摘 要

环形交叉口是通过在交叉路口的中心设置一个中心岛，使进入环形行交叉口的车辆绕着该中心岛沿逆时针方向行驶，从而实现交通流量组织的一种道路交叉口形式。环形交叉口同一般平面交叉口相比，具有冲突点少、车流连续、行驶安全、便于管理等特点。但随着经济的快速发展，城市机动车拥有量快速增长，许多大型环形交叉口由于交通负荷过大开始出现拥堵现象，环形交叉口内车辆的运行效率降低，交叉口通行能力远不如预期，因而通常需要通过设置信号控制对环形交叉口的运行情况进行改善。

本文以沿江大道黄浦大街环形交叉口为研究对象进行信号控制设计，在相位重叠思想的基础上设计了各进口道轮流放行和对部分进口道实施左转两步控制的混合式信号控制方法，并对该交叉口在高峰和平峰时段的交通流量数据进行了调查，分别设计出适用于高峰和平峰时段的信号控制方案。通过vissim仿真软件建立仿真模型，并对不同时段的两种信号控制方案进行仿真，以延误和通行能力作为主要评价指标对改善前后的信控方案进行对比分析，得出适用于该交叉口的最优信号控制方案。

关键词：环形交叉口 信号控制 VISSIM仿真

Abstract

A roundabout is a form of road intersection that implements a traffic flow organization by setting a center island at the center of the intersection to allow vehicles entering the roundabout to travel counterclockwise around the center island. Compared with general intersections, roundabouts have the characteristics of fewer conflict points, continuous traffic, safe driving, and easy management. However, with the rapid economic development and the rapid increase in the number of urban motor vehicles, many large roundabouts begin to experience congestion due to excessive traffic load, the operating efficiency of vehicles in the roundabouts decreases, and the capacity of the intersections is far less than expected, so it is usually The operation of the roundabout needs to be improved by setting signal control.
In this paper, the signal control design is carried out with Huangpu Street roundabout along Jiangjiang Avenue as the research object. Based on the idea of phase overlap, a mixed signal control method is designed for each entrance lane to take turns and implement two-step left-turn control on some entrance lanes The traffic flow data of the intersection during peak and peak periods were investigated, and signal control schemes suitable for peak and peak periods were designed respectively. Establish a simulation model through vissim simulation software, and simulate two signal control schemes at different time periods, using delay and capacity as the main evaluation indicators to compare and analyze the signal control schemes before and after the improvement, and obtain the most suitable for the intersection Excellent signal control scheme.

Key words: roundabout, signal control, VISSIM, simulation

目录

摘要 1

第一章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.2 文献综述 1

第二章 环形交叉口现状调查与分析 6

2.1交叉口总体概况 6

2.2交叉口交通流量分析 9

2.3 交叉口通行能力分析 12

2.4环道容量约束 15

2.5本章小结 16

第三章 交叉口信号控制策略设计 17

3.1环交信号控制策略概述 17

3.2环交各进口道轮流放行相位重叠控制 22

3.3基于相位重叠的混合式环交信号控制方案设计 26

3.4本章小结 35

第四章 VISSIM仿真验证及结果分析 36

4.1仿真数据获取 36

4.2 VISSIM仿真过程 37

4.2 仿真结果分析与对比 40

4.5 本章小结 44

第五章 总结与展望 46

5.1归纳与总结 46

5.2 不足与展望 46

参考文献 47

致谢 49

第一章 绪论

1.1目的及意义

1.1.1研究背景

环形交叉口（简称环交）是通过在交叉路口的中心设置一个中心岛，使进入环形行交叉口的车辆绕着该中心岛沿逆时针方向行驶，从而实现交通流量组织的一种道路交叉口形式。环形交叉口同一般平面交叉口相比，具有冲突点少、车流连续、行驶安全、便于管理等特点，且环岛中部圆形空地可用于建造地标类标志性景观，或种植绿植美化交通空间，因而环形交叉口在城市交通中应用广泛。但随着经济的快速发展，城市机动车拥有量快速增长，许多大型环形交叉口由于交通负荷过大开始出现拥堵现象，环形交叉口内车辆的运行效率降低，交叉口通行能力远不如预期。要解决此类问题，常用的方法是拆除环岛，将环岛改建为信号控制的平面交叉口，但此办法需要投入的改建成本巨大，且考虑到环岛内的景观建筑大多具有与城市相关联的文化意义，拆除环岛难度较高，同时造成的资源浪费严重。相比之下，针对环形交叉口拥堵问题，通过设计符合环交交通需求的信号控制策略来改善其通行能力更为恰当。在原有交叉口形式的基础上安装交通信号灯设施，通过信号灯分配入环及环内车辆的通行权，在时间和空间上分离不同方向的交通流，对交叉口交通流量进行组织。解决城市环交的拥堵问题和针对环交的信号控制设计是城市交通管理的重要组成部分。

1.1.2研究意义

环形交叉口信号控制的基本模式分为左转两步控制、左转一步控制、单进口轮流放行控制和多进口协同放行控制等。左转一步控制适用于环岛半径较小，而左转和直行交通流流量较大，环岛周围有足够交通空间供交通流不绕环岛直接切路缘石左转通过交叉口的情况；左转两步控制适用于环岛直径较大，环道上有足够交通空间供左转交通流排队停驶等待出环的情况；单进口轮流放行控制和多进口协同放行控制对环岛条件无特殊要求，但对交通流要求高。故本题目主要基于对环形交叉口信号控制策略的研究，针对沿江大道与黄浦大街环形交叉口的交通特性与交通流运行规律，设计出适用于该环交的改进后的两步控制信号策略，改善该环形交叉口交通运行状况。

1.2 文献综述

1.2.1国内研究现状

在对国内城市的交叉口形式进行选择时，根据城市特点和交通运行状况，对比环形交叉口和平面十字交叉口的优缺点，很多交叉口采用了环形交叉口的形式，环形交叉口可以在交通流量较小的情况下有效提高交叉口的运行效率，但随着交通流量趋于饱和，环形交叉口在交通运行组织方面存在的弊端和复杂性也逐渐显现，国内许多学者由此展开了大量研究。

例如杨锦东 ^[1] 等将环形交叉口同一般平面交叉口的优缺点进行比较，提出了三种适用于环形交叉口交通控制的基本模式：左转两步控制、左转一步控制和一般控制。他们通过对环形交叉口交通特征及交通问题的分析，依环形交叉口的可容纳交通空间，将环形交叉口的信号控制划分为上述三种类型，分别阐述了每一种控制方式的基本思想、技术处理、相位和主要信号控制参数的确定方法，并对各控制方法的使用从流量条件和交叉口几何条件两个方面进行了分析。 得出结论，应全面研究环交处的交通特性和交通问题，并针对不同环交的大小和不同的交叉口空间给出不同的控制方式。