利用Synchro优化设计交叉口信号配时

摘要: 本文依据现场调查得到的温州市锦绣路-惠民路交叉口晚高峰小时交通量数据、信号设置及交通组织情况，利用Synchro软件模拟仿真该交叉口晚高峰小时的运行状态，并进行评价。然后提出多个信号改善方案，利用Synchro软件对改善方案进行最优配时和仿真，最终得到推荐方案。

关键词：Synchro 信号配时；交叉口优化

Use Synchro to deisgn Signal Timing of Intersection

Yuan Liang

（WenZhou Urban Transport Research Department，WenZhou325027）

Abstract: The paper use Jinxiu Road and Huimin Road’s Intersection’s peak- hour volume, signal timing and traffic organize, which were surved on-site to simulate and evaluate the intersection’s traffic during afternoon’s peak hour with Synchro software. Then bring up some improved scenarios, and use Synchro software to optimize the intersection’s signal timing, and simulate them, get the best scenario at last.

Key words： Synchro signal timing, intersection optimization

中图分类号：U412.35文献标识码：A文章编号：

随着中国经济的快速发展，现代化城市规模的不断扩张，机动车保有量近年来大幅提高，给城市带来一系列问题，而交通拥堵则首当其冲，成为城市发展所面临的一大难题。提高道路利用效率是缓解该难题的有效方法之一，一般情况下，城市道路的车辆通行能力不是取决于路段、而是交叉口。因此，平面交叉口的设计及优化至关重要，它包括交叉口标志标线、交通组织管理、信号设置及配时等。在此，以温州市锦绣路-惠民路交叉口为例，对信号设置及配时进行优化设计。

现状描述

锦绣路是温州市区东西向的核心主干道，路段红线宽50m，三块板形式，标准横断面是5.5m人行道+5.5m绿化带+2m非机动车道+10.5m机动车道+3m绿化带+10.5m机动车道+2m非机动车道+5.5m绿化带+5.5m人行道，它东接新城大道、机场大道，通至龙湾，西接西山路、温瞿公路，通至瞿溪。

惠民路路段红线宽36m，是南北向的主要次干道之一，标准横断面是7m人行道+4m非机动车道+14m机动车道+4m非机动车道+7m人行道，现状北至江滨中路，南至温州大道。

锦绣路-惠民路交叉口呈规则十字型，各进口道已进行渠化设计，东西进口道由路段的3车道渠化为5车道，分别为1个左转、3个直行和1个右转，其中左转车道容许车辆掉头，南北进口道由路段的2车道渠化为4车道，分别为1个左转、2个直行和1个右转。

该交叉口现状采用固定式信号控制，平峰时段与高峰时段差别化设置。以夏季为例，17：30-18：00之间的信号设置与其他时段不同，该时段内的信号周期T=124s，相位设置和配时方案见图1，由此可计算得到有效绿性比。

将晚高峰小时交通量调查结果换算为标准小汽车（pcu），各转向的高峰小时系数见表1（高峰小时系数PHF越小表示交通量越集中于高峰15分钟，模拟计算出来的排队长度和延误则越大）。

表1 锦绣路-惠民路交叉口各转向PHF

现状仿真

通过现场观测与调查得到，该交叉口晚高峰小时机动车交通流量较大，东西向直行尤为明显，特别是东进口，现场观测的排队长达200m。在东西向直行流量远大于南北向直行流量，而东西向直行的绿信比却明显少于南北向的情况下，信号设置显然不合理。

接着通过Sychnro对交叉口的现状进行仿真，仿真的各项数据均来自交通调查，然后将仿真结果与现状观测情况作对比，以校核仿真过程中各项设置的合理性，最后利用合理的参数和步骤来设计优化方案。

仿真可以直观地、动态地模拟交叉口的运行情况。现状仿真中东进口直行车道第95百分位交通量排队长度为187.2m，延误为423.4s，与现场观测相似，仿真中其他进口道的运行情况与现状也比较吻合，即现状仿真合理。

优化方案

通过对交通量调查数据和现状仿真结果进行分析，特制定以下三个信号相位设置方案，分别对它们进行优化配时和仿真。

3.1 方案一

相位设置：保持现状晚高峰时段相位不变，即第一相位为东进口直行、左转（容许掉头），第二相位为西进口直行、左转（容许掉头），第三相位为南北进口的直行，第四相位为南北进口的左转。

利用Sychnro优化交叉口信号周期长，优化范围为T=50~150s，每5s计算一次，得到最优周期T=100s，优化配时结果见图5。相位一中东进口直行时长33s，左转（容许掉头）时长20s；相位二中西进口直行35s，左转（容许掉头）时长22s；相位三中南进口直行时长22s，北进口直行时长23s；相位四中南进口左转时长22s，北进口左转时长23s。

信号配时优化时，容许早开/迟闭最优化，从图5Time Window中的Lead/Leg行可以看到每个转向的设置为早开还是迟闭，另外从下方的相位图中可以看出设置的具体时间。

3.2方案二

相位设置：第一相位为东西进口直行，第二相位为东西进口左转（容许掉头），第三相位为南北进口直行，第四相位为南北进口左转。

利用Sychnro优化信号周期长，优化范围为T=50~150s，每5s计算一次，容许早开/迟闭最优化，得到最优周期T=130s，优化配时结果见图6。相位一中东进口直行时长43s，西进口直行时长48s；相位二中东进口左转（容许掉头）时长21s，西进口左转（容许掉头）时长26s；相位三中南进口直行时长30s，北进口直行时长29s；相位四中南进口左转时长32s，北进口左转时长31s。

3.3方案三

相位设置：与现状平峰时段的相位设置相同，第一相位为东西进口直行，第二相位为东西进口左转（容许掉头），第三相位为南进口直行和左转，第四相位为北进口直行和左转。

利用Sychnro优化信号周期长，优化范围为T=50~150s，每5s计算一次，容许早开/迟闭最优化，得到最优周期T=110s，优化配时结果见图7。相位一中东进口直行时长36s，西进口直行时长37s；相位二中东进口左转（容许掉头）时长23s，西进口左转（容许掉头）时长24s；相位三中南进口直行和左转时长均为24s；相位四中北进口直行和左转时长均为26s。

推荐方案评价

采用Synchro进行优化配时设计，在Time Window中直接显示评价交叉口运行状态的两个重要指标，即排队长度和延误。

表2 锦绣路-惠民路交叉口评价指标

因为交叉口的主要问题表现为东西进口道排队长和延误大，所以在此着重分析东西进口道的指标。

首先进行排队长度的分析，3个方案中东进口直行排队长度分别为97.6m、126.2m和108m，西进口道直行排队长度分别为56.2m、71.9m和63.5m，方案一的排队最短，其次是方案三，最后是方案二，南、北进口直行排队长度与东、西进口一致。从排队长度指标分析来看，方案一最优。

然后分析比较3个方案晚高峰时段的交叉口延误，分别为58.0s、59.6s和59.5s，差别不大，均处于E级服务水平。接着细化比较各方案东西进口道的延误，3个方案中东进口延误分别为66.9s、67.7s和68.5s，西进口延误分别为32.7s、40.4s和36.2s。方案一的延误最小，其次是方案三，最后是方案二。

综合分析排队长度和延误，方案一最优，是本次研究的推荐方案。

结语

利用Synchro软件进行交叉口信号配时的优化快速而又方便，不仅能得到各项具体配置参数，还能直观、形象地仿真出交叉口的车辆、信号等随时间动态变化的情况。

对锦绣路-惠民路交叉口的信号优化设置而言，方案一为最优方案。实际上，对交叉口进行改善优化时要综合多种措施将交叉口的通行能力最大化，例如需同时考虑交叉口标线设置及交通组织等。有时候还需综合考虑干线甚至周边路网的交叉口信号设置情况，根据实际情况确定采用单点控制、干线协调控制或区域协调控制。

参考文献：

[1]王炜，过秀成。交通工程学 [M]南京：东南大学出版社，2003.

[2]邹志云，等。基于Synchro系统的典型信号交叉口配时优化研究[J]。北京交通大学学报，2004，Vol28No.6:61-62.