摘 要

随着人们生活水平的提高，车辆的拥有量也在急剧上涨，城市交通拥挤的情况愈演愈烈。政府及相关部门采取各项措施进行控制管理。其中交通信号控制是重要手段。绿波控制是城市干道协调控制的常用办法，使车流沿某条主干道行进过程中，连续得到一个接一个的绿灯信号，畅通无阻的通过沿途所有交叉口，提高道路通行能力。

城市干道协调控制的核心是信号配时，为了得到更好的控制效益，需要实时的交通流信息。本文首先研究车辆检测器的工作原理，其与传统人工计数法的优缺点以及不同调查目的下车辆检测器的实用性。

接着列举协调控制的主要参数，分析影响协调控制的主要因素，以车辆检测器检测的实时数据为基础，综合考虑各项条件最后对城市干道正常通行和拥堵两种情形分别提出解决方案。当分析进出口检测器检测的流量判断前方道路拥堵时，本文提出以禁左和可变车道的方法来提高协调控制效率，缓解拥堵。

本文以金银湖干道为例，以埋设在此干道上的地磁传感器检测的实时数据为基础，在上述两种情形下分别计算信号协调控制方案并在VISSIM软件上进行仿真，比较其行程时间、排队长度及延误，得出最优解决方案。

关键词:车辆检测器;信号协调控制;配时方案;绿波带

Abstract

With the improvement of people's living standards, the amount of vehicles is also rising sharply, the city traffic congestion situation intensified. Government and relevant departments to take various measures to control the management. Which traffic signal control is an important means. Green wave control is the common way of coordinated control of urban roads, so that traffic along a main road in the process of continuous access to a green light signal, smooth and unimpeded through all the intersection along the way to improve road capacity.

The core of the coordinated control of urban trunk roads is signal timing, in order to get better control benefits, the need for real-time traffic flow information. This paper first studies the working principle of vehicle detector, its advantages and disadvantages with the traditional manual counting method and the practicality of vehicle detector under different investigation objectives.

Then, the main parameters of coordinated control are analyzed, and the main factors influencing the coordinated control are analyzed. Based on the real - time data of the vehicle detector, the paper puts forward the solution to the normal traffic and congestion of the urban trunk road. When analyzing the flow rate detected by the import and export detector to judge the road congestion in front, this paper proposes a method to improve the coordination and control efficiency and alleviate the congestion by using the left and variable lane approach.

Based on the real-time data of the geomagnetic sensor detected on the main road, the signal coordination control scheme is calculated and simulated on the VISSIM software, Compare its travel time, queue length and delay，get the best solution.

Key words: vehicle detector, signal coordination control, timing scheme, green band

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3研究目标及内容 3

1.3.1研究目标 3

1.3.2研究内容 3

1.3.3 技术方案 4

第二章 车辆检测器 5

2.1检测原理 6

2.1.1地磁传感器的检测原理 6

2.1.2车辆的检测原理 6

2.2检测器布局研究 7

2.2.1基于交通状态评价的检测器布置 7

2.2.2 基于智能出行诱导的检测器布置 8

2.2.3 基于交通信号控制的检测器布置 9

第三章 城市交通干线协调控制的原理 10

3.1城市交通干线协调控制 10

3.1.1三种干道交通信号协调控制方式的优缺点 10

3.2城市干线交通信号协调控制设计方案 11

3.2.1一般通行情况下的方案制定 11

3.2.2前方路段拥堵情况下的方案制定 12

第四章 案例分析：以金银湖路为例 19

4.1金银湖路基本情况介绍 19

4.1.1选取路段 19

4.1.2 现有信号配时方案 20

4.2一般通行情况下的方案设计 21

4.3前方道路拥堵情况下的方案设计 24

4.3.1方案一：禁左 24

4.3.2方案二：可变车道 32

4.4基于VISSIM软件的仿真 33

4.4.1 VISSIM简介 33

4.4.2 各方案的仿真分析与评价 35

第五章 结语 42

5.1研究结论 42

5.2 创新整理 42

5.3 研究展望 42

参考文献 43

致谢 45

第一章 绪论

1.1研究背景

近年来，城市经济飞速增长带动了交通事业的发展，城市集聚效应明显，进而引发了严重的交通拥堵。但是由于城市土地有限，以及老城区规划不合理等原因，没办法一味地扩大城市基础建设，而且就算可以扩大也势必会刺激交通需求的持续增长。所以促进交通事业发展的最根本的办法是对交通进行合理的管理与控制，在现有交通基础设施不变的情况下尽可能地提高其通行效率。所以交叉口信号联动控制便应运而生，它是城市交通管理控制最常用的方法，能够使车辆尽可能顺利地通过城市干道平面交叉口，减少停车次数及延误，提高干道通行能力。交叉口信号联动控制还有如下优点：（1）城市建设方面：不需大量资金投入，节约成本；（2）城市交通方面：使车流拥有较高的行驶速度，缓解了交通流在平面交叉口的冲突。（3）出行人员方面：在人们出行之前就为他们规划好不同出行目的（省时或省钱等）的出行方式和路线，避过交通拥挤路段。

交叉口信号联动控制设计是以先进的交通流信息采集技术为基础的。交通流信息按照其变化频率的快慢可以分为静态交通流信息和动态交通流信息。而做好交叉口信号联动控制设计就有赖于车辆检测器采集实时动态交通流信息，检测器是通过线圈感应量的变化来判断是否有车辆通过。若判断有车辆通过时，中央处理器会对采集到的数据进行分析，得出交通量、车辆占道时长，平均车头时距等交通数据。车辆检测器相比于传统的交通流信息采集技术具有节省人力、使用便捷、调查范围广泛的特点，尤其适用于长期连续性交通量调查。本文研究的是武汉市金银湖路干线交叉口信号联动控制设计。以武汉恒达智慧城市交通研发有限公司在金银湖路安装的电磁感应器所测得的交通数据为依据，进行设计方案的制定最终达到金银湖路双向行驶道路同一路段两个相反方向同时获得高效率的协调控制的效果。

1.2研究现状

1.2.1国外研究现状

1868年，娜亿特使用的红绿色照明灯是世界上第一个自动化控制的红绿灯⁰。之后的100年间，定时式控制系统由于交通流量波动小可以满足交通需求。但现在随着经济的飞速发展，汽车拥有量的增长，定时信号控制的缺陷逐渐暴露出来。在交通流相对稳定的时候，此种控制方式暂且可以满足交通需要，但是在交通高峰期，车流量激增的时候，由于固定交通信号控制是根据历史交通流数据制定信号方案来进行控制的没办法适应交通的实时性，容易造成拥堵。所以学者们在不断研究与探索新的控制系统以适应城市交通的发展。1917年出现了世界上第一个能够同时控制6个交叉口信号的手动系统^[2]。1922年，出现了可控制12个交叉口信号的瞬时交通信号系统^[3]。1926年出现了可控制交叉口各向交通流的交通信号控制机，其对交通信号控制具有重要意义^[4]。