摘要：目前我國的交通信號控制特點多為單點信號控制，主線信號控制、區域信號控制不足；本文對交叉路口相位信號控制進行了研究，對各種情況下交叉口的車輛平均通行量作了綜合分析。提出針對各個狀況下的交通控制方法，并結合具體實例進行模擬仿真，得出了相關結果，而且進行了分析，研究的結果對實際應用有重要的參考價值。
　　關鍵詞：非單一因素；交通信號；控制方法分析
　　引言
　　執行交通組織策略和交通控制是緩解交通壓力的一種方法，在交通控制中，交叉口的信號控制十分重要。交叉口是車輛，行人聚集、轉向和疏散的必經之地，居于城市交通網的核心位置。交叉口的通行能力控制著道路整條線路的通行能力，而且交叉口決定了城市路網的總容量。交叉口信號控制具備良好的可實施性，并且耗時短。我國近年來在信號控制方面的研究以及實踐中交通信號控制的應用己經取得了長足的進步，城市交通效率相對提高，交通事故率比例逐年降低。如何建立一個精準有效的信號控制系統對于城市交通的管理有重要的意義。
　　1.交通信號基本概念與控制方法
　　1.1基本概念
　　交通信號控制系統是通過路邊裝置或設備，如交通信號燈、固定或可變信息標志板等，向駕駛員或行人顯示控制信息，來達到對交通流進行時間分離和控制的目的。交通信號控制的基本原理，是以在道路上運行的車輛或行人為主體，通過事先人工調查或實時自動檢測的方法，了解其變化規律或實時狀態，在其基礎上選取適當的控制方案(或控制參數)或聯機生成控制方案(或控制參數)來控制信號的變化，去滿足交通的需求。
　　2.2信號控制基本要素
　　相位是指交通節點單元在某個方向上的交通流(或幾個方向上的交通流的組合)同時得到的通行權的時間帶。當不同的交通流被合成在同一車道，那么他們必須在同一個相位被同時放行，然而如果它們分離在不同的車道，它們可以被陸續地放行。
　　周期對交通控制而言，信號燈從起始相位到終止相位所經歷的時間稱為一個信號周期。對于一個有效的信號控制，周期要足夠長以至于適合所有相位上的關鍵交通流，但是不能太長。
　　綠信比周期確定后，根據相位的關鍵交通流量將可用的綠燈時間分配給每一相位，綠信比是指一個相位的有效綠燈時長與周期之長的比值。
　　綠燈時長實際綠燈時長是某一相位綠燈的實際顯示時間，計算公式如下。但是由于綠燈起亮時，駕駛員有個反應時間，然后才能發動汽車，加速行駛汽車。隨著車隊的頭幾輛車的通過停車線，后面的車才以較高的流量通過停車線(通常認為是飽和流量)。
　　
　　其中：—有效綠燈持續時間；—實際綠燈持續時間—綠燈以后的補償時間；—綠燈之前損失的時間。
　　飽和流量飽和流量作為一個基本的和宏觀性的交通流指標，反應了信號交叉日處車流之間內在的特性
　　2.3通行能力
　　對于信號交叉口的通行能力，一般都是針對交叉口的某條引道而言的，對于某一引道的通行能力可以理解為在一定的交通條件、車道條件、信號控制條件下，引道上單位時間內通過的最大交通量。由于交叉口很少發生所有引道上在同一時刻達到飽和的情況，所以交叉口單個流向車流以一定效率通過交叉口的能力往往要比整個交叉口的通行能力更加重要。
　　2.4交通信號的控制方式
　　按照控制規模的大小，交通信號控制可以分為單交叉口控制、干線控制和網絡控制。從單交叉口定時控制系統到網絡范圍的自適應控制系統，交通信號有許多不同級別的控制類型。具體概念此處也不多作說明。文章主要針對控制操作簡要描述信號控制的不同方式。
　　2.5信號控制的評價指標
　　常用的交通信號控制評價指標由以下幾種：延誤時間、排隊長度、通行量和停車次數等，相關概念這里就不多介紹了。
　　2.實例設計的仿真設計
　　為了有效地驗證交通信號控制算法的優劣，使用實際中的信號交叉口和現場統計的數據進行仿真。選擇某市明光橋附近一交叉口為對象，該交叉口為常見的十字交叉口，四路段均有左轉彎交通流。道路狀況如圖1所示，選擇一天的上午7點到晚19點為仿真時間段，真實數據如圖2所示，各個方向上的轉彎概率如圖表1。
　　
　　圖1路口道路渠化圖2實時統計流量
　　表1轉彎概率統計表
　　轉彎概率（%） EAST WEST NORTH SOUTH
　　左轉 15 16 3 12
　　直行 75 78 54 56
　　右轉 10 6 43 32
　　3.結果分析
　　為了更直觀地表達計算結果，每一個周期為一個小時，從13:00—19:00，可以分為7個仿真周期，在每一個仿真周期里，通過比較路口4個方向的平均延誤來表明提出算法的先進行。圖3為多因素模糊控制算法的平均延誤，圖4為普通模糊控制算法的平均延誤。
　　從圖3和圖4中可以看出，在每一仿真計算周期，作者提出的方法與普通模糊控制相比，其改進效果并不明顯，平均延誤時間并沒有明顯改善。在天氣惡劣條件下，當對向交通流不均衡比較頻繁且滿足相位優化條件時，仿真結果的差別較明顯，特別是在峰期的時候，延誤時間降低了12.49%，明顯加快了車輛通過該路口的速度。
　　
　　圖3多因素模糊控制算法的平均延誤圖4普通模糊控制算法的平均延誤
　　結語
　　本文針對單個交叉口提出了基于多因素的信號優化控制算法。針對實際交通流的特點，并考慮行人和非機動車的需要，本文提出了一種基于多因素的模糊邏輯單交叉口信號控制算法，信號控制系統有兩個模糊控制器組成即相位選擇模糊控制器和相位轉換模糊控制器。相位選擇模糊控制器考慮了紅燈等待車輛的最大排隊長度，使之能夠實時地響應交叉口所有路段交通流的動態變化，提高系統的魯棒性能；考慮實際駕駛員和行人的心理，在保持原相位不變的前提下，模糊相位優化控制器將在綠燈延時的時間內根據交通流狀態確定是否對當前相位進行優化。通過仿真證明，相位或相序的優化能夠有效地提高交通信號綠燈時間利用率，從而增加了交叉口的通行量。
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