Synchro交通仿真系统分析及应用
基于Synchro的信号交叉口渠化与信号配时案例分析
基于Synchro的信号交叉口渠化与信号配时案例分析引言随着中国社会经济的迅速发展和城市化进程的加快，机动车保有量也在急剧上升，交通拥堵问题成为人们关注的热点问题。
交通拥堵问题必引起整个交通系统的失调，给人们的出行带来延误，严重影响了人们正常的生活。
因此有关部门正加大力度进行交通管制，以提高交通设施的服务水平。
本文以北京市怀柔区税务局路口为研究对象，结合现状浅析信号交叉口渠化形式的设计。
一、路口现状该交叉口地处怀柔区南北主干道青春路与东西主干道南华街相交路口，青春路是南北方向的三条主干道之一，承担南北方向的交通量，南华街紧邻迎宾环岛，也承担着较大的交通量。
路口东北角是怀柔税务局，其它位置是小区。
该路口的三肢进口道比较均衡，都是主干道的一部分，第四肢进口道是小区的出入口，虽然交通量不大，但确实是一个不容忽视的进口。
该路口是一个比较特殊的信号交叉口。
该路口三肢进口道的车道数均为两车道，都是直左混行和直右混行车道:第四肢进口道为单行道;北进口机动车道宽度为3.5m，绿化带宽度3m，非机动车道为5m;东西进口的机动车道宽度为4m，非机动车道宽度均为5.5m，绿化带宽度为2m，南进口是单行道6m。
二、数据调查及分析该交叉口在高峰时期，东进口的直行和右转流量都比较大，左转流量较小;南进口的各流向的流量都比较小;西进口的左转和直行的流量比较大;北进口的左转和右转的流量比较大。
结合当前的流量现状，利用Synchro。
仿真软件进行优配时，分析结果如下：由上述信号配时评价表所示，当前的配时还能通过优化满足当前现状要求，不需要渠化也可以维持当前的交通运行状态。
但为筹建怀柔新城，创建示范工程，要根据当前的交通状况进行远景规划，通过对未来年2020年的交通预测，确定合理的渠化形式以及相应的信号配时方案。
三、渠化方案根据未来年的流量情况，东进口的直行和右转流量都比较大，左转流量较小，可考虑设置右转专用车道;西进口的左转和直行的流量比较大，右转的比较少，可以考虑设置左转专用道;北进口的左转的流量最大，其次是右转的流量，直行的流量比较小，可以考虑设置左转专用道。
Synchro_6_使用手册
Synchro 6 使用手册Synchro软件是一套完整的城市路网信号配时分析与优化的仿真软件；与“道路通行能力手册（HCM2000）”完全兼容，可与“道路通行能力分析软件（HCS）”及“车流仿真软件（SimTraffic）”相互衔接来整合使用，并且具备与传统交通仿真软件CORSIM, TRANSYT-7F等的接口,它生成的优化信号配时方案可以直接输入到Vissim软件中进行微观仿真。
Synchro软件既具有直观的图形显示，又具有较强的计算能力，能很好地满足信号配时评价的各项要求,其仿真结果对交通管理者具有极高的参考价值，是一套易学易用、能与交通管理与控制的专业知识密切结合的有效分析工具。
目前，Trafficware公司已推出Synchro 7版本,与Synchro 6相比，Synchro 7增加了不少新的功能。
教学要求：本课程将在《交通管理与控制》课程的基础上，通过学习Synchro软件的主要功能与其操作步骤，能以实例探讨来阐述此软件的使用方法与运算结果及其输出，并具备自行针对市区各类型路网的各种道路交通现状进行分析，掌握包括信号配时优化设计在内的各种交通工程改善方案及其仿真分析与评估的专业技能。
一、引言Synchro软件以城市道路信号系统作为分析对象，具备通行能力分析仿真，协调控制仿真，自适应信号控制仿真等功能，包括：1.单一交叉口/干道/区域交通系统的通行能力分析2.单一交叉口/干道/区域交通系统的现状服务水平分析3.单一交叉口/干道/区域交通系统的现状信号运作绩效评估4.单一交叉口的信号配时设计5.干道/区域交通系统的信号协调控制系统设计Synchro软件同时结合了道路通行能力分析、服务水平评估及信号配时设计等多项功能，且可同时适用于市区独立交叉口（十字形或T形、Y形）、干道系统与区域交通系统等多种道路几何类型。
此外，Synchro 在从事信号配时设计时，其配时优化目标的设定，除可沿用传统独立交叉口配时设计中所常用的最小化平均延误外，还加入了干道续进绿波带宽最大化的信号协调控制目标，同时还兼顾到交叉口相位设计的需要。
Synchro在交通控制与设计中的应用
引言城镇道路交通在现代社会经济发展过程中起着重要的作用，城市道路交通的良好发展，可以给社会带来巨大的经济效益，和社会效益。
19世纪60年代西方许多发达国家中的大型城市就出现了许许多多的严重的交通问题。
随着我国经济的迅速发展和城市化进程的加快，许多大中型城市机动车保有量急剧增长，城市交通需求和城市道路设施之间的矛盾日益加剧，城市交通问题已成为城市经济发展和经济增长中不可忽视的问题。
仅靠增加城市道路建设不能很好的解决城市的交通问题，尤其是在城市中心地带，大中型城市的路网密度已经相当大，而且已趋近于饱和状态！再加上社会对环境的重视程度越来越大，土地资源的限制，石油危机以及当时的财政状况等很多因素的影响；同时，在科学技术上，系统工程，计算机技术的成就，给交通管理系统提供了强大的技术支持。
所以，只有通过科学的交通管理与控制才是充分发挥路网通行能力的重要举措，才是解决城市交通拥堵问题的有效途径。
目前国内外交通管理部门都已将城市交通管理与控制放在提高城市经济发展的重要位置上，针对城市路网的拥堵问题，各种城市交通管理及控制系统都已经投入了使用，将对城市交通进行科学的管理和控制。
这些年，国内在城市道路交通方面的管理和优化中，城市道路交叉口进口道的信号周期时长和相位控制是对城市交叉口交通问题控制的手段之一。
对城市道路交叉口信号时长，绿信比和相位等的信号控制能很好的分配交叉口的各个进口道交通流，缓解城市道路交叉口的拥堵问题。
达到提高城市区域交通路网的控制和各个路网通行能力的运行效益的目的。
而城市内的交通问题都集中在交叉口地带，因此交叉口是一个城市交通问题的瓶颈地带，是城市解决道路交通问题的关键部位。
各种交通运动体（各种机动车流，非机动车流和行人流）在城市交叉口不断交叉，发生冲突不断地地分离，合并，让本来就很复杂城市交叉口变得使得更繁琐，交通状况更加的复杂，因此，现代城市的交通拥堵问题就集中表现在城市道路交叉口处，然而通过信号控制和优化提高城市道路交叉口的通行能力就成为解决城市交通道路交通拥堵问题的重要前提。
Synchro在交通管理与控制实验教学中的应用
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｙｎｃｈｒｏ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｗ Ｕ Ｗ ｅｉ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
学 中 心 面 向 交通 类 专业 开 放模 式 的研 究 与 实践 ” 作 者 简 介 ：吴 伟 （１９８７一 ），男 ，湖 南 长 沙 ，博 士 ，讲 师 ，主要 研 究 方 向 为 交
通 管 理 与 控 制 ． Ｅ—ｍａｉｌ：ｊｉａｏｔｏｎｇｗｅｉｗｕ＠ ｃｓｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
系统 、信号 配 时及仿 真过 程 、交 叉 口交 通控 制方案 优 化 在 线 Ｑ 学 习模型 等方 面都 有研 究成 果发 表［５ 。在 交 通管 理与 控制课 程 的虚 拟 实验 教 学 中 ，主要 应 用 的是 德 国 ＰＴＶ 公 司 的 ＶＩＳＳＩＭ 仿 真 系 统口 ］。ＶＩＳＳＩＭ 仿 真 系统 的不足 之处是 不 具备交 通 管理 与控 制方 案 的优 化功 能 ，学 生无 法 获取最 优 的控制 方案 。因此 ，部分 研 究人 员开 始 使 用美 国 Ｔｒａｆｆｉｃｗａｒｅ公 司开 发 的具 备 控 制方 案优 化 功 能 的 Ｓｙｎｃｈｒｏ仿 真 系 统 ，以获 得 最 佳 控 制效 益［１ ｎ］。然 而 ，这 些 研 究 主要 针对 某 个 具 体 问题 使 用 Ｓｙｎｃｈｒｏ仿真 系 统 提 出相 应 的解 决 方 案 ，在 实 验 教 学 的普 适 性和 可扩 展性方 面 仍有不 足 。
关 于交 通 管理 与 控 制 课 程 的 虚拟 仿 真 实 验 教 学 ， 国 内学者 进行 了较 多 的研 究 ，在 交 叉 Ｉ＝ｌ交 通控 制 仿 真
Synchro交通仿真设计
报告题目基于Synchro软件的南汇新城局部路网仿真姓名：杨红波指导老师：刘兰辉学院：交通运输学院专业：交通工程基于Synchro软件的南汇新城局部路网仿真报告一、实验目标：1．学会对含有多种控制方式的城市道路进行仿真的操作分析方法；2．对所仿真的局部路网发现其存在的交通问题并基于仿真结果提出改善建议；3. 对所学习的交通仿真理论有更加深刻的认识，加深对交通仿真的理解。
二、南汇新城局部路网交通现状及问题分析：图2-1 局部路网图本练习仅对其中四个交叉口进行建模分析，具体为由沪城环路-古棕路-环湖西三路-海港大道所构成的局部路网。
具体交叉口编号如上图所示。
各个交叉口的流量如下表所示： 交通量分布表：表2-1 1号交叉口交通量分布3421表2-2 2号交叉口交通量分布表2-3 3号交叉口交通量分布表2-4 4号交叉口交通量分布交叉口信号参数：表2-5 交叉口信号配时表本练习重点掌握Synchro的配时方法，对四个交叉口统一采用上表中所列的信号参数。
存在问题分析：上海市南汇新城交通量整体较小，交叉口普遍较大，在信号控制交叉口，其信号周期亦整体偏大，会在一定程度上增加车辆的延误时间。
三、具体建模步骤演示：首先完成底图的导入和距离的测定：完成路网的绘制：完成各个交叉口流量的输入：完成路段车道宽度及进口道展宽的设置：根据表2-5完成交叉口四相位信号配时的设置：完成仿真报告的输出：四、仿真结果分析及改进意见：从上图的Total Network Performance的输出结果可以看出，此局部路网的单车延误达到24.1s，单车平均停车次数为0.97次，平均速度为35Km/h，此路网为城市主干路网，显然，35Km/h的平均车速偏低。
建议将海事大学三号门及其南侧交叉口改为两相位控制，并且适当缩短其信号周期长度，因为相位越多，灯时损失越多，周期越长，通行效率越低，通行能力小；而相位越少，交叉口的通行效率越高，并且在交通量较小的情况下不会导致交叉口车流秩序混乱。
基于synchro的干线协调控制及优化
基于synchro的干线协调控制及优化随着交通拥堵问题的不断加剧，干线道路的协调控制及优化成为了重要的研究领域。
在交通管理中，synchro是一种常用的软件工具，用于进行路口信号控制系统的设计和优化。
本文将介绍基于synchro的干线协调控制及优化方法，并探讨其在实际应用中的效果和局限性。
一、干线协调控制的定义和意义干线协调控制是指对干线道路上的交通信号进行协调调整，以便优化交通流量和减少交通拥堵。
干线道路通常是城市中主要的交通路段，承载着大量的车辆流量。
通过对路口信号进行统一的设置和优化，可以有效提高干线道路的通行效率，减少路口的停车等待时间，提高交通运输的效益。
干线协调控制的意义在于有效应对城市交通拥堵的问题，提高道路的通行能力，减少人们的出行时间，提高交通的运输效率。
合理的干线协调控制可以减少交通事故的发生，提供人民群众的出行便利，促进城市经济的发展。
二、synchro软件的基本介绍synchro是一款广泛使用的交通信号优化软件，可用于进行干线道路的协调控制。
它能够根据道路的交通流量、车速、拥堵程度等信息，自动计算出最佳的信号配时方案，并提供相应的优化建议。
synchro可以通过输入道路的基本信息、交通流量数据等参数，模拟出不同信号配时方案的效果，并生成优化的协调控制方案。
该软件还可以提供交通流模型、信号配时表、交叉口图等详细信息，方便交通管理部门进行实时监控和调整。
三、基于synchro的干线协调控制方法基于synchro的干线协调控制主要包括以下几个步骤：1. 数据收集与分析：采集干线道路的交通流量、车速等数据，并进行统计分析，确定道路的交通状况。
2. 建立交通流模型：根据收集到的数据，利用synchro软件建立交通流模型，模拟干线道路上的车辆行驶情况。
3. 信号配时优化：根据交通流模型的结果，通过synchro软件进行信号配时方案的优化。
根据道路的交通流量和车速情况，合理地设置信号相位、周期和绿灯时间等参数，以提高路口的通行能力。
SYNCHRO中文简体教程
SYNCHRO 时制分析软件之教学与应用1何志宏1.成功大学交通管理科学系教授联络电话：06-2090740，传真：06-2090741，电子邮件信箱：chho@.tw摘要SYNCHRO 软件乃是目前风行于国际上的一套完整的都市路网信号配时绩效分析与时制设计最佳化的优异软件；它既可与最新的”公路容量分析手册〈HCM〉”完全兼容，又可与”公路容量分析软件〈HCS〉”及车流仿真软件〈SimTraffic 〉”相互衔接来整合使用，故诚为一套不可多得的交通工程实务从业人员的有效分析工具。
有鉴于国内政府单位之交通工程业务承办人员往往必须经常面对层出不穷的市区路网交通运作绩效不彰与系统信号配时绩效低落等诸多疑难课题，却常苦无便利可用之分析评估工具起见；本课程之规划即在于搭配其它相关之信号配时设计课程，自SYNCHRO 软件之简介开始，深入浅出的介绍SYNCHRO 软件的各种功能与其操作步骤，最后再以实例探讨来阐述此软件之使用方法与运算结果之输出与呈现。
深切期望参训学员于研习完成后，得以具备自行针对市区各类型路网的各种道路交通实务课题从事现况运作绩效之分析，以及包括信号配时最佳化设计在内之各种交通工程改善方案之仿真分析与评估的专业技能。
一、引言近数年来，风行国际交通工程与交通控制实务界的SYNCHRO 软件，乃是一套以市区号志化路网作为分析对象之多功能先进号志运作绩效分析与时制设计软件；其所具备之主要功能包括：1.单一路口/干道/网络系统之容量分析作业2.单一路口/干道/网络系统之现况服务水平分析作业3.单一路口/干道/网络系统之现况号志运作绩效评估作业4.单一路口之信号配时设计作业5.干道/网络系统之号志连锁时制设计作业SYNCHRO软件由于同时结合了道路容量分析、服务水平评估及信号配时设计等多项功能，且可同时适用于市区独立路口、干道系统与网络系统等多种道路几何类型，故问世迄今已广为世界各国的交通工程师所乐用。
Synchro---交通信号协调及配时设计软件
Synchro 交通信号协调及配时设计软件一、引言Synchro——交通信号协调及配时设计软件是美国Trafficware 公司根据美国交通部标准HCM规范研发的，该标准中的参数是根据汽车性能、驾驶员的行为习惯、交通法规等设定的，计算得出的某些结果(如延误时间、服务水平、废气排放等)，作为方案比较的相对参数，具有重要参考价值的，信号配时也非常合理。
Synchro是进行交通信号配时与优化的理想工具，具备通行能力分析仿真，协调控制控制，自适应信号控制仿真等功能，并且具备与传统流行交通仿真软件CORSIM，TRANSYT一7F，HCS等的接口，其简单易懂，具有很高的工程实用价值。
Synchro——交通信号协调及配时设计软件包含的组件有：Synchro，SimTraffic，SimTraffic CI，3D Viewer，Warrants。
目前，Trafficware公司已推出Synchro 7版本。
同Synchro 6相比，Synchro 7增加了一些不错的新功能，但却不会使你操作起来感觉陌生：例如，现在你在Synchro内就能察看整个路网的几何布局，直接在地图侧边栏（map sidebar）上就可以编辑所有数据，同时还可以使用多位图（multiple bitmaps）创建背景图像。
SimTraffic 7内置SimTraffic CI，赋予用户更多控制权。
现在，你可以指定道路详细的几何特征及探测器布局，以及显示探测器的位置。
同时你只需轻轻一点，就可利用附加的3D观看器以三维视图查看所有事物。
3D Viewer 7是美国Trafficware公司开发的一个具有革新性意义的插件，用户只需轻轻一点，就可从SimTraffic 7中直接生成三维场景，生成的视图场景接近真实场景。
Warrants 7是一个简便易用的软件模块，可以帮助交通专业人士决定在一个交叉口是否需要交通信号灯。
Warrants 7可以一次评估整个交叉口网络，获取每个交叉口的时间段交通量。
交通软件Synchro
目前，城市交通己经成为全社会普遍关注的焦点。
道路网作为城市交通的基本服务设施，主要包括交叉口与路段，其服务性能的好坏直接影响到城市交通的正常运转。
城市道路交叉口是道路系统的重要组成部分，各条道路在交叉口相互连接构成路网，以沟通各方向的交通需要；同时道路网络中各种类型的交通流在此汇集通过、分流转向，可见交叉口是道路网络的关键节点。
不过，交叉口也是交通堵塞和交通事故的多发地点。
道路系统的运输效率、交通安全、通行能力、服务水平对环境和能源的影响等在很大程度上取决于交叉口的服务能力。
城市道路平面交叉口中最为常见的控制手段是信号控制，其中单个交叉口的信号控制是交通控制系统的基础。
对城市道路交叉口实施合理的信号控制，是提高交叉口交通安全和交通效率、减少延误的有效手段，有利于解决日趋紧张的城市交通问题。
1、T型交叉口信号配时优化的提出T型交叉口在我国城市中非常普遍，是城市用地沿主干道两侧无序发展的直接产物。
随着城市的不断发展，土地开发强度的不断增加，这种发展模式逐渐暴露出一系列的交通问题，主要表现在：a）主干道两侧支路过多，支路与主干道接驳处交通组织混乱；b）主干道机动车流因频繁受到过街行人的干扰，而车速低、延误大；c）行人穿越车流间隙过街，存在严重的安全隐患。
目前我国T型交叉口的控制管理方式一般有两种：一是对道路及交叉口的改造；二是根据几何形状及交通状况，对交叉口进行优化设计。
相比之下，交叉口的改造耗费大量人力、财力，且对道路空间的要求很高，一般难于实施；而信号优化设计简便易行，如设计得当，能有效地提高交叉口的通行能力和服务水平。
交通信号优化是智能交通系统研究中的难点，也是进行交叉口有效控制的研究重点。
目前国内有关T型交叉口的研究大多针对其交通流特征。
本文将主要参照国内外研究成果，分析这种特殊道路结构的形态，以典型T型信号交叉口信号控制为研究对象，结合Synchro交叉口微观仿真软件分析信号配时的合理性，并进行信号配时优化。
交通仿真用synchro课程设计
交通仿真用synchro课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解交通仿真的基本概念，掌握Synchro软件的操作流程；2. 学习交通流理论，了解不同交通信号控制方法对交通流的影响；3. 掌握基本的交通数据采集、处理和分析方法。
技能目标：1. 能够运用Synchro软件建立简单的交通仿真模型；2. 学会使用Synchro软件进行交通信号优化，提高交通流效率；3. 培养实际操作中解决问题的能力，包括数据分析、方案设计等。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对交通工程领域的兴趣，激发其探索精神；2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通、协作能力；3. 提高学生对我国交通事业发展的认识，培养其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论教学与实际操作，旨在提高学生的实际应用能力。
学生特点：学生为高年级本科生，具备一定的专业知识，具有较强的学习能力和动手操作能力。
教学要求：课程要求学生在掌握基本理论知识的基础上，注重实践操作，培养解决实际问题的能力。
教师需关注学生的学习进度，提供个性化指导，确保课程目标的达成。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际交通仿真项目中，为我国交通事业发展贡献自己的力量。
二、教学内容1. 交通仿真基本概念：介绍交通仿真的定义、分类及应用场景，使学生了解交通仿真的重要作用。
2. Synchro软件操作：讲解Synchro软件的界面、功能及基本操作方法，指导学生熟练使用软件。
- 软件安装与启动- 界面布局与功能介绍- 建立与编辑交通网络3. 交通流理论：学习交通流的基本参数、流量-密度关系以及交通波理论等，为后续仿真分析奠定基础。
4. 交通信号控制：介绍常见的交通信号控制方法，如定时控制、感应控制等，分析其对交通流的影响。
- 定时控制原理与设置- 感应控制原理与设置5. 数据采集与处理：学习如何采集交通数据，掌握数据处理和分析方法，为优化仿真模型提供支持。
基于Synchro系统的交叉口信号协调控制仿真——以秦皇岛市河北大街西段为例
基于Synchro系统的交叉口信号协调控制仿真——以秦皇岛市河北大街西段为例王鹏飞;李政;李双喜;康晓昱;梁小霞;李宁【摘要】基于对秦皇岛市河北大街西段道路与交通条件的调查，指出其中存在一些影响信号协调控制的问题：（1）各交叉口间距参差不齐，（2）信号灯配时协调性差，（3）交通量及其构成多变，（4）过街行人较多，并提出了相应的解决方案。
最后，应用Synchro系统对各交叉口的信号周期与相位差进行优化，并对协调控制实施前后的交通状况进行了仿真实验。
结果为实施信号协调控制之后，河北大街西段各交叉口的服务水平均显著提高。
另外，对协调控制的两种模式进行了对比，并建议在河北大街西段处采用感应协调控制模式。
%Based on the investigation of the road and traffic state of each intersection in the Western Sections of Hebei Avenue in Qinhuangdao, this paper points out a series of serious traffic problems at some intersections, such as （ 1 ）irregular intersection spacing; （2） poor coordination of signal timing; （ 3 ） varied traffic flow and traffic constitute; （4） more pedestrian, and proposes relevant solutions. Finally, this paper uses Synchro system to optimize public cycle length and offset of each intersection, and simulates the present situation and the coor- dinate controlled situation and compares the two results. After coordinate controlling, the level of service of each intersection in the Western Sections of Hebei Avenue may be improved obviously. Furthermore, this paper com- pares two coordinate control schemas, and advises that the actuated-coordinated control should be implemented in Western Sections of Hebei Avenue.【期刊名称】《河北科技师范学院学报》【年(卷),期】2012(026)002【总页数】7页(P1-7)【关键词】信号交叉口;感应协调控制;秦皇岛市;河北大街西段【作者】王鹏飞;李政;李双喜;康晓昱;梁小霞;李宁【作者单位】河北科技师范学院城市建设学院,河北秦皇岛 066004;河北科技师范学院城市建设学院,河北秦皇岛 066004;秦皇岛市交通运输局;河北科技师范学院城市建设学院,河北秦皇岛 066004;河北科技师范学院城市建设学院,河北秦皇岛066004;河北科技师范学院城市建设学院,河北秦皇岛 066004【正文语种】中文【中图分类】U491.511目前，关于交通信号协调控制的研究主要集中在公用周期与相位差优化的方面上，例如:传统的绿波带设计方法［1］，进口单独放行方式下的绿波带设计方法［2］，基于模糊控制技术的绿波带控制技术［3］，基于驾驶员感知的信号相位顺序优化方法［4］等。
Synchro系统在绿波信号控制中的应用
Synchro系统在绿波信号控制中的应用摘要:基于Synchro系统与理论模型的差别分析,提出了在实际道路与交通状况下制定绿波信号控制方案方面,前者明显优于后者的结论。
最后以秦皇岛市河北大街中段为对象,对影响绿波信号控制的若干问题点进行改善之后,应用Synchro系统进行了配时优化与仿真实验,其结果为各交叉口的服务水平均显著提高。
关键词:Synchro系统绿波信号控制仿真实验秦皇岛市河北大街1 研究背景随着工业化和城市化在全世界的发展,许多城市都面临着日益严重的交通拥堵问题。
而在城市道路网中,最易发生交通拥堵的地方就是交叉口,若能有效的提高交叉口的通行能力则会在很大程度上解决城市交通拥堵问题。
将干道上连续若干个交叉口的交通信号通过一定的方式连接起来,同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案,各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行,使车辆通过这些交叉口时,不致经常遇上红灯,称为干线交叉口信号协调控制,也叫做绿波信号控制[1]。
1.1 绿波信号控制的理论模型目前,关于绿波信号控制的理论模型主要集中在信号周期与相位差的优化算法上。
主要有图解法[2]、进口对称放行[3]、进口单独放行[4]算法等。
而上述理论为了简化计算与分析,大都基于固定车速、单一车种、无过街行人、无转弯车辆等与现实相差较远的假设,而这常导致理论计算所得到的绿波信号控制方案在实际中无法收到良好的效果。
因此,本文针对秦皇岛市河北大街中段的实际道路与交通状况,使用具有交通仿真功能的、专门对信号配位配时进行优化的Synchro系统对绿波信号控制方案进行制定。
1.2 Synchro软件系统Synchro系统是由美国Trafficware公司开发的,以HCM2000为基础的信号配时优化的交通仿真软件[1]。
专门用于信号配位配时优化、干线或区域协调控制方案的制定,并可以对方案给出相应的评价。
另外,其运算速度快,采用自由设定步长的穷举法能够在较短时间内对较大的路网给出信号配时优化方案。
Synchro交通仿真系统介绍及应用
作者： 郭牧;张立东
作者机构： 山东省计算中心
出版物刊名： 科学与管理
页码： 85-88页
主题词： 道路;节点;交通网络;交通延误;交通仿真;Synchro仿真系统
摘要：深刻剖析了Synchro系统的仿真建模思想，包括交通网络的构建，智能车辆的属性、发车方式及驾驶员属性，信号控制方案的设计思想，性能评价指标的计算公式，仿真结果的报告生成，并在此基础上，对济南市经十路与舜耕路路口的实际交通流进行了实例仿真，进一步说明了其使用方法及实际工程效用。
该文以期通过该分析与实例，增强使用者对系统的理解认识，从而能更好的利用该软件进行交通仿真。
交通仿真实验报告
交通仿真实验报告——SYNCHRO完成人：学号 06046116 姓名：王璨（资料整理）学号 06056118 姓名：郗阳（分析优化）学号 06541117 姓名：栾珊（PPT制作）引言随着城市经济社会的不断发展，交通需求与供应之间的矛盾越来越突出，道路交通拥挤情况越来越严重，而在交叉口处“瓶颈”现象也日益突出。
因此如何使车辆、行人迅速便捷地通过交叉口，是提高城市交通运行效率的关键。
在交叉口除了通过信号灯等交通管理手段对车辆、行人进行控制外，交叉口渠化设计对于提高道路、交叉口的通行能力，缓解交通阻塞，降低事故等都具有很大的现实意义。
交叉口的渠化设计方法，正是在这种背景下产生并发展起来的。
渠化设计具有投资少，见效快，极大地提高道路网络运输效率等优点。
因此渠化设计已经越来越受到欢迎，但每个城市有各自的交通特点，同时各交叉口的情况又不尽相同。
如何根据成都市具体情况，用渠化方法设计出具有成都特色的交叉口正是本文探讨和研究的重点。
一、现状描述1、仿真地点：左家庄西路交叉口2、道路属性：进口道车道宽：3m出口道车道宽：3.5m南北进口非机动车道宽：7m（有路侧停车）中央分隔带：南北方向——栅栏式东西方向——双黄线道路限速：东西南北——30km/h南北进口局部拓宽段长：40m3．交通流参数：交叉口早高峰进口方向南（N）* 北（S）* 东（W）* 西（E）* 流向左直右左直右左直右左直右流量200 440 70 290 380 65 57 260 58 80 280 74 高峰小时0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93系数排队长度59 77 95 62 58 72 延误37 15 186 13 13 15 大车比例：1 %4．信号配时现状周期：60s二、问题分析根据左家庄西路交叉口的实际数据，用SYNCHRO软件进行了仿真实验，发现其主要存在以下几个问题：1、高峰时段北进口左转车流量大与南进口道直行车流冲突严重。
Synchro路口仿真训练
使用Synchro制作一个路口并进行仿真胡金戈Synchro软件的操作风格比较直观，建立道路以及交叉口都类似于画图或者模拟城市游戏。
当两条道路相交时，会自动生成交叉口。
使用相应的按钮工具，可以道路可以增加节点，也可以绘制弯曲的道路，以达到尽量符合道路实际情况的目的。
每条道路可以在交叉口入口处设置车道特性，即进行车道数量以及方向分类的设置。
另外，对于道路名称、车道宽度、行驶限制也可以进行设置。
在设置道路车道之后，点击相应的交叉口入口道旁的方向箭头即可以输入测得的交通量信息。
其中，周期长度包括各相位的绿灯和黄灯时间，不包括红灯时间。
除去最简单的十字交叉口四相位信号控制外，复杂控制、多交叉口统一控制或者复杂路口的控制需要使用Phasing Window中的Ring-and-Barrier-Designer。
以制作江南大道昌岗路交叉口复杂信号控制为例，具体操作方法如下：1、使用Add Link按钮绘制道路，自动生成交叉口，在Land Window中设置交叉口各方向的车道分配情况，以符合实际情况；2、选中交叉口，在Volume Window中编辑各方向交通量（在Timing Window中也可以编辑）；3、然后进入Phasing Window，在窗口左侧一栏Controller Type选择符合实际的信号控制方式，然后点击顶部的Options按钮，选择其中的Ring-and Barrier-Designer选项；4、根据测量数据，该路口一个信号周期中有6个不相同的小区间组成，则应设置6个区间，具体做法是在打开的窗口中的Ring A一栏里的每一格分别填上1~6，如下图所示；5、确定后，进入Timing Window，在Protected Phrases一栏中设置信号控制，具体的做法是：该方向该车道的车在以上那个小区间内被放行，则在该栏中输入之前设定的编号；如果该方向该车道的车载几个不同的小区间内被放行，则以空格为间隙输入这些小区间的编号，例如输入“1 2 6”；如下图所示：6、全部输入完毕之后，在窗口下方会自动生成区间相位示意图，但不一定准确。
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Synchro交通仿真系统分析及应用引言Synchro4仿真软件是进行交通信号配时与优化的理想工具,具备通行能力分析仿真,协调控制仿真,自适应信号控制仿真等功能,并且具备与传统交通仿真软件CORSIM, TRANSYT-7F,HCS等的接口,其简单易懂,具有很高的工程实用价值。
该文借鉴文献的思想,首先对Synchro系统的仿真建模思想进行深刻剖析,然后针对济南市经十路与舜耕路路口,进行了实例仿真,进一步阐明其应用方法。
1 交通网络的构建1. 1 元素及属性Synchro系统交通网络的构成元素主要有两类:圆形节点和线段,其中节点代表路口,线段表示路段(街道)。
Sychro为每个路口定义有如下属性:标识号( ID),隶属区域(Zone),周期时常(Cycle Length),控制器类型(ControllerType),位置坐标(X,Y)。
每个路段具有如下属性:道路名称(StreetName),路段双向行驶速度(Link Speed),路段双向长度(LinkDistance),及车道数。
为方便对多个路口实现相同的控制方案设计, Synchro规定可以将几个路口的组合定义为一个区域(Zone)。
Synchro提供有相应的对话框,可以方便的实现各个属性的设定。
1. 2 普通交通网络的绘制Synchro有简单的操作按钮和菜单,可以方便的绘制出所需的交通网络图形。
1. 2. 1 路口的绘制Synchro并没有提供直接绘制路口的命令和按钮,借助于绘制路段时产生的交叉点自然产生路口。
路口的编号是根据其产生的先后顺次排序。
但需注意,两路段首尾相接,不能产生路口,只能形成转折路段,而且转折点路段的形成也应遵循一定的角度规则。
1. 2. 2 路段的绘制Synchro中对普通路网路段的绘制相对简单,可通过按钮(Add Link)或快捷键(Ctrl+A)生成绘图命令,然后用鼠标拖动即可,路段的长度及坐标可通过路段属性对话框另外修改。
根据路段在交通网络中连接的路口的性质,可以分作三类:内部路段,外部路段和转折路段。
内部路段是连接两个信号控制交叉口的路段;外部路段指一端为交通断面的路段;转折点路段指的是具有一定曲率的路段,即现实中存在的具有一定弧度的路段,在Synchro中是通过转折点(Bend)的概念来实现的,转折点(Bend)是一类特殊的无信号控制交叉口,该交叉口无需设置交通量、车道及配时参数。
1. 2. 3 车道的绘制针对路段的三种分类,其相应的道路绘制也遵循不同的原则:内部路段的道路数主要根据其两端路口的相位划分来决定,通过设置LaneW indow对话框中的Lanes and Sharings(#RL)便设定了内部路段的车道数;外部道路的车道数设定分上行车道数和下行车道数,上行车道数是由相连的信号控制交叉口的相位设计决定,下行车道数可由路段属性对话框中的Travel Lanes参数设置;具有转折点的路段,以转折点处截断作为划分,如果路段不与信号控制交叉口相连,则系统在路段属性对话框中提供双向TravelLanes参数的设置,而与信号控制交叉口相连的路段,则以类似于外部路段方式设置车道数。
2 仿真车辆2. 1 车辆的种类Synchro中的仿真车类型主要分作小汽车、卡车、公共汽车和合乘车四类。
每一类型的车辆又分别设计有几种子类,具体不再赘述。
2. 2 车辆的产生方式Sychro中车辆的产生方式主要有两个特点: (1)按照设定的产生概率随机产生,即通过设置各类车型的产车概率,网络将按照该值产生相应的车辆实体; (2)一次产生,循环运行,即车辆产生后,若驶出交通网络,在之后的某个时刻将再次随机于路网某个断面处产生,其ID值不变。
2. 3 车辆的属性系统为每个车辆实体设定了如下属性:车辆ID、最大车速(mph)、最大加速度(ft/s^2)、车辆长度(ft)、车辆宽度(ft)、平均载客数。
仿真过程中,通过点击相应车辆可察看具体车辆的ID、车辆类型、驾驶员类型、上下游路口节点编号、即时距停车线的距离、下一路口的转向、次下一路口的转向、即时车速、即时加速度、当前所在车道等相关参数。
2. 4 驾驶员属性根据驾驶员的驾驶特性,如保守型驾驶员,冒进型驾驶员等,Synchro共定义了10种类型的驾驶员,主要分类属性参考参数包括黄灯反应时间、速度系数、礼貌度系数、绿灯反应时间、车头时距、车头间距等。
另外, Synchro提供了相应的接口对话框,用户可以自行定制仿真车及驾驶员。
3 交通信号控制的设计思想3. 1 控制方式Synchro系统提供了两种设定控制方式的接口,其一是通过TIMING Window;其二通过PHASING Window。
Synchro系统感应控制方式主要有:(1)半感应-不协调式:主干道相位绿灯时间总保持最大值,次干道相位感应控制且可以跳过。
(2)全感应-不协调式:所有的相位都是感应式,且可被跳过或早断。
(3)全感应-协调式:该种方式下,控制器以固定周期运作。
次干道相位为感应式且可被跳过或早断,且任何空余时间均被赋予主干道相位使用。
3. 2 信号定时配时算法3. 2. 1 周期配时算法Synchro系统采用韦伯斯特周期计算公式进行最优周期值的计算。
即:其中:C0=最优周期时长,单位:秒;L=周期损失时间,单位:秒;Xi=相位i的饱和度。
Synchro系统允许通过对话框接口自主输入相应的周期值。
3. 2. 2 绿信比确定算法Synchro提供了相应的接口,允许自主设定各个相位的绿信比;在优化操作时,系统根据流量比进行绿信比的划分。
3. 2. 3 相位转换间隔时间的确定算法即黄灯时间和红灯时间之和,计算公式如下:其中:Y+AR=黄灯时间与红灯时间和;T=司机反应时间,单位为秒,一般取1. 0秒;V=进场速度,单位英尺/秒;a=减速率,单位英尺/秒,一般取10英尺/秒;W=路口宽度,单位英尺;L=标准车辆长度,单位英尺,一般取20英尺;gr=道路等级,以%表示(上坡为正号,下坡为减号)3. 2. 4 相位相序的设计Synchro中给出了两个概念:环(Ring)和栅栏(Barrier)。
环是描述按照一定顺序出现的一系列冲突相位的,分作单环,双环和多环。
Synchro提供的设置接口在PHASING window下的Ring and Barrier Designer 对话框里,通过设置相应的相位编号便可实现不同的相位设置方案。
栅栏又称作兼容相位队列,它是在一个所有环都互锁的多环控制器单元的首选顺序的参考点。
3. 3 感应信号配时算法3. 3. 1 检测器的设置及使用Synchro中提供了四种基本的检测器设置方案,分别是SGTLDA(长检测区域短间隔设置方式), NDSB(停车线无检测器方式),CODSB(停车线检测器只响应式设置), T3DSB(停车线3型检测器设置)。
另外,还有一种SED(系列扩展检测器设置方式)。
3. 3. 2 感应控制原理见图1,其中各参数意义如下:图1 感应控制绿灯信号调节示意图Gmin———初期绿灯时间,Gmax———绿灯极限延长时间Ttest———绿灯延长步长;Gw———步行时间;Gwc———行人清空时间;Ty———黄灯时间;TR———红灯时间;●感应控制器即时作用时刻感应信号调节的工作原理如图1所示,可描述为:感应控制器预设初期绿灯时间(Gmin)和绿灯极限延长时间(Gmax),控制器运行到初期绿灯时间结束时,根据检测器测到的交通流数据实时控制绿灯的变化。
如果在一个预置的时间间隔内无后续车流到达,则变换相位,如检测到有车辆到达,根据检测得到的车辆数多少,改变绿灯延长时间,若总绿灯时间超过极限延长时间(Gmax)则强行转换相位。
3. 4 信号优化方案3. 4. 1 优化逻辑Synchro系统包含一系列的优化函数,以单路口为例,其优化逻辑步骤如下:Step1:进行单个路口的信号配时,优化绿信比和周期时长;Step2:交通网络子区划分,将整个交通网络划分为多个子系统(可选);Step3:优化周期时长;Step4:优化相位差和相位顺序;3. 4. 2 路口周期时长优化思路Synchro把交叉口可独立运行的最小可接受周期时长定义为自然周期长度,该值满足下列三个条件之一:A、能够放行关键百分比车流的最短周期时长;B、具有最小性能指标的周期时长,如果该最小性能指标周期小于A中的周期,该种选择主要用于路口车流过饱和的情况;C、若无周期能满足放行关键百分比交通量,但是较短周期时长能够实现令人满意的v/c比率,则可以采用该较短的周期时长。
3. 4. 3 路口绿信比的优化思路优化绿信比时, Synchro首先给出足够的绿信号时间以满足90th百分比的车道组流量,如果没有足够的周期时间满足要求,则尝试满足70th百分比的交通量需求,然后是50th百分比流量要求。
3. 4. 4 相位差优化思路由于相位差牵涉到多个路口之间的协调,所以在Synchro中称为网络相位差(Network Offsets),且Synchro规定必须在周期时长确定之后,才能进行相位差的优化操作。
4 控制方案的性能评价指标介绍Synchro中几个主要的性能指标的计算方法。
4. 1 停车延误Synchro提供了两种延误计算方法供选择,分别是韦伯斯特法和百分比法,其计算公式分别如下:4. 1. 1 韦伯斯特延误计算公式Synchro沿用的是美国公路局1997年的《公路通行能力手册》中的计算公式其中:PF=协调延误/非协调延误,称作步进系数;D3=冗余需求延误,由仿真分析起始现存队列引起,该参数在Synchro中并不使用。
C=周期时长(单位: s)T=分析间隔,单位:小时, Synchro中一般取0. 25;g=有效绿灯时间(单位: s)X=交通量与通行能力之比, (v/c)c=通行能力(vph)k=增量延误系数,取决于控制器性质,对定时或近饱和控制器,一般取0. 5;I=上游交通量过滤系数,对孤立路口取1. 0;4. 1. 2 百分比延误计算公式Synchro采用了五种百分比场景,即90th, 70th, 50th, 30th和10th。
以90th百分比场景为例,所谓90th百分比场景即如果观察100个周期, 90th场景为第90个最繁忙的周期,余者依次类推。
其中: (P=10, 30, 50, 70, 90)D1=平均百分比延误;VDP=Pth每小时百分比车辆延误;vP=Pth百分比流率(vph),其计算公式如下(见表1),4. 2 停车次数计算思想Synchro中停车次数的计算类似于停车延误的计算,其主要通过统计车辆延误来计算停车车辆数。
Synchro规定小于10秒延误的车辆并不完全停车。
具体参数参见下表2。