5.5和表5.6的数据可以看出：（1）在绿波带带宽相等的情况下，交叉口运行效率因绿时差的不同而不同，验证了非协调方向左转和右转车辆在协调相位造成初始排队，对协调效果差生影响。（2）不同交叉口的最优绿时差（使运行效率最好）并不一致，说明绿时差的选择和交叉口交通流量特性、相位结构设计以及交叉口几何特征等因素相关，应具体分析确定影响因素。（3）最优单向协调方案，应该具体分析每个交叉口，确定每个交叉口使初始排队影响最小的绿时差，最终确定最优协调方案。5.4.2不同配时方案仿真结果分析（1）路网性能分析通过VISSIM对单点配时方案、正向协调控制方案、反向协调控制方案、双向协调控制方案（数解法）、双向协调控制方案（maxband法）等五种配时方案进行仿真模拟，得到如下各方案下的路网性能参数，如表5.9及图5.1~图5.4所示。表5.9路网整体评价汇总表评价（1h）方案编号车均延误(s)车均停车次数（次）车均速度(km/h)通过车辆数1单点控制89.21.8919.781422正向协调（起点）81.71.3520.582523反向协调（起点）82.31.4220.682224双向协调（数解）84.21.4420.382275双向协调（maxband）83.31.3620.38233从表5.9和图5.1~图5.4可以看出，各个协调配时方案较单点控制方案在路网车均延误、车均停车次数、车均速度计通过车辆数等指标上均有不同程度的改善。从路网的车均延误指标来看，以正向协调控制方案为最优，单位小时其值仅为81.7秒，较单点控制方案下降8.35%；从路网车均停车次数来看，正向协调控制方案和双向协调（maxband）方案为较优方案，其1小时车均停车次数分别为1.35次和1.36次，较单点控制方案改善幅度达28.58%；各方案的路网车辆均速度最大的为反向协调控制20.6km/h，最小速度为单点控制的19.7km/h，各方案下的路网速度均相差不大；从路网通过车辆数来看，各协调配时方案下的通过车辆数相差不大，且均优于单点信号控制，提高比例为1.35%。图5.1路网车均延误（S）图5.2路网车均停车次数（次）第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告图5.3路网车均速度（KM/H）图5.4路网通过车辆数（Veh）（2）交叉口节点性能分析通过建立交叉口评价节点，对各个配时方案下的交叉口节点性能进行评价分析，得到如下表所示的交叉口车均停车次数（表5.10）、交叉口平均排队长度（表5.11）、交叉口车均延误（表5.12）等节点评价指标。表5.10交叉口车均停车次数评价（单位：次）交叉口编号方案1方案2方案3方案4方案511.121.121.141.121.1220.740.670.570.530.5731.700.991.251.041.0743.492.072.112.032.5251.731.291.541.821.22表5.11交叉口平均排队长度评价（单位：m）交叉口编号方案1方案2方案3方案4方案5155.047.845.245.247.128.113.711.212.111.9370.788.197.091.391.2468.846.744.345.849.5574.832.636.036.432.0表5.12交叉口车均延误评价（单位：s）交叉口编号方案1方案2方案3方案4方案5180.179.075.476.477.5223.429.722.324.324.5385.581.799.186.188.64110.967.369.162.080.3590.254.769.968.256.5通过对比上述表格数据，可以得到如图5.5~图5.7所示的不同方案下的各个交叉口评价指标情况。从对比图中可以发现，在交叉口车均停车次数、交叉口平均排队长度、交叉口车均延误等三种指标上，4种协调配时方案较单点信号配时均有不同程度的改善。其中以益乐路口和古翠路口改善最为明显，4种协调控制方案较单点控制方案中停车次数指标分别下降了68.60%、66.67%、70.53%、46.86%和34.11%、14.73%、6.98%、39.53%；交叉口平均排队长度指标分别下降了47.32%、52.46%、49.25%、41.33%和129.45%、119.02%、117.79%、131.29%；交叉口车均延误指标分别下降了64.78%、62.11%、72.66%、45.47%第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告和64.90%、37.11%、40.22%、61.61%，各交叉口指标改善效果明显。图5.5交叉口车均停车次数（次）图5.6交叉口平均排队长度（m）图5.7交叉口车均延误（s）因此从交叉口节点性能评价来看，正、反向协调控制、双向协调控制（数解、maxband）等协调配时方案较单点配时方案均有不同程度的改善，且以益乐路路口和古翠路路口改善最为明显。由于仿真采用各交叉口平峰时期流量，路网整体车流量较小，所以导致4种协调配时方案之间的仿真结果相差不大。6总结通过该设计工作，对交通调查、信号配时优化、协调控制设计以及微观交通仿真软件进行仿真评价有了系统和较深层次的了解及掌握，对未来工作和学习都有一定帮助。具体分工如下：表6.1设计工作任务分工任务人员调查方案设计***交通调查***单点配时优化***单向协调***数解法***最大绿波带法***仿真评价***方案讨论***文本撰写***第22页/共23页 文一西路（古墩路-古翠路）协调控制方案设计报告图2.2文一西路（古墩路-古翠路）沿线渠化第22页/共23页