交叉口信号配时优化研究

交叉口信号配时优化研究

摘要:通过对重庆市杨家坪西郊路与西子路交叉口的基础数据调查,重点考虑机动车，利用交通管理与控制的方法计算交叉口信控延误、服务水平各项指标，进行现状交叉口的缺陷分析，选择新的信号相位优化设计方案，并再次进行配时和服务水平分析。最后利用VISSIM仿真软件对新设计的渠化和优化相位配时方案进行仿真验证和评价。

关键词：信号交叉口，交通控制，相位配时，VISSIM仿真

ABSTRACT: Based on the intersection of the basic data Yangjiaping zoo investigation in Chongqing, focusing on considered vehicles, the use of traffic management and control delays calculated intersection signal control, service level indicators, the status of the defects of the intersection, select the new optimized design of signal phase, and again the timing and level of service analysis. Finally, the VISSIM simulation software on the new drainage design and optimization phase timing simulation and evaluation of programs.

KEY WORDS: signalized intersection, traffic control, phase timing, VISSIM simulation

1引言

在城市交通干线上，交叉口是车辆、行人汇集和疏散的地方，是制约道路交通网络通行能力的咽喉。一般干道的通行能力在交叉口降低40%～50%，而交通事故有30%～50%是发生在交叉口[1]。城市交叉口是城市道路网络中通行能力和交通安全的瓶颈，交叉口的通行能力影响着整个交通网络的运输能力。日常的交通拥堵大部分都是由于交叉口的通行能力不足造成的，通过改进交叉口的现有相位配时方案，以此来提高交叉口的通行能力。

杨家坪西郊路与西子路交叉口为十字交叉口，东西向为主干道（26m），南北向为次干道（12m）。北进口道有一个直行车道，出口道有一个直右车道和一个左转专用车道；东进口道有两个直行车道、一个右转和一个左转车道，出口道有一个直行、直右、左转车道；西进口道有三个直行车道，出口道有两个直行、一个右转和一个左转车道；南进口道只有一个直行车道，出口道有一个专用右转和直左车道。每个车道均为3.5m。四个进口道都设置有信号灯。

杨家坪西郊路与西子路交叉口采用了4相位的信号配时方案，信号周期

在各时段（早高峰，平峰，晚高峰）均相同，信号周期为120S。第一相位为53S，为东西向的直行，第二相位为41s，为由南向北的直行和由南向西的左转，以及北出口道和西出口道的右转，第三相位为11S，为由西向北的左转和由东向南的左转，以及各方向出口道的右转，第四相位为15S，为北向南的直行，以及各个方向右转。

由上述表格通过计算[2]可以得到，交叉口的信控延误为37.28S，服务水平为D级，低于规范里规定的服务水平，且东南北三个进口道的延误均较高，不能满足城市交叉口交通方式的需求，因而需要分析交叉口的现状问题进行分析，提出合理的改造方案以提高服务水平,以满足驾驶者的各种需要。杨家坪交叉口存在的交通缺陷问题可以通过渠划设计或者进行多种信号配时优化方案来改进交通现状，通过新的相位方案来计算延误和服务水平，若服务水平未达到C级则说明方案仍需优化，在多种方案中挑选最优方案来提高此交叉口的服务水平。

3交叉口信号配时优化

根据具体交叉口的几何线形、交通流量、所在地区类型、交叉口范围内公共汽车站分布等具体条件，每一交叉口都有自己独有的最佳周期，且随着交通流量的改变而改变。具体的计算思路如下：

（一）饱和流量校正系数计算

（1）根据信号配时得到周期长为120S，相应的相位方案为四相位。第一相位为东西向的直行和右转；第二相位为南北向的左转；第三相位为东西向左转；第四相位为南北向的直行和右转；计算初设周期C=120s、相位数j=4,计数相位损失时间Ls=3s、总损失时间L=12s、总有效绿=108s。

（2）计算通用校正系数应根据车道宽度均满足规划要求，故=1，=1-（G+HV）；大车率HV由表1中取得。计算时要注意在直左和直右合用车道中的HV不同于表中直接给出的大车率，应根据等排队长度原理计算。

例如：在西进口的直右车道，直行设计流量为1190辆/h，且大车率为0.29，右转车辆为52辆/h，故按等排队长度原理，每条车道设计流量为（1190+52）/3=414辆/h，于是直右车中的直行车为（414-52）=362辆/h，大车为3620.29=105辆/h，大车率为105/414=0.25。同理计算其余进口大车率。

（3）计算自行车影响系数校正。因设有左转专用相位的进口道的直行车不受影响，故此项计算只考虑南北向的进口道即可。B为平均流率,=/j=108/4=27, 北向直左车道绿初左转自行车数=B(C-)/C=0.2*9*（120-27）

/120=1.40,=1-=1-(1+)/27=0.92。将计算结果填入表2中。

（4）计算左转校正系数。南北向无专用的左转车道，故以北进口道为例，为对向直行车道影响系数，=1.0，为对向直行车流量，=44，=/j/C=108/4/120=0.225, =exp(-0.001/)-0.1=0.72。同理按相应公式计算其余进口左转，右转，直左，直右校正系数。

（5）计算左转校正系数。以西进口道为例，为转弯半径校正系数，当半径大于15m时，=1，为绿信比=0。225，代入得2.74，右转校正系数=1-=1-2.74/27=0.90。同理计算其他进口道的左转校正系数填入表2中。

（6）计算直左校正系数。只有南北向有直左车道，故选取北进口道为例，为合用车道中的直行车交通量，=（250+52+218）/2-250=10。为合用车道中的左转车交通量为250。为专用相位时的车道饱和流量，=1550***=1116。左转系数=/=1650*1*1*0.92/1116=1.36。合用车道中的直行车当量=+=350。直左合流校正系数==0.73。同理计算出南进口左转系数。

（7）计算直右校正系数。东西南北四向均有直右车道，选取西进口为例，为合用车道中的直行车交通量，=（78+1190+52）/3-52=388。为合用车道中的右转车交通量为52。为专用相位时的车道饱和流量，=1550***=1046。右转系数=/=1650*1*0.71*1/1046=1.12。合用车道中的直行车当量=+=446。直右合流校正系数==0.99。同理计算出其余进口右转系数。