交叉口优化设计范文

前言：我们精心挑选了数篇优质交叉口优化设计文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词：平面交叉口， 交通拥挤自动判别方法，自适应信号控，VISSIM，交通仿真

中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

解决交通问题特别是交通拥堵问题非常重要，一方面规划阶段要做好交通规划，一方面要优化城区的信号控制方式，使其从目前的定时信号控制逐步过渡到联动控制和自适应控制。所以有必要运用一定的数学算法定量分析交叉口之间的交通流关系，把提高路段车速和防止路段出现车辆过多造成的拥堵作为配时研究的主要方向，通过实时协调控制交叉口信号灯，以期获得提高两交叉口之间平均车速的一种配时，同时达到减少拥堵的效果。

1自适应配时优化模型的建立

1.1优化的指标确定

根据客观要求确定优化方案指标构成要素：

密度K，车辆到达数Ni，排队长度L，车辆分布特征估计。

1.2配时策略的确定

假设路段之间只用十字交叉口作为连接形式，通过分层优化，首先以路段为基础，研究优化路段两端信号配时情况用来达到提高路段平均车速，车流平均分布的目的；再通过交叉路口相邻的路段所形成的配时数据为依据，根据与交叉路口相邻的各个路段的实时交通量之间的关系，通过一种算法给出交叉口配时优化方案；然后把相互之间交通流相关的交叉口之间看做一个黑箱，主要考虑交通流在黑箱区域的输入和输出情况，结合前两层的配时方案，通过对总量相关的各信号交叉口实施配时方案进一步修正，达到配时区域进出总量小于通行能力，从而提高平均车速，减少拥堵。

1. 3配时方法的确定

配时策略：

STEP 1:

如果一个行车方向路段两端都是绿灯。

When 路段车辆预测将达到临界密度Kj，且超过临界密度导致拥堵出现，进口段给红灯时间Ru，出口段不变灯。

此时红绿灯时间具体算法：设路段现有密度为K0，路段预测达到临界密度Kj所用时间T0，给定进口段单位绿延时间：

STEP 2:

如果当一个路段的进口段是红灯，出口端是绿灯时

当路段内车辆密度降低到自由流密度K1（使得车辆可以保持稳定的速度v0）进口段配绿灯时延长时间，使得时间内增加的交通量能够顺利通过路段，且保持稳定速度V1。

出口端有两种选择策略:

1，当预测时无车流存在，或达到绿灯极限时间Gmax时，出口段给红灯时间R1，其时间确定依据下一个车流到达时间ts和绿信比λ1确定。

R1=ts+aλ1(a为加权因子。)

2，当预测时，没有达到绿灯极限延长时间Gmax，且预测排队车辆通过时间t1小于绿灯极限时间Gmax，出口段维持绿灯时间，维持绿灯时间由t1决定：

G=a*t1 (a为配时修正系数。)

STEP 3:

如果两端都是红灯

When段内车辆数N少于一次停车数N0，车辆N通过时间为T，进口段给绿灯时间G1，

G1=Ts+，

转到STEP 4

else

段内车辆数N> N0，出口端给红灯时间R2后变绿灯，到STEP 2.

STEP 4：

If进口段绿灯，出口段红灯

When：路段饱和度(v/c)达到一定值（0.9左右）平均车速V0

2自适应配时程序设计

2.1VISVAP简介

在Vissim中，信号控制可以设置成VAP类型，VisVAP增强了自由定义的信号控制逻辑的使用，它提供给用户一个便捷的工具，使用VAP程序语言（Vehicle Adaptive Programming），通过程序流程框图来建立和编辑程序逻辑。VisVAP中控制文件为VAP程序设计，依据RiLSA 1992(德国信号控制规范)， PUA文件为其主要的信号控制文件。

*PUA设计文件如下：

SIGNAL_GROUPS

$

K1 1

K2 2

$STAGES

$

Stage_1 K1 K2

Stage_2 K2

red K1

Stage_3 RED K1 K2

Stage_4 K1

red K2

$STARTING_STAGE

$

stage_1

$INTERSTAGE 1

length[s] :5

from stage :1

to stage :2

$

K1 -127 0

K2 2 127

$INTERSTAGE2

Length[s] :5

From Stage :2

To Stage :3

$

K1 2 127

K2 -127 0

$INTERSTAGE3

Length[s] :5

From Stage :3

To Stage :2

$

K1 2 127

K2 0 127

$INTERSTAGE4

Length[s] :5

From Stage :3

To Stage :4

$

K1 2 127

K2 2 127

$INTERSTAGE4

Length[s] :5

From Stage :4

To Stage :1

$

K1 -127 0

K2 2 127

$END

2.2对照仿真实验

运行VISSIM软件，通过对两个交叉口之间进行定时配时仿真和自适应配时仿真，比较 车辆平均行程时间、平均排队长度、平均停车次数、平均延误以及行人平均行车时间进行评价分析，用来评判自适应程序设计。

2.3仿真结果对比分析

2.3.1仿真数据分析

仿真数据对比分析

检测的主要数据是道路的平均速度，自适应控制时的平均速度比定时控制时的平均速度提高了15%左右。这是由于在自适应控制的信号设计过程中，充分考虑了主干道的交通量变化，当主干道交通量变大时，主干道得到的绿灯时间也将相应的增大。

两种配时方法仿真后经过对比，自适应控制车速波动小，车流稳定，原因是自适应配时方案控制了交叉口之间的路段进出入交通量，从而容易形成稳定车流，有利于平稳车速。

3结束语

论文对两个交叉口进行自适应信号控制优化设计，通过VISSIM仿真，验证了论文所提出的自适应信号控制方法明显优于定时控制方法，这也说明本文的设计思想是可行的。

4参考文献

[1]姜桂艳.道路交通状态判别技术与应用[M].北京：人民交通出版社，2004.9：103-160.

[2]刘智勇.智能交通控制理论及其应用[M].北京：科学出版社，2003:192-208.

[3]王炜.交通工程学[M].南京：东南大学出版社，2002:36,244,337-352.

第2篇

关键词：Synchro 信号配时；交叉口优化

Use Synchro to deisgn Signal Timing of Intersection

Yuan Liang

（WenZhou Urban Transport Research Department，WenZhou325027）

Abstract: The paper use Jinxiu Road and Huimin Road’s Intersection’s peak- hour volume, signal timing and traffic organize, which were surved on-site to simulate and evaluate the intersection’s traffic during afternoon’s peak hour with Synchro software. Then bring up some improved scenarios, and use Synchro software to optimize the intersection’s signal timing, and simulate them, get the best scenario at last.

Key words： Synchro signal timing, intersection optimization

中图分类号：U412.35文献标识码：A文章编号：

随着中国经济的快速发展，现代化城市规模的不断扩张，机动车保有量近年来大幅提高，给城市带来一系列问题，而交通拥堵则首当其冲，成为城市发展所面临的一大难题。提高道路利用效率是缓解该难题的有效方法之一，一般情况下，城市道路的车辆通行能力不是取决于路段、而是交叉口。因此，平面交叉口的设计及优化至关重要，它包括交叉口标志标线、交通组织管理、信号设置及配时等。在此，以温州市锦绣路-惠民路交叉口为例，对信号设置及配时进行优化设计。

现状描述

锦绣路是温州市区东西向的核心主干道，路段红线宽50m，三块板形式，标准横断面是5.5m人行道+5.5m绿化带+2m非机动车道+10.5m机动车道+3m绿化带+10.5m机动车道+2m非机动车道+5.5m绿化带+5.5m人行道，它东接新城大道、机场大道，通至龙湾，西接西山路、温瞿公路，通至瞿溪。

惠民路路段红线宽36m，是南北向的主要次干道之一，标准横断面是7m人行道+4m非机动车道+14m机动车道+4m非机动车道+7m人行道，现状北至江滨中路，南至温州大道。

锦绣路-惠民路交叉口呈规则十字型，各进口道已进行渠化设计，东西进口道由路段的3车道渠化为5车道，分别为1个左转、3个直行和1个右转，其中左转车道容许车辆掉头，南北进口道由路段的2车道渠化为4车道，分别为1个左转、2个直行和1个右转。

该交叉口现状采用固定式信号控制，平峰时段与高峰时段差别化设置。以夏季为例，17：30-18：00之间的信号设置与其他时段不同，该时段内的信号周期T=124s，相位设置和配时方案见图1，由此可计算得到有效绿性比。

将晚高峰小时交通量调查结果换算为标准小汽车（pcu），各转向的高峰小时系数见表1（高峰小时系数PHF越小表示交通量越集中于高峰15分钟，模拟计算出来的排队长度和延误则越大）。

表1 锦绣路-惠民路交叉口各转向PHF

现状仿真

通过现场观测与调查得到，该交叉口晚高峰小时机动车交通流量较大，东西向直行尤为明显，特别是东进口，现场观测的排队长达200m。在东西向直行流量远大于南北向直行流量，而东西向直行的绿信比却明显少于南北向的情况下，信号设置显然不合理。

接着通过Sychnro对交叉口的现状进行仿真，仿真的各项数据均来自交通调查，然后将仿真结果与现状观测情况作对比，以校核仿真过程中各项设置的合理性，最后利用合理的参数和步骤来设计优化方案。

仿真可以直观地、动态地模拟交叉口的运行情况。现状仿真中东进口直行车道第95百分位交通量排队长度为187.2m，延误为423.4s，与现场观测相似，仿真中其他进口道的运行情况与现状也比较吻合，即现状仿真合理。

优化方案

通过对交通量调查数据和现状仿真结果进行分析，特制定以下三个信号相位设置方案，分别对它们进行优化配时和仿真。

3.1 方案一

相位设置：保持现状晚高峰时段相位不变，即第一相位为东进口直行、左转（容许掉头），第二相位为西进口直行、左转（容许掉头），第三相位为南北进口的直行，第四相位为南北进口的左转。

利用Sychnro优化交叉口信号周期长，优化范围为T=50~150s，每5s计算一次，得到最优周期T=100s，优化配时结果见图5。相位一中东进口直行时长33s，左转（容许掉头）时长20s；相位二中西进口直行35s，左转（容许掉头）时长22s；相位三中南进口直行时长22s，北进口直行时长23s；相位四中南进口左转时长22s，北进口左转时长23s。

信号配时优化时，容许早开/迟闭最优化，从图5Time Window中的Lead/Leg行可以看到每个转向的设置为早开还是迟闭，另外从下方的相位图中可以看出设置的具体时间。

3.2方案二

相位设置：第一相位为东西进口直行，第二相位为东西进口左转（容许掉头），第三相位为南北进口直行，第四相位为南北进口左转。

利用Sychnro优化信号周期长，优化范围为T=50~150s，每5s计算一次，容许早开/迟闭最优化，得到最优周期T=130s，优化配时结果见图6。相位一中东进口直行时长43s，西进口直行时长48s；相位二中东进口左转（容许掉头）时长21s，西进口左转（容许掉头）时长26s；相位三中南进口直行时长30s，北进口直行时长29s；相位四中南进口左转时长32s，北进口左转时长31s。

3.3方案三

相位设置：与现状平峰时段的相位设置相同，第一相位为东西进口直行，第二相位为东西进口左转（容许掉头），第三相位为南进口直行和左转，第四相位为北进口直行和左转。

利用Sychnro优化信号周期长，优化范围为T=50~150s，每5s计算一次，容许早开/迟闭最优化，得到最优周期T=110s，优化配时结果见图7。相位一中东进口直行时长36s，西进口直行时长37s；相位二中东进口左转（容许掉头）时长23s，西进口左转（容许掉头）时长24s；相位三中南进口直行和左转时长均为24s；相位四中北进口直行和左转时长均为26s。

推荐方案评价

采用Synchro进行优化配时设计，在Time Window中直接显示评价交叉口运行状态的两个重要指标，即排队长度和延误。

表2 锦绣路-惠民路交叉口评价指标

因为交叉口的主要问题表现为东西进口道排队长和延误大，所以在此着重分析东西进口道的指标。

首先进行排队长度的分析，3个方案中东进口直行排队长度分别为97.6m、126.2m和108m，西进口道直行排队长度分别为56.2m、71.9m和63.5m，方案一的排队最短，其次是方案三，最后是方案二，南、北进口直行排队长度与东、西进口一致。从排队长度指标分析来看，方案一最优。

然后分析比较3个方案晚高峰时段的交叉口延误，分别为58.0s、59.6s和59.5s，差别不大，均处于E级服务水平。接着细化比较各方案东西进口道的延误，3个方案中东进口延误分别为66.9s、67.7s和68.5s，西进口延误分别为32.7s、40.4s和36.2s。方案一的延误最小，其次是方案三，最后是方案二。

综合分析排队长度和延误，方案一最优，是本次研究的推荐方案。

结语

利用Synchro软件进行交叉口信号配时的优化快速而又方便，不仅能得到各项具体配置参数，还能直观、形象地仿真出交叉口的车辆、信号等随时间动态变化的情况。

对锦绣路-惠民路交叉口的信号优化设置而言，方案一为最优方案。实际上，对交叉口进行改善优化时要综合多种措施将交叉口的通行能力最大化，例如需同时考虑交叉口标线设置及交通组织等。有时候还需综合考虑干线甚至周边路网的交叉口信号设置情况，根据实际情况确定采用单点控制、干线协调控制或区域协调控制。

参考文献：

第3篇

【关键字】城市道路，平面交叉口，优化设计，探讨分析

中图分类号：[TU997]文献标识码： A 文章编号：

一．前言

城市道路的交叉口是城市道路的重要做成部分，通过各个道路的交叉口的连结就构成了整个城市道路交通网，这样就十分有利于各个道路的连结和沟通。我们应该知道，城市道路交叉口是决定着城市道路的通行能力、城市道路的行车时间以及城市道路的行车安全和效率，因此，城市道路交叉口对于城市的交通具有十分重要的作用。根据相关方面的统计数据可知，城市中的交通事故大约有一半以上的比例是在城市道路的交叉口发生的，而车辆通过城市道路交叉口的通行能力和通行时间仅仅相当于车辆在平面道路上的一半左右。车辆在道路的平面交叉口所消耗的时间占到整个行车时间的三分之一多一点。由此我们可以知道，城市道路的交叉口是城市道路交通的瓶颈，它将决定着城市道路车辆的运输时间、运输速度，因此在进行城市道路交叉口的设计时，一定要注重这方面的设计优化，最大限度的保证交通的顺畅。这也是笔者写这篇文章的目的。

二．提高城市道路交叉口德设计

某学校路是该城市的主干道路，该道路的红线宽度为七十米，一般的行车速度大约是50公里/小时，该道路属于六块板式的道路横断面。该条道路的最大特点是设置了公交车道和摩托车道，属于专用道。该条道路将该城市内行驶的四种交通工具即机动车、电动车、非机动车以及公交车完全的分离出来，使得这四种车可以各行其道，这样就可以很大程度上提高学校路的通行能力。但是这样一种道路类型无形中就增加了道路交叉口的设计难度，如果在道路交叉口上设计不好，就会使得交叉口成为整个道路通行能力的瓶颈，因此，加强某学校路的交叉口设计对于整个道路都具有十分重要的意义。

三．城市道路平面交叉口处的交通特征及处理原则

进行城市道路平面交叉口的设计就是为了确定在道路交叉口上各种车流能够拥有自己的通行空间、通行规则以及通行权，从而保证整个交通的安全和畅通、有序，将城市道路交叉口的资源进行充分有效的利用。

我们将道路交叉口处的一个可能的车流方向称为交通流线，用交通流线就可以代表这个方向的所有的车流，当然也可以用来代表一个方向上的一条车流。如果将进入道路交叉口的车流看做是一个交通流线的话，那么车流到达交叉口后，就可以分为三种类型，即直行、右转和左转。在进行车辆分流的时候，司机一般会减速，这样可以很好的观察其前进方面的交通情况，同时还可以判断其分流的可行性，一旦这样，就是严重影响车辆进入道路交叉口时的畅通，造成交通的拥堵。

我们经过深入的分析，可以知道，车辆在道路的交叉口处发生拥堵的一个十分重要的原因就是在城市道路的交叉口出现了交通流线间的分流点、冲突点以及合流点。因为在该学校路上有四种交通工具，这就形成了四种车流，就会出现比一般的道路交叉口处更多的交通特征点，从而就使交叉口处的设计增加了难度。

我们在进行道路交叉口的设计时，首先考虑的就是如何消除或者是减少交通特征点，特别是对于道路交叉口处的冲突点进行消除或者减少。我们在该学校路的道路交叉口处采用渠化交叉口的设计方案，这也就是说我们在道路的交叉口处设置一些交通岛、交通标志、或者是增加车道的数量以及进行交通信号的控制。这样就可以很好的疏导交通，消除或者是减少了该交叉口处的交通冲突点和合流点。

四．改建路段交叉口详细设计

1．机动车道渠化设计

图1 学校路与东路岔路口

（一）学校路方向

交叉口进口道的车道数及宽度的确定:直行等待的车道数是根据路段上的车道数确定为二车道，因为学校路地处城市的西部，行走的大型车辆较多，其中一车道宽度定为3. 25米宽，其余两个车道定为3. 5米宽:增加一个3米宽的左转弯车道，及一个3.5米宽的右转弯车道:在学校路设有公交车与电单车专用道，在交叉口设计时也考虑使之与机动车分开，设专用的左、直行等车道，车道各宽3.25米。因为学校路的进出口方向要结合现状改造，受到用地情况及地上、地下管线的限制，道路宽度不能作较大的拓宽，因此公交车的直行车道实行混合布置，左转弯也共用一条车道。

（二）东路方向

因为东路是新建道路.是两块板的道路断面型式，机、非混行。道路用地情况受的限制较小，可以按理想状态设计交叉口。

交叉口进口道的车道数及宽度的确定:直行等待车道数与路段上相同为两车道，宽3.25米;因为学校路上的车道数是二车道，可以容下较多的左转弯过来的车辆，因此设置两个左转弯车道，分别宽3米和3.25米。电单车启动快、平稳性能差、行驶轨迹不规则，易与其他机动车辆形成交织冲突，产生安全隐患，且因为这种相互干扰也造成了其他机动车启动和加速损失时间的增加，降低了交叉口的通行能力，结合城市的常用做法，在交叉口处将机动车与电单车分开，设立专用的电单车直行、左转车道。

右转弯车流在交叉口提前右转，与其他车流交织，不受红绿灯限制，右转弯车道总宽9米。在直行车道与交织车道之间增加一条1.5米宽的绿化带，既可以使车辆行驶更为安全，又可以增加交叉口的绿化效果。交叉口出口道的车道数的确定:与路段上的混行车道数二车道相匹配;并结合设置港湾式公交停靠站。

2．非机动车道渠化设计

对非机动车的交通组织应与行人放在一起考虑.形成慢行交通车流，而不应与机动车混合通行，这样既可避免非机动车与机动车交通的相互干扰，又益于提高非机动车流的安全性。在学校路上采用左转自行车二次过街的设计方法。

3. 人行横道的设置

通过交通安全导流岛上的人行横道与自行车一起过街。

五．新建交叉口详细设计

学校路与大道交叉口位于新建的学校路西段延长线上。大道是一条新建60米宽的一级城市主干道。 由于学校路通新村大道都是刚刚建的道路，道路的宽度一般没有什么限制，因此这就可以按照理想的状态进行道路的渠化交叉口设计。

在学校路方向上因为刚刚建的交叉口用地条件不受限制，因此可以再进口道处直行等待二个车道和左转弯一个车道，该车道的宽度大约为3.25米，这和上一个道路交叉口大体是相同的。他们的不同之处在于将电单车和公交车进行分开等待，这样就可以消除这两种交通工具的互相干扰，在电单车和公交车道之间用绿化带进行隔开，但是在改建的交叉口处，由于道路的宽度有限，因此只能够用隔离栏进行分割。对于大道方向上的设计思路与以上叙述的基本相同，这里就不做详细的介绍。

六．结束语

城市道路的道路交叉口对于城市的交通具有十分重要的意义，它决定着城市交通的顺畅、车辆的行车时间等，同时对于城市的秩序的也是具有十分重要的意义的。因此，这就要求我们在进行城市道路的交叉口的设计时，要进行优化，使得其能够改善交通。

参考文献：

[1]侯现耀; 陈学武; 周娇 城市道路平面交叉口空间布局对交叉口复杂度的影响分析科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集2011-10-01中国会议

[2]高欣; 朱荣军; 金文刚 城市道路环形交叉口的改造设计全国城市公路学会第十八届学术年会论文集2009-11-01中国会议

[3]葛艳新; 张生瑞 交叉口定时信号配时优化设计方法2007第三届中国智能交通年会论文集2007-12-01中国会议

[4]窦水海; 苟娟琼; 李雪梅; 冯运卿 基于软系统方法的城市道路交叉通拥堵研究Proceedings of the 2011 International Conference on Information ,Services and Management Engineering(ISME 2011)(Volume 3)2011-12-26国际会议