2019年第6期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用VISSIM仿真在交叉口信号配时优化中的应用张 萌（陕西交通职业技术学院，陕西 西安 710018）摘 要：城市道路平面信号交叉口是道路系统中重要的组成部分，交叉口信号配时对交通的有效运行具有重要影响。
因此，如何提高交叉路口的通行能力对城市交通具有重要意义。
以西安市凤城九路和文景路交叉口为例，通过调查分析交叉口现状及交通量，利用修正饱和流量模型优化该交叉口的信号配时。
笔者利用VISSIM软件对优化前后的配时方案进行仿真评价，从而判断优化方案是否合理。
关键词：交叉口；信号配时；饱和流量；VISSIM中图分类号：U491.54 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2019）06-119-03Application of VISSIM Simulation in Signal Timing Optimization at IntersectionZhang Meng(Shaanxi College of Communication Technology, Xi'an Shaanxi 710018, China) Abstract: Urban road signalized intersection is an important part of road system. Signal timing of intersection has an important impact on the effective operation of traffic. Therefore, how to improve the traffic capacity of intersections is of great significance to urban traffic. Taking Fengcheng 9 Road and Wenjing Road intersection in Xi'an as an example, the present situation and traffic volume of the intersection are investigated and analyzed, and the signal timing of the intersection is optimized by using the modified saturated flow model. The author uses VISSIM software to simulate and evaluate the timing schemes before and after optimization, so as to judge whether the optimization scheme is reasonable.Key words: intersection; signal timing; saturated flow; VISSIM1 交叉口基本状况文景路凤城九路交叉口位于西安市南北主干道文景路和东西干道凤城十路的交汇处。
该交叉口西南角有中国建筑西北设计研究院，东南脚有城市运动公园，周边还有很多店铺。
该交叉口南北方向为单向5车道，3条直行车道，一条左转专用车道，一条右转专用车道，车道宽均为3.5 m；东西方向为单向4车道，东进口一条直行车道，两条左转专用车道，一条直右车道，车道宽均为3.2 m，西进口有一条专用左转车道，两条直行车道，一条直右车道，车道宽均为3.2 m，如图1所示。
该交叉口的相位方案采用四相位，第一相位为南北直行，绿灯灯时50 s；第二相位为南北左转，绿灯灯时26 s；第三相位为东西直行，绿灯灯时34 s；第四相位为东西左转，绿灯灯时22 s，信号周期为144 s。
交叉口交通量调查比较复杂，依据该交叉口交通流特性，采用人工观测法，观测早高峰（7:30—8:30）的交通量，调查结果如表1所示。
图1 文景路凤城九路交叉口平面布局图基金项目：2017年度陕西交通职业技术学院院级课题（项目编号：YJ170010）。
作者简介：张萌(1985—)，女，陕西西安人，硕士研究生，讲师。
研究方向：交通规划、轨道交通等。
2019年第6期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用表1 交叉口机动车高峰小时交通量汇总表进口道大车率/%当量交通/（pcu/h）北进口直行3.8 1 224左转5251右转 5.2333南进口直行41 489左转 3.7266右转 4.8203东进口直行5.4343左转 3.3336右转5265西进口直行3.2428左转4.1248右转6.51722 信号配时优化本文采用TRRL 最佳信号周期配时法[1-3]，最佳周期时长为：0 1.551L C Y+=− （1）其中，L 为一个信号周期内信号损失的总时间（s），等于各相位损失时间与相位数的乘积，Y 为一个信号周期内各相位最大流量比的和。
该方法以饱和流量作为基础数据，计算各相流量比，从而确定最佳周期。
因此，饱和流量的准确性决定了信号配时的准确性。
本文通过对西安市文景路的18个信号交叉口进行现场测定，为所观测的饱和流量制作累计频率分布图，从而确定理想饱和流量。
直行车道理想饱和流量为 1 840 pcu/h/In，左转车道理想饱和流量为1 670 pcu/h/In [4-5]。
利用回归分析拟合不同车道宽度、车道数、大车混入率与饱和流量的关系，提高这些影响因素对应的修正系数，计算结果如表2所示。
表中，S t 为直行车道饱和流量，S bt 为直行车道理想饱和流量，f w 为车道宽修正系数（取值如表3所示），f n 为车道数影响修正系数（取值如表4所示），n 为车道数，S l 为左转专用车道饱和流量，S bl 为左转专用车道理想饱和流量，f HV 为大车影响修正系数，且()10.=180HV f HV +，f HV为重车率。
表2 各进口车饱和流量计算结果进口方向直行车道实际饱和流量/（pcu/h）流量比左转车道实际饱和流量/（pcu/h）流量比S bt f w f HV f n n S t y is S bl f w f HV f n n S l y il 南进口1 84010.97 2.7934 9800.301 67010.97111 6200.16北进口1 84010.97 2.7934 9800.251 67010.96111 6030.15东进口1 8400.950.96111 6780.201 6700.950.96 1.9222 9240.13西进口1 8400.950.981.9221 7130.251 6700.950.97111 5380.14表3 各车道对应的直行车道饱和流量的折减系数车道宽/m 折减系数3.7 1.043.513.20.9530.9表4 车道数影响修正系数车道位置饱和流量/（pcu/h）修正系数第一车道18291第二车道16820.92第三车道15910.87每周期总损失时间为：()20L Is I A =+−=∑ （2）其中，Is 为启动损失时间，通常取3 s；I 为绿灯间隔时间（s），即黄灯时间加红灯时间；A 为黄灯时间，取3 s。
结合式（1），最佳周期时长为233 s，有效绿灯时间为213 s，第一相位绿灯时长为75 s，第二相位绿灯时长为40 s，第三相位绿灯时长为62 s，第四相位绿灯时长为35 s。
3 VISSIM 仿真及评价依据文景路与凤城九路交叉口平面布局图，在VISSIM 中描绘路段，通过连接器连接不同路段设置基础数据，包括车辆加/减函数、自由车速和期望车速等参数[6]。
按照表1输入交通量，利用优先规则设置冲突区域，为交叉口设置信号灯，编辑信号控制机，分别设置现有信号配时方案及优化后的信号配时方案，最终建立VISSIM 仿真模型并进行仿真。
信号配时优化后交叉口的3D 仿真运行图如图2所示。
图2 优化3D 仿真运行图VISSIM 仿真软件提供了多种评价指标，这些指标可以通过文本文档和数据库表格等方式输出。
本文根据西安市文景路凤城九路信号交叉口的实际交通现状，主要选取了常用的三类评价指标，即行程时间、排队长度以及延误特征参数，2019年第6期信息与电脑China Computer & Communication软件开发与应用评价了该信号交叉口的两种信号配时方案。
VISSIM 仿真中，可通过行程时间检测通过路段的平均行程时间。
选择路段时，点击鼠标右键检测区段的起点（红线）；同理，设置检测区的终点（绿线），红线和绿线将构成一条检测路段，依次选择菜单栏中的Evaluation （评价）→Files （文件）→Travel time （行程时间）→Configuration （配置），弹出相应窗口，如图3所示。
配置行程时间相关参数并进行仿真运行，直到结束，文件目录下会生成一个扩展名为（*.rsz）的文件；同理，可以设置排队长度及延误相关参数并仿真运行。
图3 行程时间参数配置图统计分析生成的文档数据，可以看出优化后的配时方案使交叉口平均行程时间降低7.9 s，平均排队长度下降19 m，平均延误降低2.2 s。
三项评价指标均显示优化后的配时方案更加合理。
4 结 语本文利用修正饱和流量优化凤城九路和文景路交叉口的信号配时，并通过VISSIM 仿真软件建立模型，评价两种配时方案。
无论是从直观视频效果还是从具体定量指标，都可以看出优化后的配时方案能有效提高交叉口的服务水平，改善交通状况，为交叉口的信号配时优化提供支撑。
参考文献[1]周海娟.基于VISSIM 仿真的城市信号交叉口交通组织优化研究[D].西安:长安大学,2015:66.[2]Kittelson W,Ruehr E.The Year 2000 Highway Capacity Manual[C].// Compendium of Papers Institute of Transportation Engineers District 6 Meeting,2000.[3]吴娇蓉.交通仿真系统及应用[M].上海:同济大学出版社,2004:125.[4]谢正全.基于VISSIM 的实时数据交通仿真技术的应用研究[D].成都:西南交通大学,2010:60.[5]徐吉谦.交通工程总论[M].北京:人民交通出版社,2006:87.[6]张萌.基于修正饱和流量模型的交叉口信号配时研究[J].公路与汽运,2017(2):35-38.动根据时间和里程计算车辆是否需要进行保养，提前给系统管理员提醒。