基于VISSIM的交叉口信号配时优化研究

基于VISSIM的交叉口信号配时优化研究

潘思成

重庆交通大学 交通运输学院 重庆 400041

摘要：近年来，我国机动车保有量急剧增加，城市道路交叉口在早晚高峰时期拥堵不堪，交叉口信号配时方案在一定程度上决定了交叉口通行能力。本文以西安市雁塔北路与友谊东路交叉口为例，对其信号配时进行优化，在韦伯斯特配时法的基础上引入搭接相位优化方法，最后利用VISSIM仿真软件对交叉口现状和信号配时优化后进行仿真，输出交叉口的平均延误和平均排队长度等参数，分析优化前后的这两种指标的变化情况。结果表明，搭接相位配时能够有效的减少该交叉口车辆的排队长度和延误时间，交叉口状况得到明显改善。

关 键 词：交叉口；信号配时；搭接相位；VISSIM仿真

1  交叉口概况

1.1  交叉口性质和周边环境

该交叉口是由东西向的友谊东路和南北向的雁塔北路交汇而成,南北向均采用5进3出的形式，左、直、右分道行驶；东进口道采用3进4出的形式，西进口道采用6进3出的形式。

1.2  现状信号控制方案

现状信号控制为四相位，如图3所示，周期时长为170秒。由于右转车辆与其他流向车辆间的冲突较小，故右转车辆不受信号控制。

1.3  交通量调查结果

本次调查采用摄影法和人工计数法，对交叉口机动车高峰小时交通量（18:00-19:00）进行了分流向和车型调查。将交通量按车型折算后的车流量数据如表1。由于该信号交叉口在高峰时段潮汐交通现象较为严重，现有传统的对向放行四相位信号配时设计会存在出现同一相位内不同流向间绿灯利用率不均衡现象，因此，针对这个交叉口，提出利用相位搭接的形式进行信号配时。

表 1交叉口高峰小时交通量

2  信号配时优化

2.1  韦伯斯特配时法优化

本文首先利用韦伯斯特配时法，在现状交通调查的基础上，计算交叉口的最佳周期长度以及各个相位有效绿灯时间。具体计算根据以下公式来进行。

L—交叉口总损失时间；n—相位数；l—各相位损失时间；AR—全红时间；

Y—各相位交通流量比总和；y—相位临界流量比；

C0—最佳周期长度；L—总损失时间；Y—各相位流量比总和；

Ge—有效绿灯时间；C0—最佳周期长度；L—总损失时间；

gei—各相位有效绿灯时间；Ge—有效绿灯时间；Y—流量比之和；

经过计算得到周期时间为150s,相位顺序与现状保持不变，第一相位40s，第二相位30s，第三相位48s，第四相位20s，黄灯时间均未3s。

3  仿真分析

建立后模型后即开始运行仿真。本次研究分别进行两组仿真试验：1)以现状交通配时进行仿真；2)采用优化后的信号配时进行仿真。将两组仿真输出的数据进行对比分析，选取车辆平均排队长度以及车辆平均延误作为输出指标，验证优化方案的有效性。

3.2平均排队长度分析

排队长度是衡量一个交叉口运行状态的重要指标。相位优化后，各个进口道平均排队长度皆得到较大的改善，大部分优化效果在40%以上，特别是交通压力较大的东进口道，直行排队长度由58m减少为26m，优化效果达到55%，左转车辆平均排队长度由58m减少为25m，优化效果最高达到56%，优化效果明显。南进口道左转车辆平均排队长度也由55m减少为26m，优化效果达到55%。

表 2交叉口优化前后平均排队长度对比

3.2.2平均延误分析

车辆的平均延误时间也是交叉口运行的重要评价指标之一。通过下表可以看出，采用优化后的相位信号配时方案后，车辆延误时间除了西进口道直行外，其余方向皆有所改善。其中，东进口道直行方向车辆延误时间由69s减少到25s优化效果达到63%，南进口道左转车辆平均延误时间由78s减少为38s。交叉口整体优化效果较好。

表 3交叉口优化前后平均延误对比

4  结语

本文针对西安市雁塔北路与友谊东路交叉口信号配时不合理导致的交叉口拥堵问题，对交叉口原有信号配时方案进行了优化调整。根据现状交通调查获得的数据，利用韦伯斯特配时法重新计算出了新的配时方案，运用VISSIM仿真对优化前后的信号配时方案进行评价，以交叉口平均排队长度和平均延误为评价指标，进行结果分析。结果表明：采用优化后的方案，交叉口各个进口道的平均排队长度和平均延误时间均有较好的改善，有效提高交叉口的通行能力。

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