交通工程专业软件实训 - 图文

交通工程专业软件实训

实习报告

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1.1 研究背景及意义

随着我国国民经济的迅速发展，城市化速度不断加快，机动车数量不断增加，城市交通量快速增长，现阶段的城市交通问题是社会经济发展的必然结果：交通延误增加、事故频发、行车时间增加、环境污染加重、经济发展受到限制。城市交通问题严重，解决交通拥堵问题迫在眉睫。新时期，大城市的交通滞后，已经不是一个简单的增量配套问题，而是包含了城市布局和整体交通格局的质的变革，并以此反过来影响改革开放和社会经济的健康发展。对于城市交通，交叉口往往成为道路的关键。作为节点，交叉口成为车辆汇集和分流的所在地，在这里，行驶在道路上的机动车、非机动车、行人等都有直行和转向的不同需求，相互之间产生干扰，引发交通事故，许多的交通问题正是由于交叉口的问题没有处理好，导致了道路的拥堵，城市交通问题得不到缓解。因此，对交叉口的运行状况进行分析，找出交叉口存在的问题，提出相应的解决方案，减少拥堵、交通事故的发生，提高交叉口的通行能力，减少车辆在交叉口的行驶时间，减少废气排放，改善环境和城市的交通状况。

2.1 国内外研究现状

2.1.1 国外研究现状

早在1868年，英国伦敦Westminster街口出现了最早的交通信号灯，从此诞生了第一个信号交叉口，围绕着交叉口的研究发展起来。美国、英国等一些国家率先对此进行了研究，他们以连续的交通流为前提，提出了左右转专用车道、渠化交通设施等方法，在交通管理方

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面采用信号控制与交通规则相结合的方法，如采用多相位控制、禁左或禁右、优先原则等，来提高交通安全与通行能力。

发达国家在信号交叉口方面的研究已经比较成熟，很多专家学者在交叉口的信号配时、交叉口延误计算和分析以及交叉口的交通模拟等方面取得丰硕的研究成果。在信号交叉口优化方面，1999年日本专家Inoue和Takeshi通过用仿真模型再现交通状况，用事件扫描法对设计方案进行优化和评价，并在十字路口进行实验的方法，研究了交通高峰的拥挤状态下，信号协调控制系统相位差的设计方法;2000年美国南弗罗里达大学HushamN.Abdulsattar对驾驶员在信号交叉口左转或右转时给行人让行的特性进行了研究。在车辆检测方面，20世纪30年代开始在美国、英国生产了气动橡皮管式的车辆感应信号控制器，用以检测交通流量，调整绿灯时间长短，减少车辆在路口的延误，比定时控制灵活。在计算机应用方面，首先出现了模拟电子计算机，1952年在美国丹佛市安装，后称为“PR”系统。1963年多伦多市第一个完成了以数字计算机为核心的城市叫控制系统（UTC系统），接着西欧、北美、日本很快也建立了改进式的UTC系统。在软件开发方面，1967年英国运输与道路研究实验室的专家门研制了“TRANSYT”（traffic network study tool）。它是一个脱机仿真优化的配时程序，应用很广。1980年英国又提出了SCOOT（split cycle offset optimization technique）实时自适应交通控制系统，接受进口道上游安装车辆检测器所采集到的车辆到达信息，通过联机处理

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形成控制方案，并可实时调整绿信比、周期长度及时差等参数，使之同变化的交通流相适应。

2.1.2 国内研究现状

改革开放以来，学术界出现百家争鸣、百花齐放的可喜景象，许多专家学者潜心专研刻苦攻关，在许多的领域取得了领先水平。现代交通领域正是在这时候发展起来，国内涌现出一大批学者在城市交通方面取得许多成果。三十多年来，经过努力许多学者在交叉口的设计方面积累了丰富的经验，产生了许多先进的理论。

在信号配时方面，国内的研究成果主要集中在基于不同算法的信号配时方法，根据不同交叉口的不同情况，采用不同的模型对交叉口进行信号配时。2006年王秋平、谭学龙、张生瑞分析了城市单点交叉口交通流特性与通行能力，建立以平均延误时间最短、平均停车次数最少为目标，以相位有效绿灯时间、饱和度及周期时长为约束条件的城市单点交叉口信号配时优化非线性函数模型，用遗传算法及遗传模拟退火算法对其进行求解。2008年葛艳新，周宇鹏分析了现行交叉口定时信号配时设计流程中存在的不足，提出了将空间设计和时间设计结合起来的新的信号配时优化设计流程，建立了三目标配时优化模型，并以此模型为基础进行了实例分析，证明该模型优于F.Webster模型，对我国城市信号交叉口的信号配时有一定的指导作用。2010年张兰，雷秀娟，马千知以城市道路多个单点信号控制交叉口组成的绿波系统为研究对象，对绿波系统的交叉口信号配时优化进行研究。通过对路段和干线机动车流进行协调控制设计，以西安市某两相邻交

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叉口晚高峰时段各进口道的交通量、通行能力、饱和流量以及各交叉口进口道的实际车均延误时间为约束，确定各交叉口的信号周期及各相位有效绿灯时长，使得干线延误量最小。设计了PSO算法的编码方式，分别采用PSO算法、灾变PSO算法和二阶振荡PSO算法对多交叉口交通信号配时进行优化计算。

在交叉口渠化设计方面，国内的许多研究成果主要集中在车道的设置及功能划分，交叉口的拓宽设计，标志标线，行人和自行车的组织以及交通岛的设置。论述了路口渠化设计的核心与原则:合理约束;路口蓄车能量扩充;时空资源优化配置;行车路径明晰便捷。介绍了依据中山市地方实际而采用的路口车道布设及其几何构成的设计方法。探讨改进有关路口调头车道、公交停靠站、摩托车道传统的设计思路。谭智斌，袁华以泰州一典型复合交叉口为例，通过多方案的设计及比选，提出了复合交叉口渠化设计的思路、程序和方法，并对所选择的设计方案进行了仿真测试，结果表明所选择的设计方案优于其他备选方案，改善了原有交叉口交通流的紊乱现象。文章所提出的方法对此类交叉口的设计提供了一个参考。

在道路线形设计和交通组织方面，2009年李小帅以北京交通发展研究中心项目《北京市道路拥堵调查和缓堵措施研究》为依托，综合应用了交通工程、系统工程、计算机应用等多门学科的知识，通过理论总结和分析、实地交通调查和数据处理计算以及微观交通仿真，研究了大型平面交叉口的交通组织优化。2009王梅，李文权针对老城区交叉口出现的问题及老城区有限的空间资源，提出对车辆、行人的

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