目录1 前言 (3)1.1本次毕业设计课题的目的、意义 (3)1.2.交通控制简介 (4)1.3国外交通信号控制技术研究概况 (5)1.4国内交通信号控制技术研究概况 (5)1.5交通信号系统仿真 (6)1.5.1系统仿真的概念 (7)1.5.2交通系统仿真的特点及分类 (7)1.6论文结构 (9)2 平面交通信号控制基本概念介绍 (10)2.1基本概念 (10)2.2信号控制参数 (11)2.3信号控制类型 (11)2.3.1按控制范围分类 (12)2.3.2按控制方法分类 (13)2.3.4信号控制常用性能指标 (14)2.3.5无信号交叉口交通影响程度评价方法 (14)2.4本章小结 (16)3 文萃路与学院路交叉口现状计算分析 (17)3.1主要道路通行能力计算 (17)3.2文萃路与学院路交叉口交通量调查 (20)3.2.1 统计周期的选择 (20)3.2.2交通量调查的目的和意义 (20)3.2.3调查的必要性 (21)3.3行车延误调查 (22)3.3.1延误调查的反法、目的及意义 (22)3.3.2交叉口实际调查数据 (22)3.4交叉口的几何结构特征 (23)3.4.1 各交叉口的交通量调查 (24)3.4.2 速度相关的测定 (28)3.4.3车辆转换系数 (29)3.4.4 当量交通量 (29)3.5文萃路与学院路交叉口现状分析计算 (29)3.5.1交叉口交通量计算 (30)3.5.2交叉口通行能力计算 (30)3.6交叉口延误计算 (32)3.7对此无信号交叉口交通音响评价 (32)3.8分析交叉口公害影响 (32)3.9经济性可行性分析 (32)3.10本章小结 (32)4 文萃路与学院路交叉口交通配时仿真设计 (32)4.1Synchro交通仿真系统简介。

(33)4.2 本文Synchro仿真基础数据收集 (33)4.3 Synchro软件仿真参数设置 (34)4.3.1绘制文萃路和学院路交叉口路网图，如4-3: (34)4.3.1调用LANEW INDOEW对话框,输入道路参数，如图4-4： (34)4.3.2 调用VOLUMEW INDOW,输入交通量参数，如图4-5 (35)4.3.3调用Ring and BarrierDesigner对话框,设置相位相序，如图4-6： (36)4.3.4 SYNCHRO进行最佳化分析之画面如图4-7所示： (36)4.3.5通过设置以上参数，得出配时方案如图4-8： (37)4.3.6 SimTraffic 3D仿真 (37)4.4 信号设计方案 (39)4.5仿真结果对比 (39)4.6本章小结 (40)5 结论 (40)5.1结论 (40)注释 (41)参考文献 (42)致谢 (44)外文翻译 (45)附件 (47)1 前言本章节主要对课题的提出及研究意义进行阐明，介绍了基本的概念和理论知识，对论文结构作了整体规划和安排。

1.1本次毕业设计课题的目的、意义图1-1交叉口行政图图1-1为本文要研究的交叉口行政图，从图中可以看出，文萃路和学院路交叉口周围学校和居民区较多，这些对交叉口通行能力和服务水平都有一定影响，更重要的是行人密集，在通过此无信号交叉口时容易出现交通事故，存在不安全因素。

为了提高交叉口的通行能力和服务水平，本文拟对其进行交通调查后，分析评价现状，提出信号配时设计方案，并对新方案进行模拟仿真。

城市道路交叉口是整个城市道路网络的基本节点，也是网络交通流的瓶颈所在，其通行能力直接制约着城市道路交通的顺畅。

车辆在平面交叉路口处反复地分流、合流及交叉，交通状况十分复杂。

因此极易造成交叉口处车辆运行效率的降低。

加之不尽合理的几何设计与相位设计，使交叉口时常处于极其混乱的局面。

这种情形下，一方面造成交叉口的通行能力下降、车辆延误增加，同时也带来了交叉口处噪声和车辆尾气排放加大的后果。

另一方面有研究表明，一旦交叉口发生堵塞，将不仅仅影响交叉口临近路段，还会影响到更远路段交通的有效运行，并且拥堵的消散时间一般较长。

在日本，大城市的机动车在市中心运行时间约有1/3花费在平面交叉口上，我国则更多。

多年来，发达国家在这方面进行了诸多研究。

研究交叉口的交通问题有助于充分利用交叉口的时空资源，降低或消除其对道路系统的瓶颈影响，提高整个道路系统的通行能力和服务水平。

目前我国大城市中平面信号交叉口大多出现了不同程度的交通拥挤和阻塞现象，研究与提高信号交叉口的通行能力已成为实施城市交通“畅通工程”的首要任务。

加强城市交通管理，积极开展对平面信号交叉口的研究，努力提高其通行能力和服务水平，实为当务之急。

同时，随着计算机技术的发展，用仿真方法研究交叉口的信号配时优化以及车辆之间的微观运行状况，是交通工程的一项重要课题。

1.2.交通控制简介交叉口是城市交通拥堵的主要发生地。

城市交叉口大多为单点信号控制交叉口,研究这类交叉口的通行能力和服务水平具有重要意义。

对单点信号控制交叉口的规划、设计与改造应从通行能力和服务水平两方面入手,而目前在实际中常常重通行能力轻服务水平。

本文分析这类交叉口的道路条件、交通条件和信控条件等对通行能力和服务水平的影响,重点分析了在二相位条件下信号周期对通行能力和服务水平的影响。

交通信号控制是指通过对城市平面交叉路口信号灯持续时间进行合理控制，使得交通流能够高效驶离交通路口，达到疏导、改善交通流的目的。

用信号方式控制交通流的思想最早诞生于19世纪。

1868年，在英国伦敦的威斯敏特街口安装了一种红绿两色的臂板式燃汽信号灯，标志着城市交通信号使用的开始。

1918年，纽约的街口安装了一种手动的二色信号灯，首次出现真正意义上的信号灯，这也是交通信号控制的雏形。

1926年，英国出现了一种结构简单的机械式交通信号机，它通过小电动机带动齿轮的机械转动，实现单时段定周期的红绿灯切换。

虽然这种机械式的信号机首次实现自动控制，但由于不能根据交通状况而相应的改变，其效果不如手动控制，但它奠定了城市交通信号自动控制的基础。

随后，英国研制出了根据早、中、晚不同时段采用不同信号周期的多时段定周期交通信号灯。

到了20世纪_50年代，北美、西欧和日本等道路交通相对较为发达的国家，经过对这类信号机的引进和吸收，基本实现了本国大城市交通信号的自动控制。

1928年，美国研制了世界上第一台感应式信号机，首次实现了交通信号根据交通流而自行调整。

1964年，加拿大的多伦多市建成了世界上第一个利用计算机进行集中协调感应控制的交通信号控制系统。

从此以后，世界各国都相继将计算机技术应用到交通信号控制中以求有效解决口益紧张的城市交通问题。

到20世纪80年代初。

先后出现了英国的TRANSYT和SCOOT系统、澳大利业的SCATS 系统、加拿大的RTOP系统、美国的UTCS-3GC系统以及ASCOT系统等。

我国的北京市在20世纪80年代末期引进了TRANSYT和SCOOT交通控制系统，而上海和广州则使用的是SCAT系统。

目前，天津、宁波、杭州等几个城市正在使用的也是SCAT系统。

1990年，由原来的西班牙圣科((SAINCO TRAFICO)公司开发研制成功了自适应交通信号控制系统ITACA，目前该系统已分布在欧洲、美洲、业洲及非洲，国内已有长春、南宁、武汉、郑州等多个城市在应用[1][2]。

1.3国外交通信号控制技术研究概况目前，实际交叉路口中最常用的信号控制方式是定时控制和交通感应控制。

定时控制的信号配时参数以离线的方式确定信号周期和绿信比，然后将信号配时方案写入信号控制器在线执行。

这种控制方式并不能适应实际交通流的动态变化。

交通感应控制虽然在交通流饱和度比较低且各方向交通量相差较大时具有效率更好的控制效果，然而当交通流饱和度很高且各方向交通量均接近实际通过能力时，其控制效果无异于定时控制[3]国外学者最先从20世纪60年代开始了对交通信号优化控制技术的理论研究和探索。

其中，Webster(1958 Miller(1963)分别针对固定周期的信号控制建立了以车辆平均延误最小为目标的信号配时模型及计算方法[4]，前者的方法仍是今天定时信号控制的基础。

随着人工智能领域的不断发展，模糊控制、遗传算法等技术也融入到了交通信号的控制中。

在国外，1977年，Pappis和Mamdani提出了城市单向单路口模糊控制方法[5]，为城市路口信号的控制翻开了崭新的一页。

然而这种控制方法是建立在理想化路口模型的基础之上，在实际的城市路口难以独立发挥作用。

1986年，Anthony等人提出将单交叉路口的交通状况分成不饱和状态、饱和状态及平稳状态、不平稳状态之后再对信号进行控制[6]。

但是该方法是建立在观察和统计的基础之上的，缺乏实时的交通流信息，控制策略还是不能完全适应交通流的动态变化。

1992年，Foy等提出了一种在二相位的系统中用GA来分配绿时长的方法[7] 1997年，Kim提出了分级式的城市路口模糊折制方法，可以根据车流量的变化及时调整控制策略，选择不同的模糊控制规则[8]1999年，Fatine Maghrebi研究了在过饱和交通状况下，Hopfield神经网络对交通信号时长的优化能力[9]。

2000年，Rouphail等针对固定周期提出了一种GA与CORSIM 模型相结合的优化策略[10]，Kim与2001年将遗传算法引入了城市路口信号的模糊控制中，对模糊控制器的参数进行全局优化，有效地改善了模糊控制器性能[11]，2001年，Park等提出了一种针对固定周期的随机信号优化方法.该方法使用一种GA的接口与CORSIM模型相结合来对周期长度、绿信比、相位差同时进行优化[12].2003年，Park和Schneeberger扩展了他们十2001年提出的方法，使之可以协调控制自动交通信号系统和优化相位差[13]。

1.4国内交通信号控制技术研究概况在国内，1992年，我国学者徐冬玲提出了基于感应控制思路的单路口模糊神经网络控制方案[14]，仿真结果虽然较为理想，但是仍然没有摆脱感应控制的思想。

1993年，李立源等人研究了交叉路口的最优控制问题，建立了交通流的最优预测模型，提出了一种交叉路口的在线最优控制方法[15]。

1998年，陈森发等学者提出了关键车流和非关键车流的概念，分析了非关键车流对控制效果的影响，在此基础上对Pappis 提出的算法进行了修正，仿真结果优与Pappis方案[16]。

然而这种控制方法主要适用于城市路口左转车流较小的情况，当左转车流较大时路口信号还是必须采用多相位控制。

1999年，刘智勇、朱劲等人根据人们对多相位单交叉路口交通指挥的决策过程，设计了一种新的模糊感应控制器，把队长作为控制目标，综合考虑相邻相位车道上的车队长度[17]。