基于Synchro仿真的城市干道交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制優(yōu)化

劉 瀾，封宗榮

(1.西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川 成都 610031；2.綜合交通運(yùn)輸智能化國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031;3.西南交通大學(xué) 唐山研究生院，河北 唐山 063000)

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以后，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn)，城市規(guī)模不斷壯大，機(jī)動(dòng)車的保有量迅速增加。據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)，截止到2020年9月份，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量高達(dá)3.65億輛。居民交通出行需求量驟增，交通時(shí)空資源難以與交通需求的增長(zhǎng)相適應(yīng)，導(dǎo)致交通擁堵問題日益嚴(yán)重，交通擁擠呈現(xiàn)從偶發(fā)性向常態(tài)性發(fā)展的趨勢(shì)。干線是城市道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨架，是城市內(nèi)部交通大動(dòng)脈。承擔(dān)城市大量交通壓力，兼具通行速度快、通行能力大等優(yōu)點(diǎn)。雙向城市交通干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制是緩解城市交通擁堵，提高城市干道交通效率的主要途徑之一。

關(guān)于干道交通協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制方面的研究，國(guó)內(nèi)外已有較成熟技術(shù)。LV S J等[1]將遺傳反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與傳統(tǒng)分析算法相結(jié)合，提出一種新的動(dòng)態(tài)干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制策略，提高了傳統(tǒng)算法的穩(wěn)定性和控制精度，并且實(shí)現(xiàn)干道協(xié)調(diào)控制參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。YAN J Q等[2]針對(duì)傳統(tǒng)圖解法沒有采用任何尋求最優(yōu)解的方法，提出了一種隨機(jī)最優(yōu)圖解法的雙向綠波控制方法，根據(jù)道路雙向交通通行能力的不同，建立帶寬分配系數(shù)公式，合理分配綠波帶寬。郜軼敏、張存保等[3]以車均延誤與排隊(duì)長(zhǎng)度為優(yōu)化目標(biāo)，建立考慮可變導(dǎo)向車道的干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)配時(shí)優(yōu)化模型。

馬亞峰、劉瀾[4]充分考慮干道上多個(gè)瓶頸交叉口擁堵以及支路競(jìng)爭(zhēng)相位的信號(hào)控制問題，綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制相結(jié)合，充分利用上游交叉口的截留能力和下游交叉口的卸載能力，緩解擁堵交叉口交通壓力。龍科軍、高志波等[5]在車路協(xié)同環(huán)境下，通過車聯(lián)網(wǎng)下干線信號(hào)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制以及車輛速度主動(dòng)引導(dǎo)方法，解決基于車輛到達(dá)被動(dòng)響應(yīng)型控制問題。WEI M等[6]通過分析車輛從上游向下游行駛的分散特性，提出一種基于車隊(duì)離散理論的干線綠波同步協(xié)調(diào)模型。LU K等[7]引入帶寬周期影響因子和帶寬需求比來建立新的干線協(xié)調(diào)控制模型性能指標(biāo)函數(shù)，提出了面向不同雙向帶寬需求的干線協(xié)調(diào)控制優(yōu)化模型。曲大義等[8]基于交通波理論模型，從協(xié)同角度優(yōu)化公共周期、綠信比、相位差等控制參數(shù)。徐潔瓊等[9]通過對(duì)交叉口流量的混合聚類處理，制定多時(shí)段控制方案，采用多目標(biāo)粒子群算法確定切換方案的時(shí)刻。

近年來，有部分學(xué)者考慮對(duì)交叉口相位相序進(jìn)行優(yōu)化以解決車流到達(dá)不匹配而造成時(shí)空資源浪費(fèi)的問題[10-16]。ZHANG C等[10]建立一個(gè)Multi-BAND模型，充分利用協(xié)調(diào)方向可利用綠燈時(shí)間。李祥塵等[11]提出一種基于交叉口相位優(yōu)化的干線綠波協(xié)調(diào)控制方法，通過優(yōu)化干線上的信號(hào)相位組成與相位順序，提升雙線干線綠波帶帶寬。GUO等[12]提出的左轉(zhuǎn)相位提前關(guān)閉或滯后打開等措施在一定程度上增加交通干線雙向綠波帶寬。林麗等[13]基于Ring-barrier雙環(huán)相位控制理念，結(jié)合干線協(xié)調(diào)控制技術(shù)，提出了一種適合于公交運(yùn)行的相序與相位結(jié)構(gòu)。

上述各類方法對(duì)城市交通干道協(xié)調(diào)控制的研究，雖然對(duì)干道協(xié)調(diào)控制有明顯改善，但沒有充分考慮相鄰路口關(guān)聯(lián)性的問題。本研究以城市交通干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制的內(nèi)在機(jī)理為出發(fā)點(diǎn)，基于城市交通干道相鄰交叉口可協(xié)調(diào)閾因子進(jìn)行交通控制子區(qū)劃分。隨后，協(xié)同優(yōu)化公共周期、相位差、相位相序等信號(hào)配時(shí)參數(shù)，使交通干道雙向帶寬達(dá)到最優(yōu)。采用交叉口總延誤,燃油消耗和CO，HC,NOX尾氣排放、停車次數(shù)、交叉口服務(wù)水平性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)城市交通干道控制系統(tǒng)優(yōu)化情況。

1 城市交通干線協(xié)調(diào)控制模型

1.1 可協(xié)調(diào)閾因子

路口關(guān)聯(lián)度是一個(gè)相鄰路口之間關(guān)聯(lián)性進(jìn)行定量描述的交通參量，能綜合反映相鄰路口之間交通運(yùn)行狀況和交通干線協(xié)調(diào)控制需求差異對(duì)相鄰路口關(guān)聯(lián)性的客觀影響[16]。一般使用可協(xié)調(diào)閾因子來確定交叉口之間是否需要實(shí)行干線協(xié)調(diào)控制。一般情況下可協(xié)調(diào)閾因子取值在30～100之間，當(dāng)可協(xié)調(diào)閾因子小于30時(shí)，表明這兩個(gè)交叉口關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，不適宜做干線協(xié)調(diào)控制；當(dāng)可協(xié)調(diào)閾因子大于100時(shí)，為了防止路段局部擁堵，需要設(shè)計(jì)干線協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制；當(dāng)可協(xié)調(diào)閾因子在20～100時(shí)，表明相鄰交叉口有一定關(guān)聯(lián)性，此時(shí)，需要綜合考慮周圍交叉口交通狀況，確定是否需要對(duì)該交叉口進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

相鄰交叉口可協(xié)調(diào)閾因子計(jì)算模型如下：

CF=max(CF1,CF2)+AP+Av+Ac，

(1)

式中，CF為可協(xié)調(diào)閾因子；CF1為行程時(shí)間的初始協(xié)調(diào)因子；CF2為相鄰交叉口路段間的流量因子；Ap為排隊(duì)因子；Av為流量因子；Ac為周期長(zhǎng)度因子。

行程時(shí)間的初始協(xié)調(diào)因子計(jì)算公式如下所示：

(2)

式中T為相鄰交叉口之間的行程時(shí)間。

相鄰交叉口路段間的流量因子計(jì)算公式如下：

(3)

式中，At為單個(gè)信號(hào)周期通過該交叉口的平均車輛數(shù)；Vl為平均每輛車占用路段車道長(zhǎng)度；n為車道數(shù)；Ld為相鄰交叉口間距。

排隊(duì)因子Ap計(jì)算公式如下所示：

(4)

(5)

式中，Nq為周期內(nèi)高峰時(shí)段上游車輛數(shù)；Q30為周期內(nèi)最忙的30%車輛到達(dá)交通量；Q60為周期內(nèi)最忙的60%車輛到達(dá)交通量；Qt為每個(gè)周期交通量總和。

流量因子Av計(jì)算公式如下：

(6)

式中Q2為道路兩側(cè)方向車流量總和。

周期長(zhǎng)度因子Ac計(jì)算公式如下：

(7)

式中，T1為相鄰交叉口大周期；T2為相鄰交叉口小周期。

在進(jìn)行交通干線協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制之前，需要采集一些必要的交通數(shù)據(jù)，以此來確定干道協(xié)調(diào)控制范圍。建設(shè)北路是唐山市南北向主要交通干道，車流量大，對(duì)交通信號(hào)控制要求較高，具有干線協(xié)調(diào)控制研究?jī)r(jià)值。以唐山市建設(shè)北路為研究對(duì)象，采集晚高峰18：00—19：00沿線各交叉口各進(jìn)口道交通量、信號(hào)周期、相位、路段間距等交通數(shù)據(jù)。將調(diào)查數(shù)據(jù)輸入Synchro仿真軟件，計(jì)算相鄰路口可協(xié)調(diào)因子，沿線交叉口可協(xié)調(diào)閾因子如表1所示。

表1 可協(xié)調(diào)閾因子

由表1可知，可協(xié)調(diào)閾因子在26～91間。建設(shè)北路—北新東道(7#交叉口)可協(xié)調(diào)閾因子為26，表明建設(shè)北路—北新東道(7#交叉口)與建設(shè)北路—體育館道(6#交叉口)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，將1#～6#交叉口劃分為一個(gè)干道協(xié)調(diào)控制子區(qū)。

1.2 相位方案設(shè)計(jì)

交叉口合理設(shè)置保護(hù)相位、許可相位，是降低交叉口延誤，增加干線協(xié)調(diào)帶寬，提高道路通行效率的有效手段。在確定交叉口是否設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)相位之前，需要綜合考慮安全、通行能力、延誤這3個(gè)重要因素。在交通干線協(xié)調(diào)控制中，傳統(tǒng)的相位設(shè)計(jì)方法難以協(xié)調(diào)各進(jìn)口方向飽和度差異，導(dǎo)致交叉口時(shí)空資源浪費(fèi)嚴(yán)重，搭接相位能有效緩解各流向間飽和度不均衡現(xiàn)象，提高交叉口運(yùn)行效率。

美國(guó)道路通行能力手冊(cè)2010中[17]，主要是采用以下4種判斷指標(biāo)判定是否設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)相位：(1)交通量指標(biāo)(左轉(zhuǎn)車流量、對(duì)向直行車流量等)；(2)延誤類指標(biāo)；(3)交通安全指標(biāo)；(4)交叉口幾何結(jié)構(gòu)類型。各類指標(biāo)閾值如表2所示。

表2 左轉(zhuǎn)保護(hù)相位判斷閾值

根據(jù)以上指標(biāo)，6#交叉口(建設(shè)北路—體育館道)近似T型交叉口，建設(shè)北路東側(cè)設(shè)置障礙，沒有車輛進(jìn)出，所以采用相位方案(1)；3#十字交叉口東西進(jìn)口道(非協(xié)調(diào)方向)車流量比較小，進(jìn)口道均為兩車道(1直右、1直左)，車輛延誤比較小，擬采用相位方案(2)；1#，2#，4#，5#十字交叉口非協(xié)調(diào)方向采用單獨(dú)放行，擬采用相位方案(3)；具體相位方案如圖1所示。

圖1 相位方案

1.3 公共周期與信號(hào)配時(shí)計(jì)算

1.3.1 公共周期優(yōu)化模型

通過韋伯斯特(Webster)算法計(jì)算交叉口信號(hào)周期，并確定一系列信號(hào)配時(shí)參數(shù)。韋伯斯特(Webster)模型主要以車輛延誤最小為目標(biāo)，所以由于車輛受阻(過街行人，交通事故等)而引起的被迫停車、排隊(duì)長(zhǎng)度等因素，也在交叉口配時(shí)設(shè)計(jì)的考慮范圍。

利用Synchro系統(tǒng)在可接受最短周期的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化交叉口信號(hào)周期。若滿足一定百分比的車道組交通量(如90%，70%，50%車道組交通量)，則采用當(dāng)前周期，否則增加信號(hào)周期長(zhǎng)度。一直重復(fù)上述過程，直至得到最佳周期。Synchro采用性能指標(biāo)確定是否采用該周期，計(jì)算公式如下：

(8)

式中，P為性能指標(biāo)；D為交叉口延誤；St為停車次數(shù)；Qt為受影響車輛數(shù)。

Webster計(jì)算模型：

(9)

(10)

(11)

(12)

式中，Co為最佳信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)；Y為關(guān)鍵車道組的流率比之和；L為信號(hào)總損失時(shí)間；yi為第i相位的流量比；qi為第i相位車道車流量；si為設(shè)計(jì)飽和交通量；Ls為汽車啟動(dòng)損失時(shí)間；Ii為綠燈間隔時(shí)間；A為黃燈時(shí)間。

韋伯斯特計(jì)算模型的魯棒性比較差，當(dāng)交叉口交通量過小時(shí)，計(jì)算出來的信號(hào)周期過短。為保證車輛能夠安全有序通過交叉口，需要設(shè)置信號(hào)周期最小值，一般設(shè)置25 s。沿線信號(hào)控制交叉口信號(hào)周期經(jīng)Synchro系統(tǒng)優(yōu)化后，5#交叉口(建設(shè)北路—建華東道)經(jīng)優(yōu)化后，最大周期為128 s，為沿線7個(gè)交叉口信號(hào)周期的最大值，故選取5#交叉口(建設(shè)北路—建華東道)作為交通干線協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵路口。經(jīng)分析比選，最終確定公共周期時(shí)長(zhǎng)C為130 s。

1.3.2 信號(hào)配時(shí)計(jì)算

在交叉口信號(hào)配時(shí)模型中，某相位實(shí)際顯示的綠燈時(shí)間與間隔時(shí)間之和減去該相位總損失時(shí)間后實(shí)際用于該相位的車輛通行的時(shí)間，即為該相位的有效綠燈時(shí)間[18]。

(1)有效綠燈時(shí)間：

Ge=Co-L，

(13)

式中Ge為有效綠燈時(shí)間。

(2)各相位有效綠燈時(shí)間：

(14)

式中g(shù)E,i為第i相位有效綠燈時(shí)間。

(3)各相位綠信比：

(15)

式中λi為第i相位綠信比。

(4)各相位綠燈顯示時(shí)間：

gi=gE,i+A-Ii，

(16)

式中g(shù)i為第i相位綠燈顯示時(shí)間。

根據(jù)公式(8)～(15)計(jì)算的信號(hào)配時(shí)參數(shù)如表3所示。

表3 沿線交叉口綠燈顯示時(shí)間與綠信比

1.4 相位差設(shè)計(jì)

相位差為相鄰交叉口同相位的綠燈啟動(dòng)時(shí)間之差，計(jì)算模型如下：

(17)

式中，θij為第i交叉口到j(luò)相位差；l為(i-j)路段長(zhǎng)度；V為平均行駛速度；p為綠燈時(shí)間內(nèi)到達(dá)車輛比例；Vk為下游交叉口到達(dá)流率；Co為信號(hào)周期；S為下游交叉口的飽和流率。

一般地，設(shè)置相位差應(yīng)綜合考慮交通量、交通方式、交叉口飽和度等多種因素。通常只在一個(gè)方向設(shè)置理想相位差，一旦某個(gè)方向設(shè)置了理想相位差，另一個(gè)方向的相位差通常已經(jīng)確定。

2 協(xié)調(diào)控制評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1 交叉口延誤模型

《美國(guó)通行能力手冊(cè)》[17]中的交叉口延誤模型，主要針對(duì)車輛隨機(jī)到達(dá)情況下，交叉口就存在排隊(duì)車輛的情況。并且計(jì)算簡(jiǎn)單高效，模型估算方便，精確度高。計(jì)算公式如下：

D=D1×PF+D2+D3，

(18)

式中，D為交叉口延誤；D1為均勻延誤；D2為增量延誤；D3為冗余需求延誤；PF為信號(hào)聯(lián)動(dòng)修正系數(shù)。

(1)均勻延誤D1：

(19)

式中X為車道組的v/c比。

(2)增量延誤D2：

D2=900×T×[(X-1)+

(20)

式中，T為分析持續(xù)的時(shí)間；K為增量延誤系數(shù)，一般取0.5；I為上游交叉口相位轉(zhuǎn)換的增量延誤修正；c為車道組通行能力。

(3)信號(hào)聯(lián)動(dòng)修正系數(shù)PF：

(21)

式中fPA為隊(duì)列到達(dá)的追加修正系數(shù)。

2.2 燃油消耗模型

synchro中燃油消耗計(jì)算式如下：

(22)

(23)

(24)

式中，F(xiàn)i為流向i的平均油耗；TTi為流向i平均行駛路程；Vi為流向i平均行駛速度；di為流向i車輛的平均延誤；hi為流向i車輛的平均停車次數(shù)。

2.3 尾氣排放模型

CO，HC，NOX尾氣排放與汽車燃油呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，具體計(jì)算模型如下：

(25)

2.4 停車次數(shù)模型

Synchro系統(tǒng)中的停車次數(shù)計(jì)算與停車延誤息息相關(guān)，并且規(guī)定停車延誤小于10 s的車并不完全停車，參數(shù)如表4所示。

表4 車輛延誤-停車百分比表

停車次數(shù)計(jì)算模型如下：

(26)

(27)

式中，Ni為第i相位平均停車次數(shù)；N為1個(gè)周期內(nèi)總平均停車次數(shù)。

2.5 服務(wù)水平模型

Synchro系統(tǒng)采用了HCM2010[17]中對(duì)服務(wù)水平的定義，繼續(xù)使用HCM2000中的控制延誤來評(píng)價(jià)交叉口。控制延誤與服務(wù)水平關(guān)系如表5所示。

表5 控制延誤與服務(wù)水平關(guān)系表

3 交通干線協(xié)調(diào)Synchro仿真

Synchro仿真軟件是由美國(guó)Trafficware公司基于交通部標(biāo)準(zhǔn)HCM規(guī)范研發(fā)的。該規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的各種參數(shù)，是根據(jù)駕駛行為、交通法律法規(guī)等設(shè)定的。Synchro仿真軟件不僅具備感應(yīng)式信號(hào)控制仿真、自適應(yīng)信號(hào)控制仿真、信號(hào)協(xié)調(diào)控制仿真等功能，還兼具一些傳統(tǒng)交通仿真軟件(如CORSM、TRANSYT—7F等)接口，極具工程使用價(jià)值。

Synchro仿真軟件但能直觀顯示圖形，而且具有較強(qiáng)的計(jì)算能力。計(jì)算得出的總延，CO，HC，NOX尾氣排放、道路服務(wù)水平等結(jié)果，作為方案對(duì)比參數(shù)，對(duì)交通管理部門具有一定的參考價(jià)值。

3.1 仿真環(huán)境建立

3.1.1 路網(wǎng)模型

在Google地圖上截取研究路網(wǎng)所在區(qū)域的圖片作為仿真路網(wǎng)模型的底圖。在Synchro7.0軟件中調(diào)用file—Select Backgrounds窗口，加載背景底圖，按照1∶1比例，使軟件里設(shè)置的路段長(zhǎng)度與實(shí)際道路長(zhǎng)度相匹配，繪制的路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.1.2 數(shù)據(jù)輸入

選擇交叉口后，首先調(diào)用Lane setting窗口，輸入各進(jìn)、出口道街道名稱、交叉口橫斷面形式、車道數(shù)、行駛速度、左、右轉(zhuǎn)因素等參數(shù)。為了保證交通仿真的準(zhǔn)確性，需要確定仿真流量加載時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行道路網(wǎng)絡(luò)交通量的加載。其次調(diào)用Volume Settings窗口，設(shè)置高峰小時(shí)系數(shù)、大車率、行人沖突等參數(shù)。最后調(diào)用Timing Setting窗口，分別設(shè)置沿線交叉口的大車率、相位方案、有效綠燈時(shí)間等參數(shù)。這里截取建設(shè)北路-長(zhǎng)寧西道(1#)交叉口拓?fù)鋱D，如圖3所示。

圖3 建設(shè)北路-長(zhǎng)寧西道拓?fù)鋱D

4.2 生成雙向交通干線協(xié)調(diào)方案

建設(shè)北路現(xiàn)狀交通信號(hào)主要采用單點(diǎn)控制，主線車流行駛延誤大，平均行駛速度慢。生成雙向交通干線協(xié)調(diào)方案流程如下：

Setp 1：調(diào)查收集基本交通數(shù)據(jù)，根據(jù)可協(xié)調(diào)域因子進(jìn)行協(xié)調(diào)子區(qū)劃分。

Setp 2：確定關(guān)鍵路口以及公共周期時(shí)長(zhǎng)，酌情考慮是否設(shè)置雙周期。

Setp 3：系統(tǒng)優(yōu)化沿線交叉口綠顯時(shí)間和綠信比。

Setp 4：設(shè)定干道協(xié)調(diào)控制速度，計(jì)算帶寬以及相位差。

Setp 5：根據(jù)Sychro仿真系統(tǒng)運(yùn)行效果實(shí)時(shí)調(diào)整信號(hào)控制參數(shù)，若方案達(dá)到最優(yōu)，則停止進(jìn)行仿真；否則，返回Setp 3繼續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)。

以5號(hào)交叉口(建設(shè)北路-建華東道)為關(guān)鍵交叉口，公共周期為130 s，3號(hào)交叉口(建設(shè)北路—朝陽(yáng)西道)信號(hào)周期較短，擬采用半周期，干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)速度為50 km/h。根據(jù)Synchro仿真試運(yùn)行情況，合理分配道路資源，不斷優(yōu)化干線協(xié)調(diào)帶寬、相位差。交通流量不斷變化，并具有不均勻性，擬采用50 th百分比延誤場(chǎng)景(若觀察100個(gè)周期，50 th場(chǎng)景為第50個(gè)繁忙周期)。

優(yōu)化后南往北干線協(xié)調(diào)帶寬(NB Arterial Band)為23 s，北往南干線協(xié)調(diào)帶寬(SB Arterial Band)為24 s，1#～6#交叉口的絕對(duì)相位差分別為43，122，13，47，18和10 s。優(yōu)化后的時(shí)距圖如圖4所示。

3.3 仿真評(píng)價(jià)與分析

根據(jù)上述參數(shù)設(shè)置，調(diào)用SimTraffic Animation窗口，隨時(shí)觀察實(shí)時(shí)路況模擬效果。優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比如表6所示。

由表6可知，城市交通干線實(shí)行雙向干道協(xié)調(diào)控制后，沿線交叉口控制效果得到了明顯提高。1#交叉口(建設(shè)北路-長(zhǎng)寧西道)總延誤優(yōu)化效果最明顯，優(yōu)化率為26.67%，沿線各交叉口總延誤由40.8 hr降至34 hr，優(yōu)化率為16.67%。朝陽(yáng)西道與長(zhǎng)虹東道(3#，4#交叉口)之間存在無(wú)信號(hào)控制行人過街開口，可能會(huì)導(dǎo)致建設(shè)北路—朝陽(yáng)西道(3#交叉口)出現(xiàn)負(fù)提升。汽車燃油消耗由157.7 L降至136 L，優(yōu)化率為13.76%。CO，HC，NOX尾氣排放與燃油消耗呈現(xiàn)正相關(guān)，優(yōu)化率與燃油消耗保持一致。Synchro仿真時(shí)間內(nèi)所有車輛總停車次數(shù)由2 291 次下降到2 033次，優(yōu)化率為11.26%。各交叉口的服務(wù)水平也得到明顯的提升，其中，3#交叉口(建設(shè)北路-朝陽(yáng)西道)提升最為明顯，由D提升到了B，基本達(dá)到了優(yōu)化目標(biāo)。

4 結(jié)論

城市交通干道協(xié)調(diào)控制不僅是交通控制領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，也是智能交通研究的重點(diǎn)。本研究選擇河北省唐山市建設(shè)北路主干線為研究對(duì)象，根據(jù)交叉口可協(xié)調(diào)閾因子劃分交通控制子區(qū)，分別計(jì)算控制子區(qū)的協(xié)調(diào)控制參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)收集的交通信息，確定交通干線協(xié)調(diào)控制的公共信號(hào)周期、綠信比等參數(shù)，合理設(shè)置搭接相位，優(yōu)化沿線路口相序。運(yùn)用Synchro7.0系統(tǒng)建立仿真模型，仿真結(jié)果，雙向城市交通干線協(xié)調(diào)控制策略可以明顯降低交叉口總延誤和燃油消耗，具有一定實(shí)用性和可行性。

本研究的不足之處在于在采用Webster計(jì)算公共周期時(shí)沒有考慮非機(jī)動(dòng)車、過街行人、車道車輛滯留等因素。我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施在不斷完善過程中，機(jī)非混合現(xiàn)象突出，后續(xù)將著重開展相關(guān)研究。