乔梁
重庆通拓交通规划设计有限公司 重庆 404100
摘要：随着城市人口的增多和汽车的快速增加，城市交通问题也日益的突出.在很多大城市中，由于过多的汽车行驶，经常导致交通拥堵和堵塞，交通事故也更加的频繁。交通问题给我国城市社会经济的发展造成严重的影响，已经成为了制约城市发展的瓶颈。我国城市从以下两个方面来解决交通问题，一方面是通过拓宽完善城市道路网的建设，另一方面是通过交叉口优化和交通控制来缓解各类交通压力以达到解决交通问题。本文通过选取重庆市学府大道路段的六个交叉口为研究案例，对学府大道交通现状进行调查，利用vissim对其评价，基于数解法的双向绿波控制方案进行设计，对交通绿波优化后的学府大道仿真评价验证。
关键词：交通绿波；数解法；信号控制；VISSIM仿真
Abstract：With the increase of urban population and the rapid increase of cars, urban traffic problems have become increasingly prominent. In many large cities, too many cars often cause traffic congestion and congestion, and traffic accidents are more frequent. Traffic problems have severely affected the social and economic development of our cities and have become a bottleneck restricting urban development. my country's cities solve traffic problems from the following two aspects. On the one hand, the construction of urban road networks is broadened and improved, and on the other hand, various traffic pressures are relieved through intersection optimization and traffic control to solve traffic problems. This paper selects six intersections in the Xuefu Road section of Chongqing City as research cases, investigates the traffic status of Xuefu Avenue, uses vissim to evaluate it, and designs a two-way green wave control scheme based on the numerical solution to optimize the traffic green wave. Simulation evaluation and verification of Xuefu Avenue.
Key words：Ramp control system; Induction control; The flow chart
1 绪论
1.1 研究背景与意义
城市道路交通是人类社会生产和生存的众多必要因素之一，是社会生活不可缺少的纽带。随着城市人口的增多和汽车的快速增加，导致道路常发性拥堵，交通事故也更加的频繁。这些交通问题的解决迫在眉睫，目前有两个解决方向：一是拓宽现有道路，也是解决交通拥堵最直接的方法，但需要大量资金的投入，还要受到城市有限土地资源的限制，所以拓宽道路是现阶段难度较大的方法；二是在现有交通设施基础上采取相应的交通管理与控制手段，对现有的交通状况进行改善处理，交通控制是解决现有交通问题最有效的手段之一。
通过交通信号绿波的控制，能大量减少停车次数，延误也随之减小，速度更不会因为停车而降低，通行能力自然增强，同时，有益于减少车辆尾气的排放和能源消耗等。在城市道路网络中，城市干道对于城市道路交通起着相当重要的作用，优化干道交通是首要，无论是提高整个道路网络的通行能力还是缓解城市道路交通的拥挤等都具有相当重要的意义。所以研究城市干道的交通绿波控制对于解决城市道路网络交通问题具有非常重要的意义。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
十九世纪七十年代末期，由当时英国机械师德·哈特设计、制造了世界第一个交通信号灯，经过一百多年的交通快速发展，城市交通信号灯经历了由手动控制到自动控制的过程，交通信号运行方式也由固定周期配时发展到可变的周期配时，系统控制方式则由单交叉口控制到干线控制以及区域的协调控制[1]。国外以英国的TRANSYT和SCOOT两大信号控制系统为代表[2]。
1.2.1 国内研究现状
我国在交通信号控制系统方面的工作是比较晚才起步的。解放前后很长一段时间，我国都只有少数几座城市有比较少的单点定时信号控制交叉口。近年来，国内的许多学者也在交通信号控制系统方面做出了大量的研究，纷纷提出了很多先进的算法和模型[3]，如同济大学唐克双等人研究的多带宽干线协调控制模型[4]，湘潭大学的阳敏提出了一种基于混沌变异的动态粒子群算法。
2 绿波控制基本原理
绿波的实现是车辆从相邻交叉口到该交叉口所需时间形成的相位差通过两交叉口信号协调控制来实现的，所以要实现绿波的关键是精确的设计相邻交叉口的相位差。
根据道路上要求的车速和交叉口之间的间距，可以确定合适的相位差，用以协调控制各相邻交叉口的绿灯启亮不同时刻，这种控制的方式是续进式信号协调控制。采用这种控制方式能够保证，当绿灯启亮后，上游交叉口驶出的车对以恰当的速度在控制到路段上行驶，能够恰巧的在下游各个交叉口绿灯启亮时候到达，从而使得进入绿波控制系统内的车辆能够连续畅通的通过若干个交叉口。
当交叉口路口较少时，确定相位差中选择图解法更加形象直观、简单，而当遇见绿波控制系统中交叉口偏多的情况下时，还选择图解法会增加下游交叉口相位差的误差，这时选择数解法时更加的有效和准确[5]。
3 案例分析与仿真评价
3.1案例分析
学府大道是一条位于重庆市南岸区南北走向的主干道，本次研究起点为重庆工商大学，终点为重庆交通大学一号门，共包含六个交叉口。
通过对学府大道交通绿波控制段各个交叉口的现状信号配时及交通流量的调查，可以看出，学府大道整个路网的流量除了三号交叉口南进口左转分流占比多之外，基本流量都是在直行上行驶，这样有利于后期的绿波优化给予各个进口道直行绿灯有效时间的增加，减少通过相位差优化致使相邻交叉口绿信比变化大的问题。
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3.2仿真评价
利用VISSIM建立道路结构图（车道数、检测线圈部署位置、车流量设置等），根据绿波优化设计进行修改六个交叉口相应的交通参数（信号配时、信号相位和相位差的设置），根据算法求得学府大道最佳相位差。
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图3.3最佳相位差
在仿真实验中，本文主要选择分别对交叉口车辆平均延误时间、交叉口车辆平均排队长度作为衡量方案优劣的评价方法。
对学府大道的现有配时方案和交通绿波控制方案的两种控制方式下对整个路网的车辆平均延误和交叉口平均排队长度进行对比分析，如下表所示：
表3.1两种控制方式路网整体指标对比表
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学府大道所选路段通过绿波设计优化后，整个路网的平均排队长度和平均延误有了明显的下降，在一号、三号、四号、五号交叉口排队长度都有很大的降低，由于绿波带宽由二号和六号来限制，所以这两个交叉口的排队长度没有很明显的减少，但是通过交叉口的平均延误可以看出二号和六号交叉口的优化效果依然非常大，说明了绿波协调控制对学府大道路网的优化具有很大的效果。
参考文献
[1]Bazzi, Alessandro,Masini, Barbara M. Taking advantage of V2V communications for traffic management[J]. IEEE Intelligent Vehicles Symposium,2011:12-14.
[2]JAMES E. MOORE II,STEPHEN P. MATTINGLY,C. ARTHUR MacCARLEY,MICHAEL G. McNALLY. Anaheim Advanced Traffic Control System Field Operations Test: A Technical Evaluation of SCOOT[J]. Transportation planning and technology,2005, 28(6):3-7.
[3]胡浩. 饱和交通干线的信号协调控制算法研究[D]. 华中师范大学，2009:1-43.
[4]唐克双，孔涛，王奋，李克平. 一种改进的多带宽干线协调控制模型[J]. 同济大学学报(自然科学版)，2013，41（7）：1003-1007.
[5]吕斌，牛惠民. 城市交通线控系统相位差优化方法[D]. 交通运输工程学报，2011，11（4）：104-107