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1、课程设计报告书题目：马场路干道信号协调控制学院土木与交通学院专业交通工程目录一、绪论31 .选题背景32 .课程设计目的3二、现状分析31 .道路现状32 .现行方案存在的问题43 .解决思路与对策44 .现场实地调查4三、单点信号配时设计方案4四、干道信号协调控制方案41 .计算公用周期时长42 .计算各交叉口的绿灯时间53 .计算相位差5五、方案分析评价错误!未定义书签。六、总结10七、参考文献10八、附录Il附录A：路段信号配时及流量数据11马场路干道信号协调控制一、绪论1 .选题背景城市交通中，由于交通流量大，使得各相邻交叉口往往相互关联，相互影响，因为只关注某一个交叉口的交通控制是不
2、能够解决城市主干道的交通问题的。同时在城市道路网中，交叉口相距很近，如各交叉口分别设置单点信号控制，车辆经常遇到红灯，时停时开，行车不畅，也因而使环境污染加重。为使车辆减少在各个交叉口上的停车时间，特别是使干道上的车辆能够畅通行驶，把一条干道上一批相邻的交通信号连接起来，加以协调控制，就出现了干道交叉口交通信号协调控制系统。进行干道协调控制设计的原则主要有:（I）绿波带最大化；（2）延误最小化2 .课程设计目的为了更好地分析理解干道协调控制的概念与方法，我们选取了广州市天河区的马场路作为具体的例子来进行干道交叉口交通信号协调控制。在本课程设计中，我们充分考虑了马场路的现状问题以及其现状车流量，
3、进而对马场路上五个交叉口进行信号协调控制。我们相信通过这次的课程设计，我们能够对干道信号协调控制的方法技巧以及优化方案等都有比较深刻的了解。二、现状分析1 .道路现状马场路是广州市天河区珠江新城的一条南北走向道路，南起临江大道，北至黄埔大道西石牌东路口，全长1.6公里。我们小组选取马场路当中的几个主要交叉路口，包括：海安路、金穗路、花城大道、海明路、海月路五个主要交叉口。路段全长1210米。2 .现行方案存在的问题马场路是广州比较早实现干道协调控制的道路之一，在实现干道协调控制之后车辆延误有所减少，车速也有所提高，得到一些司机的好评。然而，经过我们实地考察，仍然发现其中存在的一些问题，例如：a
4、）期望车速过高，大型车由于启动车速与整体车速较慢，容易赶不上下一个相位的绿灯时间而遭遇连续“红波”。b）绿波带过窄，绿波时间内能够通过的车辆数不多。c）公交车以及其他车辆变道影响较大。3 .解决思路与对策通过实际平峰车流情况，重新确定相位相序以及公共周期，确定最大相对挪移量对应理想间距，理想期望车速，分别从经典算法，绿信比最小，交通状况最差，以及上下行绿波损失最大四个方面考虑，将重点关心的交叉M放在理想交叉11附近，确定最大绿波带宽，确定对应最佳相位差。4 .网场实地调匍批注：要不要这样吹咧我们小组通过现场实地调查，通过车牌法确定路段平均车速为v=40kmh,并且确定各个交叉口相位相序设置情况
5、以及其信号配时。然而，由于时间以及人员调配不足，我们小组并没有对各个交叉口的流量现状进行全面调查，而是采取了过去的流量数据，通过采样调查修正。（信号配时与流量数据见附录A）三、单点信号配时设计方案四、干道信号协调控制方案1 .计算公用周期时长分别根据干道交叉口的各自交通信息，利用单点配时方法确定各交叉口的周期时长中最大者作为公用周期时长，即：Cm=max（C,C2,Cj,2 .计算各交叉口的绿灯时间2.1 确定协调相位的最小绿灯时间协调相位即是协调方向的相位。各交叉口协调相位所必须保持的最小绿灯时间就是关键交叉口协调相位的绿灯显示时间，CEGm为取整后所得：tEGm=（Cm-Lrn醇rm2.2
6、 确定非关键交叉口非协调相位最小有效时间非关键交叉口非协调相位交通饱和度在满足实用限值4（一般取XP=O.9）时，有等式CmYn=SntEGn则非关键交叉口非协调相位最小有效绿灯时间的实用值为：_Cmri_Cm%EGn=%五=F-2.3 确定非关键交叉口协调相位的有效绿灯时间干道协调控制子区内的非关键交叉口，其周期时长采用子区的公用周期，协调相位的绿灯时间不应短于关键交叉口协调相位的绿灯时间。为满足这一要求，非协调相位的最小有效绿灯时间按下式确定以后，富余有效绿灯时间全部调剂给协调相位，以便形成最大绿波带。非关键交叉口协调相位的有效绿灯时间可按下式计算得到：k，EG=Crn-LW*EGn11=
7、l2.4 计算各交叉口各个相位的绿灯显示时间通过以上三个步骤已经求出了各个交叉口各个相位的有效绿灯时，可求出各相位的绿灯显示时间。3 .计算相位差3.1 图解法3.2 数解法3.2.1 确定相位相序由于马场路全路段有行人过街，不适合做单进口放行的协调控制，且因而采取对称放行的干道协调控制方案，具体相位相序介绍如下：3.2.2 计算公用周期时长根据设计相位相序，以K=O的阿式最短周期计算，确定的各个交叉口单点配饰方案的周期时长分别是100S,80s,70s/30s,90s,所以选取公共周期13()s且确定关键交叉口为D马场路.海明路交叉口3.2.3 计算各个相位绿灯时间表1各交叉口各个相位的绿灯
8、时间相位交1234协调相位绿信比(%)非协调相位绿信比(%)A77145911B56246304346C591310304341D6510155()19E751585X183.2.4计算相位差数解法是通过寻找使得系统中各实际信号位置距理想信号位置的最大挪移量最小来获得最优相位差控制方案。设马场路-海安路交叉口编号为A,马场路-金穗路交叉口编号为B,马场路-花城大道交叉口编号为C,马场路-海明路交叉口编号为D,马场路-海月路交叉口编号为E。已知路段的五个交叉口，它们相邻间距列于下表中，为计算方便，取IOm为单位取有效数字。已知关键交叉口周期时长为130s,相应的带速暂定为v=36kmh,即Iom
9、表2数解法确定信号相位差表交叉口编号ABCDE24501730bb/a5524193611120.218182562418359110.196429572417347100.175439582416335110.189655592415323120.20339602414311130.2166676224122959300.4838716324112858300.476196424102757300.46875652492656300.461538662482555300.454545672472454300.447761682462353290.426471692452252280.4057
10、97702442151270.385714712432050260.366197722421949250.347222732411848240.328767742401747230.3108117524741646280.3733333.2.5 计算a列首先计算vC2-650m0这就是说，相距Xm信号的相位差，正好相当于交互式协调系统的相位差（错半个周期）；相距2Xm的信号，正好是同步式协调（错一个周期）。以海安路为起始信号，则其下游同海安路相距VC/2、vC.3vC/2、处即为正好能组成交互式协调或同步式协调的“理想信号”位置。考察下游各实际信号位置同各理想信号位置错移的距离，显然，此错移距
11、离越小则信号协调效果越好。然后，将vC/2的数值在实际允许的范围内变动，逐一计算寻求协调效果最好的各理想信号的位置，以求得实际信号间协调效果最好的双向相位差。3.2.6 计算a列内各行画一横轴，按比例标上AE各个交叉口及其间距，以表X中的a列数值为理想信号位置的距离间隔，画出等距离的折线，如图X。图Ia取X时的实际信号位置与理想信号位置的对应图从图中查出各交叉口与前一个理想信号位置的距离间隔，填入表中相应位置。3.2.7 计算b列以a=X一行为例，将实际信号位置与理想信号位置的挪移量，按顺序排列(从小到大)并计算各相邻挪移量之差，将此差值最大者计入b列。计算方法如下：表3b列计算方法ABCDE
12、A以此类推，计算各行的b值。3.2.8确定最合适的理想信号位置由表2中可知，当a=61时，b=30时，AE各信号到理想信号位置的相对挪移量最小，即当vC2=6l()m时可以得到最好的系统协调效率。如图X所示，图上XX同理想信号位置之间的挪移量之差最大，即理想信号位置同D间的挪移量为(610-3)/2=155米，即各实际信号位置距离理想信号位置的最大挪移量为155米。理想信号位置距C为155m,则距A为145m,即自A前移145m即为第一理想信号位置，然后依次每610m间距将各理想信号位置列在各实际信号位置之间3.2.9 作连续行驶通过带图2理想信号位置与实际信号点的相对位置3.2.10计算相位
13、差表4计算相位差表交叉路口BCDE理想信号位置编号11223各信号位置左右左右左绿信比(%)59.4434649.357.9损失(%)23.7704915.573772.45901625.4098425.40984有效绿信比(%)35.6295127.4262343.5409823.8901632.49016相位差(%)70.378.52725.3571.053.2.11计算绿波带宽度3=(24%+32%)2130=36S3.2.12方案优化从已经求得的数据可以看出，B、C绿信比最小，C、D交叉口间距最短，B、D交叉口之间的间距最接近理想间距，所以从三个方向进行优化，分别是理想交叉口离B、C最
14、近，离C、D最近，和离B、D最近，且他们之间的间距相等。得到的计算相位差的表格分别是交叉路口ABCDE理想信号位置编号11233各信号位置左右左右左绿信比人(%)59.4434649.357.9损失(%)30.3991929.5有效绿信比(%)29.1343730.328.4相位差(%)70.378.52775.3571.05交叉路IABCDE理想信号位置编号11233各信号位置左右左右左绿信比入(%)59.4434649.357.9损失(%)35.24.113.913.936.8有效绿信比()24.238.932.135.421.1相位差()70.378.52775.3571.05交叉路口A
15、BCDE理想信号位置编号11223各信号位置左左左右左绿信比A(%)59.4434649.357.92703014030280损失(%)44.26234.91803322.950824.91803345.90164有效绿信比(%)15.137738.0819723.0491844.3819711.99836相位差(与)91.39102.0535.132.95592.365得到以B、C交叉口离理想交叉口间距最短时带宽最宽=(30.3%+28.4%)2*130=38.2S时距图如下图所示五、总结六、参考文献1交通管理与控制.人民交通出版社,2007.卢凯，徐建闽，叶瑞敏.经典干道协调控制信号配时数
16、解算法的改进J.公路交通科技,2009,26(1):120-124.3卢凯,徐建闽，李轶舜.进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制数解算法切.中国公路学报.2010,23(3):95-101.4卢凯，徐建闽，陈思溢，李林.通用干道双向绿波协调控制模型及其优化求解几控制理论与应用.201】七、附录附录A：路段信号配时及流量数据马场路海安路相位绿灯时间绿信比备注.1312厂马场路金穗丽:1,1I1012I相位11-U-41I.ABCDE绿灯时间21s27s（固定）28s32s32s21s绿信比15%19%20%23%23%15%ABCDE备注：17”8，幅路花是日Xf71相位,41I1ABCDEF绿灯时间20s24s14s2()s21s41s绿信比14%17%10%14%15%30%I1Z,1马场路通明路LJ.,1xn相位I11ABCDE绿灯时间25s（固定）28s（固定）20s（固定）24s43s25s（固定）绿信比1归飒14%17%31%18%11场路feS相位X1244j.ABCDE绿灯时间45s（固定）34s17s（固定）26s（固定）18s（固定）绿信比28%31%12%16%13%
