南通市园林路与世纪大道交叉口信号控制方案设计开题报告

1. 研究目的与意义

1、课题研究的现状及发展趋势

在道路网中，交叉口作为交通网络的节点，也是交通事故发生的集聚地，如何对交叉口进行合理优化的和设计是至关重要的。^【1】面对交叉口的混合交通，分析其冲突点，减少相位冲突点^【2】，缩减冲突面积，提高交叉口车辆通行的安全能力。对于交叉口的优化需要合理的交通组织，符合交叉口特性的信号配时^【3】，通过渠化设计优化交叉口，利用标志、标线分割车流人流，提高交叉口整体通行能力^【4】。

我国智能交通事业的起步较晚，但是自21世纪以来，我国也逐渐意识到交叉口研究的重要性，开始关注交叉口的控制及信号配时优化方面，并积极地引入了智能技术。2017年，提出了在多相位可变相序基础上的信号配时优化方法，同时对不同信号相位的控制方式进行了仿真模拟并对结果进行对比，选择最佳的交通信号配时方案，以减少交通冲突^【5】。2020年，巩舜妹等通过利用vissim交通微观仿真软件，以车辆平均延误、车辆平均停车次数、车辆排队长度和最大排队长度为输出参数，模拟并评价动态优化后的信号配时方案^【6】。申鑫泽等通过对交叉口信号配时与车道渠化的分析，从时间与空间方面讨论了平面信号交叉口的优化方案^【7】。在国内交通工程方面的学者已经认识到webster周期公式的一些局限性，开始致力于新的周期时长优化模型的研究。同济大学杨佩昆教授提出了“冲突点法”(confilict point methods),把研究信号配时的考察断面从停车线移到冲突点来^【8】。同济大学的杨锦冬和杨东援提出了信号控制系统是一个交通信息不完全的灰色系统，信号周期时长同到达率、延误、停车率等因素之间的关系也为不确定的灰关联关系，通过分析其相关程度，可以找出确定周期时长的目标函数及其指标值，进而改进和完善配时方法。基于交叉口的交通特征考虑，以道路使用者的利益及道路使用效率两方面为优化目标，以交叉口各相位关键车流流量为主要参数，建立优化模型并给出了一-种逼近算法-yd算法。这是一种新的城市道路交叉口信号配时方法，同以往方法相比，新方法更适应交叉口的交通特征，更符合信号实时变化的特点，可以作为交叉口交通信号自适应控制的配时基础。^【9】 中南大学的袁春华、史峰提出了确定信号周期的方法。信号周期是交叉口交通信号配时的一个重要参数，通过回顾传统的配时方法，指出了不足。通过对交叉口冲突点交通运行状况分析，根据交叉口冲突车流轮流占用冲突点的资源观点，利用可穿越空挡理论来求周期。周期是随着交通流情况变化的，更符合信号实时变化的特点，可以作为交叉口交通信号感应控制配时的基础。^【10】研究人员对于人工智能技术的研究也愈加深入并积极地引入到交通领域，实现了交通数据的高效处理以及交通参数的分析。然后结合研究理论的成果，为信号配时的动态分配制定更优的方案。

2. 研究内容和问题

1、本课题的基本内容

本课题的内容和要求主要为针对园林路与世纪大道交叉口的车道功能划分，确定该交叉口可选的信号相位方案备选集合；再根据该交叉口各进口道流量的方向性分布情况，优选出最佳的信号相位方案；最后综合考虑到行人安全过街及机动车通行需求等影响因素，为该交叉口设计一套信号控制方案。

2、预计解决的难题

3. 设计方案和技术路线

1、课题的研究方法

本课题主要采用的研究方法是交通工程学、交通管理与控制、交通系统分析、交通设计、交通数据采集与处理等理论。

1、文献研究法：查阅课本、图书馆相关文献及相关的硕博论文，对相关的国内外文献进行归纳整理，了解交叉口信号配时优化的发展现状，优化模型和方法，在分析前人研究的基础上，提出本文的研究思路与方法。

4. 研究的条件和基础

1、项目条件：教师提供相关课题内容相关资料。

2、设计条件：毕业设计教室、计算机中心开放机房、交通监控与机电设备实验室、视频监控软件。