VISSIM下环交的信号控制仿真和配时优化设计.pdf

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1、第32卷第1期广西师范大学学报：自然科学版Vol_32No．12014年3月JournalofGuangxiNormalUniversity：NaturalScienceEditionMar．2O14VISSIM下环交的信号控制仿真和配时优化设计许伦辉，高雅隽(江西理工大学电气工程与自动化学院，江西赣州341000)摘要：交通量的迅猛增长导致传统的城市道路环形交叉口易发生拥堵，其主要成因为无信号控制下，车辆无序争先通过交织段，冲突车流导致排队长度增加，延误增大。故本文就环形交叉口信号控制问题，采用双重信号左转两步控制策略，对四向环形交叉口的车辆运行状态评价指标的选用进行了分析。根

2、据十字交叉口的四相位控制规则，可将环形交叉口的相位方案改进成两相位双向左转，并协调配置信号控制机。以赣州市南门广场环形交叉I：1为实例，运用VISSIM微观仿真软件实现了不均衡流量布局下，设置相应让行规则和信号配时参数后的动态仿真。评价结果表明，非过饱和情况下不对称控制方案具有一定优势，使得车辆可以连续快速通过相邻环道信号灯，有效地利用交叉口的时空资源，改善了长期拥堵局面。关键词：环形交叉口；左转两步控制；相位控制；信号配时；VISSIM仿真中图分类号：U491．123文献标识码：A文章编号：1001—6600(2014)01—0001—060引言如今，交通出行问题日益严重，无论

3、是对各类车辆限速限行的分流控制，还是对交叉口的交通信号配时方案的优化，旨在缓解大中城市道路交通拥堵状况。环形交叉口与十字交叉El最大区别是针对其服务水平的研究都归为无信号交叉I=1，随着机动车保有量的持续上涨，通行能力临近饱和，上下班高峰时段更近乎于瘫痪状态。此前大多数学者采取方案可简要概括为3种¨：①拆除环岛，变环交为平交；②针对人环车流采用交通信号控制；③进口引道改建，划分左转、右转、直行专用车道。但这3种方案均存在较大局限性。方案1资金成本高，工程量浩大，非十字路El信号控制难度大；方案2信号损失时间多，冲突点数目与交织段长度未改变，通行状况改观不大；方案3对交通空间要求显

4、著，渠化度高，改造的适用面不广。综上所述，对于直径较大(25m以上)的四向环形交叉I：1，除了通过地下空间的设置实现人车分流外，本文主要考虑采用杨晓光教授提出的左转两步控制策略对道路车辆进行管理规划，在此理论基础上结合交通流分布呈现的不对称性，进行相关仿真和信号配时优化设计。1环形交叉口基本概念1．1环形交叉口特征环形交叉I：1是车辆运行模式较为复杂的一种特殊交叉口，在其中央可通过相应的圆形(含椭圆形、不规则圆形)中心岛的设置以交叉形式组织渠化交通。进入交叉口不同方向的交通流，在一定速度基础上按逆时针方向绕中心岛单向行驶，在各向人环引道处进行合流、交织，直至分流驶离相应的出口E2

5、]。收稿El期：2013—10—12基金项目：国家自然科学基金资助项目(61263024)通信联系人：许伦辉(1965一)，男，江西南康人，江西理工大学教授，博士生导师。E—mail：xxfyg~2007@163．com广西师范大学学报：自然科学版第32卷1．2左转两步控制策略基本思想环形交叉口适宜采用双重信号控制的前提有两个：①绕环岛中心的车道数在2条以上，才满足左转车辆在环道上排队停车等候不影响二次放行的空间需求；②各车道入环处需设置左转专用车道，以满足对左转车辆单独进行信号控制的需求。左转两步控制策略是多进口道放行协同环道控制的一种体现，其核心思想是将各向左转车流与其对向直

6、行和左转车流存在的冲突点进行时空分离，避免交织区冲突引起车流的堵塞和拥挤。因此，为了合理利用多环道内部的左转交通流停车空间，左转的通行信号时间的设定应当先以最大停车数为约束，综合通行能力的限额和交通流的安全情况，控制横向相交进口道的通行信号启亮时间与中断时间。与此同时，减少损失时间也可通过信号配时与限制环道上车速相结合的方案进行合理有效调节[3]。1．3环形交叉口车辆运行状态的评价指标评价一个交叉口的服务水平应兼顾安全性和运行效率]。存在信号控制的环形交叉口处，冲突下的交通流利用交通信号实现了时间上的分离，为车辆安全通过交叉口提供了有力保障，因此，与交通运行效率有关的评价指标对其

7、服务水平的区分占主导地位，主要从车道通行能力、饱和度、车辆平均延误、车辆平均排队长度等信息中反映。1)通行能力可表征道路或交叉口能够通过的最大流量。整个环形交叉口的通行能力可表示为：C一>：S×一S。(1)一i=1L／O2)饱和度即v／c比，是信号交叉口通行能力体现的重要指标。当饱和度超过1时，表明车道处于过饱和状态；当饱和度小于1时，也可能存在局部时间或空间上过饱和]，具体计算公式为：x一Viqi—===。(2)3)周期时长。计算最佳周期值的经典模型主要有F—B法、澳大利亚AR