synchro学习报告.docx
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目录
第一章概述 2
1.1背景 2
1.2交通信号控制系统简介 3
1.3信号灯控制方法 4
1.3.1定时控制 4
1.3.2感应控制 5
1.3.3自适应控制 5
1.4交叉口基本情况 5
1.4.1交叉口位置和周边 5
1.4.2相交道路 7
第二章数据调查与分析 7
2.1交叉口基本情况 7
2.2交通量 9
2.2.1调查方案和范围 9
2.2.2调查时间与地点的选择 10
2.2.3交通量调查方法 10
第三章 synchro运用及仿真 14
3.1对交通仿真软件Synchr的介绍 14
3.2Synchro系统主要功能 14
3.3Synchro方法与模型 15
3.3.1优化方法介绍 15
3.3.2交叉口信号相位周期时长优化 16
3.4仿真过程 17
3.3.1相位设置 17
3.3.2创建交叉口模型 18
3.3.3交通仿真 22
3.5仿真数据及评价 23
3.5.1信号配时优化模型 23
3.5.2排队计算模型 23
3.5.3延误计算模型 24
3.5.4停车计算方法 25
3.5.5服务水平定义 25
3.6优化结果及分析 27
第四章结语 29
4.1总结 29
4.2个人心得体会 29
附：
龙山路—天竺路交叉口现状调查图 30
7
第1章概述
1.1背景
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。
城市道路交叉口信号控制是提高城市道路交通通行能力必必要的交通控制手段之一，是提高城市交叉口通行能力的重要手段之一。
众所周知，先进的城市道路交通交叉口信号控制系统受到国际各大城市青睐并得到了快速的发展且
起到了很好的效果。
一方面，它有利于保障交通的安全性，维持交通的有序性，并且可以有效提高交通流的通行效率；另一方面，他关系到土地资源的合理利用，环境污染的改善乃至过面经济的持续发展和社会经济效益的提高。
单个交叉口的控制策略会对其上游及下游道路交叉口的车流量产生很大的影响，上游和下游交叉口距离越近交通流量越大的情况下，影响会越大。
交通信号“点控制”就是把单独的交叉口拿出来进行单独的分析，对其进行单独的信号优化和道路控制策略，而不考虑该交叉口对其上下游交叉口的影响。
城市道路交通信号区域协调控制的就是研究在一个城市道路子区内，对各个道路交叉口进行的信号周期时长、交叉口的绿信比以及路口间的相位差进行优化，以减小交叉口的停车延误、提高城市路网的通行能力的交通区域信号协调控制方法。
随着城市道路区域信号协调控制理论的发展，研究者发现，可以把一个较大的城市的道路交通区域路网看成一个大的整体，对其进行交通信号协调控制及优化，由于道路路网及机动车流量的复杂性，但是对其优化结果对其通行能力的提高不是很理想。
因此，从20世纪70年代，许多研究者开始尝试将庞大、复杂繁琐的道路路网按照一定的原则和方法模型进行划分，划分成若干个信号控制子区，然后再对信号控制子区域内进行协调信号控制，用以提高城市里整个道路路网的协调控制效果。
目前，城市道路交通拥堵问题己经成为全国乃至全世界都普遍关注问题。
城市道路及交叉口作为城市交通道路的基本服务设施，主要包括道路交叉口与路段，其服务性能的良好运行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，城市道路通过交叉口这个节点把各条道路互相连接构成城市的道路路网，来协调交叉口各个进口方向上的车流量需要；同时在城市道路网络中各种各样的交通流（机动车，非机动车，行人）在此相互交叉通过、分流转向，可见交叉口是城市道路网络最为重要的位置。
但交叉口也是交通堵塞和交通事故的多发地点。
城市道路运输机动车的效率、道路安全度、交叉口通行能力、道路的服务水平对环境和能源的影响基本上取决于城市道路交叉口的通行能力。
在对城市道路交叉口中控制和优化中最为常见的是信号控制，在信号控制中单点信号交叉口是城市道路控制与优化的基础。
对城市道路交叉口进行科学合理的信号控制与优化，是提高城市交叉口的交通安全和通行能力、减少交叉口停车延误的有效措施，可以缓解城市拥堵的交通问题。
1.2交通信号控制系统简介
交叉口信号灯的不断发展和控制技术是随城市道路交通的大力发展而发展起来的。
开始的交叉口信号灯就两种颜色（红，绿），绿色让机动车辆通过，红色不允许通过。
都安放在道路交叉口上，人为控制，哪条路来车就给那条路亮绿灯，控制车辆顺利通过交叉口；同时给另外的车流方向亮红灯，控制该方向的车流，等候绿灯，用来维持平面相交叉口车流量安全有序的通行。
到二十世纪九十年代年，信号灯变为红，黄，绿三种颜色，而且被世界各大城市得以应用，由于车辆和道路的不断增加，在道路交叉口上，各方向上的车流量的冲突，车辆与行人的冲突越来越复杂，对于车流，行人需要更加科学合理的时间分离。
为了减少各种冲突所带来的不安全因素，需要交叉口信号配时的设计和优化方法不断地进步；同时，也需要电子信息技术和计算机技术的不断发展给信号交通的发展提供支持，这样就能不断提高交叉口及道路的信号控制方法。
我国对交叉口信号灯的开发与应用研究方面起步较晚，20世纪80年代国家研制出了了定点信号周期的控制机。
20世纪80年代我国又研制出了感应式信号机，环形线圈式、磁感应式和超声波等车辆检测器，能识别出机动车辆，非机动车辆和行人。
伴随着城市道路交通的不断发展，城市范围的不断扩大和城市交通量增多。
人们已经不单单满足于在单点交叉口孤立地进行单点交通信号控制，因为这种
“点控制”的是要把单个交叉口看做控制对象，控制的范围和对整个区域交通流的控制和影响起到的作用较小。
经过不断地探索研究，人们把两个信号灯甚至某一条路上的多个交叉口信号灯联结起来，进行协调控制，从而出现了“线控”的控制模式，即城市道路交通信号干线协调控制。
这种控制模式扩大了对城市交通流空间和时间的控制范围。
在一定程度上起到了良好的控制效果。
“面控”的出现将交通的时空控制范围不断地扩大，这种控制模式将城市所在区域内的信号交叉口作为本论文研究的对象。
交交叉口区域协调控制从单个交叉口到整个区域，硬件设施也有所提高。
控制优化的范围不断扩大，而且所需要的硬件设施也有所增加，因此现在计算机水平，信息技术，通信技术的不断发展也需要交叉口信号控制在该方面也能有所提高，加大交叉口在这方面的控制功能。
1.3信号灯控制方法
1.3.1定时控制
城市道路交叉口信号配时按人为设计好的方案进行，称为定周期控制。
一整天信号配时方案都不变的控制方式称为单段式定时控制；按照高峰小时交通量和平常时段交通量的差别而在一天内运用不同配时方案的为多段式定时控制。
最常用的交叉口控制方式是单点交叉口的定时控制。
线控制，面控制也可以采用定时控制方式。
1.3.2感应控制
感应控制是在城市道路交叉口进口道前面的相应位置上设置车辆检测器，信号灯配时设计由于信息技术和计算机的发展由计算机控制。
检测结果由按照动态信息传递给计算机。
道路感应控制是由多个单点交叉口控制组成的，称为单点交叉口感应控制。
单点交叉口感应控制由道路检测器的放置位置不同而不同，分为：
半感应控制:
在交叉口一个方向上进口道上设置车辆检测器的感应控制。
全感应控制：
在道路交叉口各个方向上所以的进口道上都设置检测器的感应控制。
用感应控制方式的线控制，面控制就是交通信号自动控制系统。
1.3.3自适应控制
把城市交通当成一个大的动态信息平台，能够实时动态传递道路交叉口的交通信息，如道路交叉口的机动车流量，交叉口的停车次数，交叉口进口道的停车延误，进口道车辆的车辆排队长度，慢慢了解交叉口道路对象，把得到的结果和预期的动态交通信息进行比较，运用比较结果改变交叉口控制系统的相关参数来优化交叉口现状交通情况。
从而保证不论交通状况如何改变，都可可以使道路交叉口通行能力有所提高交通状况有所好转。
1.4交叉口基本情况
1.4.1交叉口位置和周边.
龙山路位于重庆市渝北区龙山街道冉家坝片区，道路西起江北盘溪路交叉，东至渝北龙华大道，全长2.40km，全路段为双向四车道中央隔离带设计，分别与天竺路、旗山路、余松路、龙山大道、松石支路、松石北路等区域内主要道路相交，是渝北龙山街道冉家坝片区内东西横向交通主干道，是连接江北南桥寺
地区、渝北龙山街道冉家坝地区、渝北松树桥地区的主要道路之一。
其中与龙山路立体式交叉的余松路是直接接入G75兰海高速、重庆市内环快速路出口的市级重点监控道路，道路通行能力要求较高。
龙山路作为消散余松路交通流的主要道路之一，道路的通行能力要求同样较高。
此次交通分析改善的交叉口选在龙山路西起第二个交叉口“龙山-天竺”交叉口，该交叉口为正方位形十字交叉口（龙山路东西向、天竺路南北向），占地面积约为2576.1m2，交叉口四周分布有医院、居民住宅区、商业区、以及公共交通停靠站、重庆市建筑改扩建工地等。
现目前交叉口交通主要由信号配时协调控制，但交叉口周边情况较为复杂，医院、居民住宅区、以及公共交通停靠站点较多，交叉口行人出行过于旺盛，由于交叉口都采用的人行横道线过街方式，导致人
车混行情况严重；交叉口东南、东北向都为改扩建建筑工地，由此而来的工程车辆较多，工程车辆频繁出入道路、使用交叉口调头，给交叉口行人，以及车辆通行带来不小安全隐患。
“三多”过街行人多、道路上行驶车辆多、工程车辆出入多，直接导致现有交叉口交通出行混乱，交叉口通行能力下降，道路交通事故频发 所以，交通
分析改善迫在眉睫
该交叉口位于重庆市渝北区，周边为繁华街区，车流量较大，行人出行率
高
图1.4.1 交叉口及周边
1.4.2相交道路
该交叉口为十字信号交叉口，相交道路龙山路、天竺路。
龙山路为城市干道，进口道为四车道，设有中央分隔带；天竺路为城市次干道，进口道为三车道，未设中央分隔带。
龙山路东连武松西路、盘溪路大交叉口，西连龙山立交至轻轨六号线，为车辆出入的主要干道。
图1.4.2 交叉口相交道路
第2章数据调查与分析
2.1交叉口基本情况
对交叉口的基本道路情况进行调查，得到数据，如下表：
8
项目
龙山路
天竺路
东路
西路
南路
北路
道路等级
主干道
主干道
次干道
次干道
断面形式
两块板
两块板
一块板
三块板
车道数
5
5
5
5
车道宽（m）
3.5
3.5
3.5
3.5
过街设施
斑马线
斑马线
斑马线
斑马线
过街信号灯
有
道路限速
40km/h
表2.1.1 交叉口道路基本情况表
该 交叉口
为信号 控制的
普通十字交叉口，信号情况见下表：
表2.1.1 各方向信号配时表（单位：
s）
道路
转向
绿灯
黄灯
红灯
周期时长
龙山路（东）
直行
17
3
94
114
左转
17
3
94
龙山路（西）
直行
17
3
94
左转
17
3
94
天竺路（南）
直行
34
3
77
左转
34
3
77
天竺路（北）
直行
34
3
77
左转
34
3
77
图2.1.1 现状相位图
图2.1.2 现状相序图
图2.1.3 现状相位图
2.2交通量
在选定的时间段内，通过道路某横断面的车辆和行人的数量，定义为交通量。
该断面交通量可以作为包含它在内的某一长度的路段交通量。
在研究车行道的交通状况时，一般所说的交通量如果未加特别说明，则指车流量。
实施交通量调查时，首先应根据调查的目的要求，制定调查方案、选择与布署，使调
17
查工作取得预期的成果。
2.2.1调查方案和范围
调查时，对汇龙路-双龙路环形交叉口的四条入口道路均设立观测点，进行观测，记录驶入、驶出交叉口的各路段断面总交通量及右转和直行的车辆数。
2.2.2调查时间与地点的选择
一周内各日交通量是不同的，一般是各工作日（星期一至星期五）变化不大，而在星期六、星期日或节假日交通量变化较大。
一天内24小时的交通量分布也不均匀，由于白天工作和夜晚休息对交通的需求不同，交通量呈现出周期性变化规律。
一天内有两个高峰值，一个在上午，一个在下午。
所以我们采用“峰值时间观测”。
综上考虑，调查时间选取在12月24日（周四上午7:
30至8:
00对环形交叉口的4个入口进行交通量调查。
观测地点应选择在交通量大小具有代表性及观测视野良好的路段。
2.2.3交通量调查方法
调查采用人工观测法。
安排人员分五天在指定地点按调查工作计划进行交通量观测。
观测时用原始记录表格以划“正”字记录来往车辆，统计的时间单位为5min。
交通量调查记录表如表2.2.1所示。
表2.2.1 交通量调查记录表
（单位：
辆）
小客车
出租车
公交车
大客车
小货车
大货车
龙山路
（东）
直行
17:
30-17:
35
109
13
7
1
2
0
17:
35-17:
40
123
15
6
0
0
0
17:
40-17:
45
110
12
5
0
1
1
17:
45-17:
50
100
15
6
1
0
1
17:
50-17:
55
102
13
4
1
2
0
17:
55-18:
00
112
12
2
0
0
0
656
80
30
3
5
2
左转
17:
30-17:
35
28
5
3
1
0
1
17:
35-17:
40
25
2
2
0
3
0
17:
40-17:
45
29
3
1
0
1
0
17:
45-17:
50
21
8
6
0
1
0
17:
50-17:
55
23
7
2
2
1
1
17:
55-18:
00
35
5
2
1
0
1
161
30
16
4
6
3
右转
17:
30-17:
35
10
3
2
1
0
0
17:
35-17:
40
8
1
2
0
0
0
17:
40-17:
45
11
2
1
0
0
0
17:
45-17:
50
9
0
2
0
1
1
17:
50-17:
55
10
4
0
0
2
0
17:
55-18:
00
14
6
0
1
0
0
62
16
7
2
3
1
龙山路
（西）
直行
17:
30-17:
35
100
11
5
1
1
0
17:
35-17:
40
94
14
3
0
3
1
17:
40-17:
45
104
10
3
0
1
1
17:
45-17:
50
101
15
4
1
0
0
17:
50-17:
55
108
8
7
0
2
0
17:
55-18:
00
114
15
6
1
0
1
621
73
28
3
7
3
左转
17:
30-17:
35
27
9
2
0
1
0
17:
35-17:
40
25
8
3
0
0
0
17:
40-17:
45
27
3
5
0
0
0
17:
45-17:
50
35
5
1
0
1
0
17:
50-17:
55
30
8
2
1
1
0
17:
55-18:
00
20
13
1
0
0
1
164
46
14
1
3
1
右转
17:
30-17:
35
9
3
2
1
0
0
17:
35-17:
40
7
1
3
0
0
1
17:
40-17:
45
5
2
1
0
0
0
17:
45-17:
50
10
0
2
1
2
0
17:
50-17:
55
7
1
0
0
0
0
17:
55-18:
00
14
4
2
0
0
0
52
11
10
2
2
1
龙山路
（东）
直行
17:
30-17:
35
64
11
9
2
2
1
17:
35-17:
40
62
10
6
0
3
2
17:
40-17:
45
60
7
7
0
0
0
17:
45-17:
50
65
8
10
1
2
0
17:
50-17:
55
61
10
10
1
1
1
17:
55-18:
00
71
20
10
0
2
1
383
66
52
6
12
5
左转
17:
30-17:
35
17
4
2
1
0
0
17:
35-17:
40
15
2
2
1
0
0
17:
40-17:
45
13
3
4
0
1
1
17:
45-17:
50
19
2
1
0
2
0
17:
50-17:
55
20
5
1
1
1
0
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55-18:
00
18
6
2
1
0
0
102
22
12
4
4
1
右转
17:
30-17:
35
11
1
1
0
1
0
17:
35-17:
40
9
2
0
0
0
0
17:
40-17:
45
10
1
0
0
0
0
17:
45-17:
50
12
2
1
1
0
0
17:
50-17:
55
11
1
2
0
0
0
17:
55-18:
00
7
0
1
0
1
0
60
7
5
1
2
0
龙山路
（东）
直行
17:
30-17:
35
67
10
5
0
1
0
17:
35-17:
40
69
13
6
1
0
0
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40-17:
45
71
12
6
0
1
0
17:
45-17:
50
64
15
7
0
0
0
17:
50-17:
55
62
14
4
1
1
0
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55-18:
00
70
12
5
0
0
1
403
76
33
2
3
1
左转
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30-17:
35
14
4
2
0
0
0
17:
35-17:
40
13
3
1
0
0
1
17:
40-17:
45
16
2
1
0
1
0
17:
45-17:
50
17
6
0
0
0
0
17:
50-17:
55
15
0
3
0
0
0
17:
55-18:
00
17
1
4
0
0
0
92
16
11
0
1
1
右转
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0
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45
12
6
2
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0
0
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50
14
5
0
0
0
0
17:
50-17:
55
14
2
1
0
1
0
17:
55-18:
00
11
3
0
0
0
0
72
23
5
1
2
0
将调查得到的各种车型流量换算为标准车型。
经查询，采用了下表的换算系数：
表2.2.2 标准车型换算系数表
车型
小客车
大客车
公交车
小货车
大货车
大客车
换算系数
1
1.5
1.5
1.5
2
2.5
将标准车型的单位流量换算为小时流量。
换算方法为取半小时流量的二倍。
得到如下的调查统计汇总表：
表2.2.3 交通量调查数据换算汇总表（单位：
pcu/h）
龙山路（东）
左转
480
直行
1600
右转
200
龙山路（西）
左转
480
直行
1520
右转
178
天竺路（南）
左转
320
直行
1140
右转
160
天竺路（北）
左转
256
直行
1080
右转
216
第三章 synchro运用及仿真
3.1对交通仿真软件Synchr的介绍
软件介绍：
Synchr系统软件是美国开发的专门运用于信号配时控制及优化的交通仿真软件，它的信号配时优化模型事以HCM2000为理论基础，Synchr软件是进行交通信号配时和优化的理想工具，具有交叉口交通流，服务水平仿真，协区域协调控制仿真等等，感应信号，自适应信号仿真等多种功能，Synchro
系统是对交叉
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