区域干线绿波协调控制建模与设计
干线局部拥堵的绿波带与红波带协调控制策略
马ห้องสมุดไป่ตู้锋 ，刘
澜
（ 西南 交通大 学交通运输与物流学院 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ ０ ）
摘要 ：中国城市机动车保有量快速 上升，导致交通需求与供给之问的矛盾 日益突 出，城 市交通拥 堵
日益 严 重 。针 对 干 线 局 部 拥 堵 提 出绿 波 带 与 红波 带 协 调 控 制 策 略 。其 原 理 是 ：通 过 绿 波 带 控 制 ，利
ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ａ ｉｃ ｆ ｃ ｏ ｎ ｇ ｅ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ａ ｒ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎｅ ｇ ｄ ｔ ｏ ｕ ｓ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｗａ ｖ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｏｒ ｆ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ －
ｎ ｅ ｃ ｋ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｎｔ ａ ｉ ｍｅ ， ｔ ｏ ｕ ｓ ｅ ｒ ｅ ｄ ｗａ ｖ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｏｒ ｆ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｏ ｎ ｕ ｐ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ ｄ ｏ ｗｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｅ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｏ ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｇ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｔ ｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｔ ｔ ｌ ｅ ・
城市交通干线局部拥堵红绿波带协调控制方法
城市交通干线局部拥堵红绿波带协调控制方法任慧【摘要】我国经济的迅速发展导致车辆数量的直线上升,也使我国交通供给与交通需求之间的差异与矛盾越来越显著,造成了日益严重的城市交通干线局部拥堵的现象,因此,设计了一种城市交通干线局部拥堵红绿波带协调控制方法,首先对城市交通干线局部拥堵红绿波带协调控制方法的整体方案进行设计,然后选取协调控制范围,对下游绿波带与上游红波带进行设计实现了该方法,最后通过实验验证了该方法的有效性.【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(020)001【总页数】4页(P94-97)【关键词】城市交通干线;局部拥堵;红绿波带协调控制【作者】任慧【作者单位】福建船政交通职业学院信息工程系 ,福州 350007【正文语种】中文【中图分类】U491.540 引言在当前我国的发展现状中，限制并困扰城市发展的主要因素就是交通拥堵问题，我国由于交通拥堵问题而导致的环境损失与经济损失正在呈现逐年上升的态势。
城市交通干线是我国城市交通道路的动脉，具备通行能力大、运行速度快以及等级高等特点，能够有效地疏导与集散交通。
减缓与避免城市交通干线的局部拥堵问题，保障城市交通干线的畅通运行是确保城市交通高效运转的重要条件之一。
在城市交通流量较大的时段，特别是上下班的早高峰与晚高峰，城市交通干线会有巨大的车流量，很容易在交通干线的瓶颈交叉口或者关键交叉口由于车辆的不断累积而造成局部拥堵的现象，情况比较严峻时甚至可能出现上溯溢出的现象，延缓甚至阻断相交方向与本方向的正常交通通行，严重影响城市交通网络的行车效率。
当城市交通干线产生局部拥堵的现象时，原本的交通干线信号的配时无法对拥堵现象产生任何缓解作用，只会使局部拥堵的范围变的越来越大，此时就需要根据城市交通干线的实际交通状况，对更效的局部拥堵控制方法与策略进行开发，防止交通干线局部拥堵的范围不断蔓延，降低上溯溢出现象产生的可能性。
在城市交通干线的瓶颈交叉口或者关键交叉口容易产生局部拥堵现象的原因就是车辆的离开流率要远远小于其到达流率，导致在整个绿灯时间内无法将积累在瓶颈交叉口或者关键交叉口的车辆全部放空而产生滞留车辆，而滞留车辆在每个绿灯时间都会产生，因此，滞留车辆的数量会不断增加，从而产生拥堵甚至上溯溢出的现象，对相交方向与本方向的正常交通通行带来巨大影响，造成交通拥堵现象的加剧。
图解法在干道信号绿波协调控制中的应用——以嘉兴市昌盛路为例
凤路间距超过800m，路段横向干扰较为严重，预期协调效 果较差；而昌盛路—桐乡大道路口与昌盛路-广穹路路口车 速离散性较大且交叉口关联度较小，纳入优化不利于整体 协调效率。因此，为最大程度实现昌盛路信号协调控制， 该路段划分为三个协调子区。并根据子区划分结果和数据 基础，对干道内各个路口运用Webster配时法模型[8][9]进行信
本文总结现有干道绿波设计方法，建立一种符合工程 实践应用的路口和干道协调控制方法。首先，对单点路口 配时优化，选择图解法作为干道协调控制方法，通过调整 干道路口相位、相序和相位差优化双向绿波带宽，使协调 路段的车流能够更顺畅地连续通过多个交叉口，并利用嘉 兴市实际路段进行方案验证。
1 试验路段交通特征分析 本文选定浙江嘉兴市区最为繁忙的交通要道：昌盛路
（东升路—嘉杭大道）全长约7km干道进行实际案例分析。 昌盛路是贯穿嘉兴市主城区的重要南北通道，该通道共包 含13个信号灯控路口。整个通道上各路口分布、间距与晚 高峰期平均运行速度分布如图1所示。车流速度是通过互联 网高德发布的车流速度的月度平均值，所需交通流量是通 过安装在路口处的线圈检测器获取。
基于VISSIM下城市干道绿波带配时方法
基于VISSIM下城市干道绿波带配时方法
城市干道绿波带配时是城市道路交通管理的重要措施之一。
通过合理设置信号灯配时
参数和车速限制，可以使车流在绿灯期内可以持续通过多个路口，提高道路通行能力，减
少车辆拥堵和排放污染物的数量。
1. 建立VISSIM模型
首先需要建立一个VISSIM模型，包括城市干道、交叉口和车辆等元素。
2. 设置路段属性
根据城市干道的实际路况，设置路段的长度、车道数、限速等属性，并对交叉口进行
标识。
3. 建立车辆流
根据实际的交通量数据，建立车辆流并对其进行分类（小汽车、公交车等），设置流
量大小、流量流向等参数。
4. 设置信号灯
根据交叉口信号灯的实际情况，设置信号灯的类型（单点、双点）、绿灯时间、红灯
时间等参数。
5. 设置配时方案
根据各个交叉口的信号灯时序，设置配时方案，并使各个交叉口的绿灯时间相互协调，形成绿波带。
6. 仿真模拟
在模拟运行中，检查各个交叉口的配时方案是否合理，根据实际情况对模型进行调整，检查车辆流量是否可以顺利通过绿波带。
通过以上步骤，可以建立一个城市干道绿波带配时的VISSIM模型，并进行模拟，探究最佳的配时方案。
同时，模型可以进行多次参数调整和仿真，以达到最优的绿波带配时方案，提高道路通行效率和减少交通拥堵，同时降低污染。
交通信号控制绿波带的实现和干线协调控制
交通信号控制绿波带的实现和干线协调控制许工整理摘 要：本文就交通信号干线协调控制绿波带的特征，实现办法和使用要点，做了比较详细的论述。
关键字：绿波带、干线协调控制、交通信号控制在现代城市交通信号控制中，为了保证主要路线的畅通，经常会使用干线协调控制，即“绿波带"控制模式。
有了“绿波带"，那么其优先保持畅通的车流，就可以“一路绿灯"地通过其道路控制区域，尽量减少路口的停留时间。
当然，“绿波带"主要是为了保证某个交通流的畅通，这样一来，往往会限制其它交通流的通行时间。
下面，就“绿波带"的基本特性，做一阐述。
（一）、“绿波带"的适用范围：“绿波带"的控制模式，比较适合以下场合：1、联结两个中心区之间的主要干道，如通往郊区飞机场的道路，通往卫星城镇的道路，小城市的主要干道。
2、实现“绿波带"的路口，其交通流量大致接近。
3、实现“绿波带"的路段，其交通秩序比较好。
比如说，很少有行人横穿马路，机动车辆、三轮车和其它非机动车辆都能各行其道。
（二）、“绿波带"的实现方法：目前，只考虑单向绿波带。
所有参与绿波带的路口，要按以下办法统一：1、把要实现绿波的车流，放在第一相位。
2、基准时间要一致。
3、周期要一致：时段方案要确立一套为绿波带专用，要设置为一致，所采用的配时方案也要一致。
相位一的绿灯时间要一致。
4、根据路段长度及平均车速，确定绝对相位差。
此外，要把控制模式设定为线控或无电缆协调控制。
路口信号机在执行线控或无电缆协调控制模式时，到了绝对相位差所指点的时间前6秒黄闪，前3秒全红，然后从相位一开始起步，按专用时段方案执行该控制模式。
（三）、“绿波带"的管理：考虑到实际因素的影响，“绿波带"设置完成后，也要进行有效的管理。
1、路口信号机的时钟校准：2、配时方案的及时调整：3、新增路口的管理：（四）、双向“绿波带"的分析：1、路口模型：实线表示从A到G的车流，其起始时间分别为X1、X2…X6。
基于协调相位绿灯时长约束的干线综合绿波带控制方法研究
摘要社会的发展以及科技的进步促使汽车行业与时俱进，但交通拥挤、道路堵塞等民众普遍关心的问题也与日俱增。
主干道作为城市交通系统的大动脉扮演着不可或缺的作用，同时也承受着巨大的交通压力。
绿波带以其控制效果明显，容易实现且成本低廉的独特优势成为了城市干线交通信号协调控制的重要方法之一。
研究绿波带控制方法将有利于提高道路系统的整体通行能力，减小城市干线交通负荷。
本文针对传统的绿波带控制未考虑交叉口次干道通行需求及行人过街绿灯时长的局限性，提出了一种基于非协调相位饱和度概念的交叉口周期以及绿灯时长的分配方法，并基于最短行人过街时长校正交叉口各相位绿灯时长和信号周期。
在此基础上，分析了传统绿波带的不足，引用干线分割的思想，对最大绿波带模型进行了优化，并提出了一种基于实数编码的适用于绿波带路口相位差优化的遗传算法。
最后，对深圳市新沙路沿线的多个交叉口进行了干线协调优化，对传统绿波带与改进绿波带的两种方案所得结果进行了对比分析。
对比结果发现两种方案可以达到相同的公共带宽，但当传统方案与改进方案获取到相同的公共带宽时，改进方案中由各交叉口组合形成的子绿波带的平均带宽优于传统方案。
将两种方案使用VISSIM进行了仿真验证，仿真结果表明使用本文所提方案产生的车辆延误和行程时间小于传统绿波带，证明了本文方案的有效性。
关键词：绿波带；配时方案；子干线模型；遗传算法；VISSIM仿真AbstractThe development of society and the advancement of technology promote the automotive industry to flourish,but the problems of traffic and road congestion are also increasing.As the main artery of urban traffic system,the artery road plays an indispensable role in the urban transportation system and also bears great traffic pressure.Green wave has become one of the important methods of coordinated control of urban artery traffic signals due to its obvious control effect,easy realization and low cost.Studying the green wave control methods will be beneficial to improve the overall traffic capacity of the road system and reduce the artery traffic load of the urban arteries.Most green wave control methods didn’t take into account the secondary road traffic demand at the intersection and the green time for pedestrian.So,a method for calculating intersection signal cycle and green time allocation based on the concept of non-coordinated phase saturation is proposed,and correct the phase green time and signal cycle of each intersection based on the shortest pedestrian crossing time.On this basis,the shortcomings of the traditional green wave are analyzed,the MAXBAND model is optimized by using the idea of the artery segmentation,and propose a genetic algorithm based on real number coding for offset optimization.Finally,taking Xinsha Road in Shenzhen as an example to compare and analyze the results of two scheme.The results show that the two schemes can achieve the same common bandwidth,but when the traditional scheme and the improved scheme acquire the same common green wave,the average bandwidth of the sub-green wave formed by the combination of intersections in the improved scheme is better than that of the traditional scheme.When the two schemes are simulated using VISSIM,the simulation results show that the vehicle delay and travel time of the proposed scheme are less than that of the traditional green wave,which proves the effectiveness of the scheme proposed in this paper.Key Words:Green wave;signal timing scheme;partitioned artery model;genetic algorithm; VISSIM simulation目录第1章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究意义 (1)1.3研究现状 (2)1.3.1国外研究现状 (2)1.3.2国内研究现状 (3)1.4研究内容与思路 (5)1.5主要创新点 (6)1.6研究方法 (7)1.7本章小结 (7)第2章城市交通信号控制的基本理论 (8)2.1交通信号控制的基本概念 (8)2.2干道交通信号协调控制方式 (12)2.2.1干道定时式协调控制 (12)2.2.2干道感应式协调控制 (14)2.2.3城市干道智能协调控制 (14)2.3城市交通控制评价指标 (15)2.3.1延误时间 (15)2.3.2平均排队长度 (16)2.3.3停车次数 (16)2.3.4通行能力 (17)2.4绿波带影响 (18)2.4.1行人对绿波带的影响 (18)2.4.2非机动车对绿波带的影响 (18)2.5本章小结 (18)第3章城市干线交叉口信号周期及绿灯时长分配 (19)3.1概述 (19)3.2传统绿波带公共周期及绿灯时长分配方法 (19)3.2.1传统绿波带公共周期确定 (19)3.2.2传统绿灯时长分配方法 (20)3.3改进的绿波带公共周期及绿灯时长分配方法 (21)3.4本章小结 (23)第4章基于协调相位绿灯时长约束的干线综合绿波带模型 (24)4.1传统的最大绿波带模型 (24)4.1.1最大绿波带基本模型 (24)4.1.2最大绿波带扩展模型 (26)4.2改进的综合绿波带模型 (28)4.2.1子干线权重 (30)4.2.2综合绿波带宽的获取算法 (31)4.3基于遗传算法的绿波带宽优化算法 (33)4.4本章小结 (36)第5章实例验证 (37)5.1研究概况 (37)5.2数据调查 (37)5.2.1交叉口现状 (38)5.2.2交叉口交通流量 (40)5.3信号控制方案设计 (42)5.3.1确定系统公共周期 (42)5.3.2确定各交叉口绿灯时长 (43)5.3.3确定相位差 (44)5.4绿波带比较分析 (45)5.5仿真及结果分析 (46)5.5.1仿真步骤 (46)5.5.2仿真结果分析 (47)5.6本章小结 (50)总结与展望 (51)参考文献 (53)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (57)致谢 (58)首都经济贸易大学硕士学位论文第1章绪论1.1研究背景交通是国民经济发展的动脉，交通问题的有效解决对于促进国民经济的整体发展有着重要的意义。
城市干道绿波协调控制方案设计
城市干道绿波协调控制方案设计摘要：针对学府大道早晚信号交叉口常处于饱和状态的现象，本文通过调查分析该路段基本交通情况，运用单点定时控制的配时方法，确定每一个交叉口所需的周期时长，选取关键交叉口并对其他交叉口的原有信号配时方案进行调整，再通过数解法算得相位差等参数，做出了在早高峰时段保障该路段自南到北主要流向的绿波带。
用VISSIM对该方案进行仿真评价，确保线控带宽设计更高效。
关键词：城市交通；交通信号控制；绿波带宽；干道协调控制1 交通现状说明城市干线绿波协调控制通过合理的协调干线上连续几个交叉口的相位差、绿信比等参数,从而达到减少干线车辆的停车次数、停车时长、车辆延误等目的[1]。
本文将以重庆交通大学对应主干道-学府大道(六公里公交站-七公里)为例，此路段从北向南依次有A、B、C三个交叉口。
对此路段中的交通量、信号配时、相位设置等做调查分析，并进行相应的城市干道绿波协调控制方案设计研究。
在7月2日早高峰(8:00-9:00)对研究路段进行交通调查。
采用手机录像和人工计数法等，调查统计出交叉口各进口道的交通流量，交叉口的交通控制现状等数据。
1.1交叉口状况A、B交叉口相距520米；B、C交叉口相距679米。
道宽24米。
A交叉口北进口和南进口道直行绿灯时长57s，黄灯3s，红灯52s；北进口掉头南进口掉头和左转绿灯时长为36s，黄灯3s，红灯73s；西进口左转绿灯时长10s，黄灯3s，红灯99s。
B交叉口北进口和南进口道直行和右转绿灯时长67s，黄灯3s，红灯32s；北进口和南进口掉头和左转绿灯时长为17s，黄灯3s，红灯83s；西进口直行、左转和右转绿灯时长10s，黄灯3s，红灯90s。
C交叉口北进口和南进口道直行绿灯时长77s，黄灯3s，红灯20。
1.2交通量统计分析对3个交叉口进行早高峰交通量调查，拍摄15min视频录像。
对数据统计并后期折算处理，得早高峰小时流量数据（摩托车折算小车系数为0.8，货车折算小车系数为1.5，大车折算小车系数为2）。
城市干道交通信号双向绿波控制设计方法
城市干道交通信号双向绿波控制设计方法【摘要】城市干道是疏解城市交通流的交通动脉，通过信号灯配时设计提高干道通行速度、减少车辆停车延误，对城区治堵保畅具有重要意义。
双向绿波协调控制技术是能够有效提高道路整体通行能力的信号控制技术。
本文针对复杂城市交通环境中经常采用的非对称放行方式下的干道双向绿波协调控制要求，提出基于MATLAB图解法的续进式双向绿波设计方法，通过合理相位设计，结合单路口信号配时需求，设计不同时段的双向绿波协调控制方案。
【关键词】协调控制；双向绿波；图解法随着社会经济的发展，城市交通压力越来越大，城市交通拥堵已严重影响城市的可持续发展。
治理城市交通拥堵是一个系统性工程，一方面需要通过新建道路、打通断头路等方式来提高城市路网的交通流总体承载容量；另一方面也可以通过科学的交通组织和交通控制来挖掘现有的道路通行潜力，提升交通运行效率。
交通信号控制是控制城市交通的重要方式，科学合理的信号相位和配时设计不仅可以提高单个路口的通行效率，同时也可通过信号灯联网协调控制，使车辆在道路行驶时得到连续的绿灯信号，从而在信号“绿波”状态下畅通地通过大量交叉口，这种方法称为信号“绿波”技术。
一、交通信号双向绿波设计方法研究交通信号绿波控制通常分为单向绿波控制和双向绿波控制两种。
单向绿波控制只能保证一个方向的车流一路绿灯通行，而另一个方向遇到红灯概率反而提高。
这种单向绿波较适合单行交通组织道路或潮汐流明显的路段，而真正能提高道路整体通行能力的需要采用双向绿波技术。
目前，设计双向绿波协调控制的常用方法有数解法、图解法、Maxband法以及Multiband法等。
其中，数解法是通过数值计算的方法，寻求最小偏移绿信比，求解协调控制配时参数；图解法是通过作图的方法，确定协调控制系统的公共信号周期与相位差；Maxband法和Multiband法均是通过建立绿波带宽度的线性规划模型，利用混合整数线性规划方法实现信号配时参数的优化求解。
干线绿波控制方案的制作过程
干线绿波控制方案是一种在道路交通中，由交通控制系统控制红、绿灯，来保证高速公路安全、高效的绿波通行措施。
绿波控制方案的制作过程非常复杂，要求具有专业的知识。
首先，要对道路网络进行详细测绘，收集道路上的各种信息，如路口、拐弯、单行道、双行道、交通灯等，对道路的宽度、长度、车流量、最大限速等进行统计，为绿波控制方案的制定提供参考数据。
其次，根据道路的信息，计算出合理的绿波控制时间，可以采用系统模拟的方法，从而得出最优的绿波控制方案。
第三，将模拟的绿波控制方案实施到实际道路上，要求对路口的灯柱、控制系统等都需要进行配置，使其与绿波控制方案相契合，以保证绿波控制方案的正常工作。
此外，要不断收集实际道路上的车辆、行人等信息，进行动态监测，以便及时调整绿波控制方案，保证道路交通的安全性和有效性。
最后，要对绿波控制方案的实施进行定期检查，检查绿波控制方案是否正常工作，并且及时根据道路实际情况进行调整，使绿波控制方案更加完善。
以上就是制作干线绿波控制方案的基本过程，它是一个复杂的过程，需要具备专业的知识和经验，才能确保绿波控制方案的有效性和安全性。
基于连续通行量的干线绿波协调控制方法研究_刘小明
波带宽内通过车辆数之差最小来体现正反两方向
绿波设计的平等性，又通过正反两方向绿波带宽内
通过车辆数相加之和最大，达到整体绿波带宽内通
过车辆数最大的目的； 另一方面通过反映双向交通
流重要程度不同的车流通过系数的加入，来体现双
向交通控制需求的差异． 在实际应用时，各路口车
流通过 系 数 可 以 根 据 实 际 道 路 交 通 需 求 来 设 定
第 12 卷 第 6 期
基于连续通行量的干线绿波协调控制方法研究
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v4 ———对应流量 qg1 的平均速度； W1 ～ W5 ———集散波波速； qg1 ———协调 相 位 排 队 车 辆 放 行 时 的 饱 和 流量； qg2 ———协调相位绿灯后期排队车辆消散完毕 后，车辆流出的平均流量； qr1 ———协调相位红灯前期衔接非协调相位排 队车辆驶出的平均流量； qr2 ———协调相位红灯后期衔接非协调相位排 队消散完毕后，车辆流出的平均流量； tg1 ———协 调 相 位 绿 灯 排 队 车 辆 消 散 完 毕 时刻； tr1 ———协调相位衔接的非协调相位排队消散 完毕时刻； C ———上下游路口共用控制周期； Tg ———上游路口协调相位绿灯时间； Tr ———上游路口协调相位红灯时间； Tgb ———同一周期内上游路口绿波起始时刻与 协调相位绿灯起始时刻间的时间差； Tge ———同一周期内上游路口绿波结束时刻与 协调相位绿灯起始时刻间的时间差． 从图 1 中可以看出，为达到绿波协调带宽内通 过车辆数最大的目标，需要首先求出相位差确定时 Tgb 与 Tge 的值． 结合图 1，本文给出 Tgb 与 Tge 的计 算方法如下： Step1 将上游路口各相位的绿灯时间根据流 量不同进行分段（ 如图 1 中的 qg1 、qg2 、qr1 、qr2 ） ， 确定各时间段内流量及对应的车辆平均行驶速度 大小（ 如图 1 中的 v1 、v2 、v3 、v4 ） ． Step2 在确定的相位差下，按上游路口 i 协 调相位绿灯时间内各时段对应的平均速度绘制虚 拟行驶线至下游路口 i + 1 ． Step3 在上述虚拟行驶线中搜索第一次在下 游路口 i + 1 遇到红灯的行驶线，标记该行驶线所 对应的下游路口 i + 1 红灯起始时刻为 t1，i+1 ，该行 驶线对应的上游路口 i 绿灯时刻为 tgbi ． Step4 从上游路口 i 所对应的 tgbi 开始后的一 个周期内，分别绘制各时间点对应的行驶线，同时 绘制各时间点行驶线在下游路口 i + 1 遭遇的集散 波波速线，从而确定 tm，i+1 ． Step5 判断上游路口 i 绿灯时间各时段内行 驶线是否通过 tm，i+1 所围成的区间； 如未经过，记录 第一条线对应上游路口 i 的绿灯时长 Tgb，i ，以及最
区域干线绿波协调控制建模与设计
区域干线绿波协调控制建模与设计
ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＭＡＸＢＡＮＤ ｃｏｒｅ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｗｏ ｎｅｗ ｍｏｄｅｌｓ：ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｅｍｐｔｙ ｔｉｍｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｈａｓｅ—ｂａｓｅｄ ｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈａｔ ｈａｖｅ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｖａｌｕｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｂｙ Ｃｈａｎｇ Ｗｕ Ｒｏａｄ ｅａｒｌｙ ｐｅａｋ ａｎｄ ｆｌａｔ
Ｉｎ ｆｉｎａｌ。ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｍａｋｅｓ ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｉＳ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｃｉｔｙ ｔｒａｆｆｉｃ；ａｒｔｅｒｉａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ；ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｗｏ—ｗａｙ ｇｒｅｅｎ ｗａｖｅ；ｓｔａｒｔｉｎｇ ｅｍｐｔｙ ｔｉｍｅ；ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｈａｓｅ；ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ； ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ
ｐｅａｋ．Ｔｈｅｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｄｕａｌ－ｃｙｃｌｅ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ，
ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ ｔｏ ｅｘｅｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｅｆｅｃｔｓ． Ａｆｔｅｒ ｔｈａｔ，ｏｎ ａｃｃｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｗｏ－ｗａｙ ｇｒｅｅｎ ｗａｖｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ ２０１０ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔｅｐｓ ｗｅｒｅ ｓｉｍｐｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ， ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｇｉｖｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｂｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｅｓｔ．
一种基于绿波带宽度最大化的干道绿波协调控制配时方法
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学位论文作者签名：屎辛ｂ
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江苏大学硕士学位论文
摘要
随着城市化进程的加快及机动车辆人均拥有率的增加，交通拥堵与过饱和已 成为制约城市化进程的重要因素之一。而城市干线道路作为城市交通网络中车辆 通行的大动脉，承担着车辆流通的主要负担。通过大规模的道路基础设施建设解 决现有的交通问题是不现实的。因此，提高现有道路的通行能力成为解决城市道 路设施负担过重的突破点。而采用先进的交通信号控制技术、实效的信号配时， 是提高现有路网的通行能力、减少停车率与延误的有效途径。本文在研究城市交 通信号协调控制系统的基础上，针对城市区域控制策略与干线协调控制技术进行 了深入的研究，主要工作包括：
区域干线绿波协调控制建模与设计
Ｈ
江苏大学硕士学位论文
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｕｒｂａｎｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｐｅｒ ｃａｐｉｔａ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ，ｔｒａｆｆｉｃ ｊａｍｓ ａｎｄ ｏｖｅｒ－ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｄｅｅｐｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｗｏｒｋ ｉｎｃｌｕｄｅｓ：
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｉｎｄｅｘ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｔｈｅ
３．重点研究了城市干线交通信号的协调控制优化模型，给出干线主要控制参 数的计算方法。分析了现有干线协调控制方法的特点，并针对其不足予以改进。 在传统ＭＡＸＢＡＮＤ核心模型基础上，提出两种新的模型：引入启动情况时间模型 和基于灵活相位模型。并通过常武路早、高峰与日平峰验证了它们的实效性，具 有一定的价值意义。对含双周期交叉口进行理论分析与建模，以实例验证其存在 一定的缺陷。
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目录
第一章绪论………………………………………………………………………………………………………１ １．１选题背景………………………………………………………………………１ １．２城市交通信号控制研究现状…………………………………………………２ １．３干线控制研究现状……………………………………………………………３ １．４研究内容及意义………………………………………………………………６ １．４．１研究内容………………………………………………………………．．６ １．４．２研究意义………………………………………………………………。７ １．５论文组织结构…………………………………………………………………．７
ｇｒｅｅｎ ｗａｖｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ． Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｕｒｂａｎ ａｒｔｅｒｉａｌ
ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｒｕｎｋ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｉｔｓ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｔｏ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ
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区域干线绿波协调控制建模与设计
ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＭＡＸＢＡＮＤ ｃｏｒｅ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｗｔａｒｔｉｎｇ ｅｍｐｔｙ ｔｉｍｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｈａｓｅ—ｂａｓｅｄ ｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈａｔ ｈａｖｅ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｖａｌｕｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｂｙ Ｃｈａｎｇ Ｗｕ Ｒｏａｄ ｅａｒｌｙ ｐｅａｋ ａｎｄ ｆｌａｔ
区域干线绿波协调控制建模与设计
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｔｒｕｎｋ Ｇｒｅｅｎ Ｗａｖｅ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
姓
２０１３年６月
独创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人 或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
４．针对本文提出的双向绿波协调控制模型特点，利用Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ ２０１０开发平 台设计了相应的计算软件，对软件系统的总体结构、设计原则以及开发步骤作了 简单描述，最后对软件进行功能测试并给予评价。
关键词：城市交通；干线协调；交通信号控制；双向绿波；启动清空时间；灵活 相位；相位相序；微观仿真；软件设计
Ｉｎ ｆｉｎａｌ。ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｍａｋｅｓ ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｉＳ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ．
ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｃｉｔｙ ｔｒａｆｆｉｃ；ａｒｔｅｒｉａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ；ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｗｏ—ｗａｙ ｇｒｅｅｎ ｗａｖｅ；ｓｔａｒｔｉｎｇ ｅｍｐｔｙ ｔｉｍｅ；ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｈａｓｅ；ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ； ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ
缘再口 学位论文作者签名：
山ｆ玉年乡月７日
学位论文版权使用授权书
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ｓｙｓｔｅｍ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．
Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｅｐｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｒｅａ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ．
Ｔａｋｉｎｇ Ｗｕｊｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｉｎ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ｒｅｇ＂ｏｎａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｒａｉｓｅｄ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｔｒａｆｆｉｃ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｒａｆｆｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ，ｔｈｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ａｄｏｐｔ”ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｏ ｌｉｎｅ，ｔｈｅｎ ｌｉｎｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ａｒｅａ”ｐｏｌｉｃｙ，ａｎｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｅｐ ｂｙ ｓｔｅｐ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｌｉｎｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ ｔａｋｉｎｇ Ｃｈａｎｇ Ｗｕ ｒｏａｄ ｆｏｒ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｌａｎｓ ｔｈａｔ ａ ｓｅｔ ｏｆ ａｌｌ—ｄａｙ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ－ｐｅｒｉｏｄ ｔｗｏ－ｗａｙ
ｐｅａｋ．Ｔｈｅｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｄｕａｌ－ｃｙｃｌｅ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ，
ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｗａｓ ｇｉｖｅｎ ｔｏ ｅｘｅｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｅｆｅｃｔｓ． Ａｆｔｅｒ ｔｈａｔ，ｏｎ ａｃｃｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｗｏ－ｗａｙ ｇｒｅｅｎ ｗａｖｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ
１．在研究交通信号控制理论基础上，给出了交通信号控制领域的主要指标参 数与相应的选用原则。另外还分析评价了目前几种典型的控制系统的建模过程、 配时优化和系统性能。
２．深入研究了区域协调控制的理论与方法。以常州市武进区区域协调控制为 研究背景，提出了区域协调控制整体设计方案。通过交通调查分析了该区域存在 的主要交通问题和控制难点，并提出采用“从面到线，连线成面’’的方针，按干 线的重要程度逐级协调控制。最后以常武路为例，给出具体的控制方案，制定了 一套全天候多时段干线双向绿波协调控制策略。
ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅｌ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ ２０１０ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｄｅｓｉｇｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔｅｐｓ ｗｅｒｅ ｓｉｍｐｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ， ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｇｉｖｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｂｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｔｅｓｔ．