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[摘 要]以济南经十东路干线为例，首先调查城市干线各交叉口高峰期的流量流向和车速，应用交通微观仿真软件VISSIM和干线协调相结合的优化控制方法，对其进行现状分析，提出优化方案。结果显示，经过优化控制后，有溢流问题的交叉口排队长度减小，延误时间减少。
[关键词]协调控制；VISSIM；微观仿真
中图分类号：V91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0311-01
0 引言
在城市交通中，干线是城市路网的重要组成部分，承担了大量的交通负荷，干线的交通畅通对改善城市交通状况具有很大的作用。交通仿真技术可以动态、直观地模拟各种交通现象，深入地分析交通流的交通特性，因而被越来越多地应用于交通管理领域。本文用VISSIM
仿真软件，以济南市经十东路干线为例对其进行仿真模拟，通过对仿真运行过程的观察和仿真结果的统计，得到信号交叉口的仿真输出参数和基本特性，分析存在的问题，不断改善干线协调优化方案。
1 基于VISSIM的仿真平台构建
1.1 VISSIM模型重要评价指标
在使用仿真模型之后，需要对模型的性能进行评价，其中，重要的评价参数有以下几个：排队长度、延误水平、行程时间、停车次數等。
（1）排队长度
排队长度分为平均排队长度和最大排队长度。平均排队长度是指在该进口到信号灯的相位由红灯变为绿灯之间的时间内，所有车辆的平均排队长度。最大排队长度是指在同一时间段内该车道的最大排队长度。
（2）延误水平
延误水平也是评价模型的一个重要的指标之一，车辆延误的计算方法是由车辆的实际行程时间减去车辆在理想条件下的行程时间。
1.2 VISSIM仿真平台构建
（1）将背景图导入仿真软件VISSIM中，调整其比例大小，使用工具栏路段连接器画出各交叉口的东西南北四个方向的进、出口车道并打通其路径。将各交叉口流量输入仿真软件的各路径决策点中；
（2）将各交叉口信号配时设置在VISSIM仿真软件中，对交叉口添加信号灯进行交通控制；
（3）将路段区间速度设置为仿真软件中车辆的运行速度；
（4）在干线各交叉口主道的进、出口道上设置数据检测器，一切设置操作完毕后，运行VISSIM仿真软件。
2 干线信号协调控制理论
双向干线信号协调控制通常适用于主干道上下行交通流量差异比较小且交通流较为连续的情况。其协调控制方法有三种，分别是同步式干线信号协调控制、续进式干线信号协调控制、交互式干线信号协调控制，这里对前两种方法做简要介绍。
2.1 同步式干线信号协调控制
同步式干道协调控制：当两相邻交叉口间距满足：车辆在两交叉口间的行驶时间正好等于信号周期时长整数倍时，即间距满足下述公式：
S=nvC （2-1）
其中： n--正整数；
v--饱和流车速（m/s）；
C--公用周期时长（s）。
此时可以通过使整条路各交叉口的各进口道协调相位显示同样灯色变化，使车辆可连续地通过相邻交叉口。
2.2 续进式干线信号协调控制
当两交叉口间距均不满足上述条件时，则应该使在上一交叉口绿灯启亮后驶出，并且以一定的车速到达下一交叉口时，正好能够遇到下一交叉口也显示绿灯并在绿灯期间通过。这种协调控制方式称为续进式干道协调控制。
3 实例分析
以济南市经十东路干线三个交叉口为例，使用VISSIM仿真软件对其进行仿真模拟。并由仿真模拟的评价指标数据对比分析协调效果。
3.1 现状仿真模拟
按照构建的VISSIM仿真平台，将现状调查的交通信息设置在VISSIM仿真软件中，运行VISSIM仿真软件。
根据现场的调查及VISSIM仿真软件对现状干线交叉口的排队长度、延误时间的数据分析，可知，洪山路与转山西路进口道的车辆排队到前一交叉口内部，出现溢流现象，使得延误增加，行程时间加长。
3.2 优化解决措施
针对干线交叉口现状的溢流、拥堵问题，提出以减小平均排队长度、减少延误时间为优化目标的同步式与续进式相结合的干线协调控制优化方案。具体措施如下：
（1）交叉口渠化优化设计。通过交叉口的拓宽、增设可变车道、优化车道功能等方式增大交叉口通行能力，缓解拥堵；
（2）优化信号配时。通过改变相位相序、增减相位绿灯时间等方式对干线交叉口进行信号优化；
（3）优化干线协调控制方案。由于该干线的前两口距离较近，故采用同步式协调，同时与第三口续进式协调控制，对其相位差进行优化。
3.3 设计仿真模拟
按照构建的VISSIM仿真平台将优化后的背景及参数导入VISSIM中，运行VISSIM仿真软件，并导出仿真模拟评价指标数据。
3.4 数据分析及评价
由VISSIM仿真软件对干线交叉口的现状和针对现状问题进行优化后的干线交叉口的模拟仿真导出的评价指标数据来对比分析干线协调控制对现状问题的改善程度。如表2所示。
上述干线交叉口的现状和优化协调控制后的VISSIM仿真数据可以看出，优化后干线交叉口的平均长度、延误时间均有不同程度的减小，满足了优化干线协调控制的目标。
4 结论
应用VISSIM仿真软件与城市干线信号协调控制相结合的方法能够较好的缓解交通拥堵，通过对干线现状交通状况的仿真模拟，能更好的发现问题，寻找对应的解决措施。现状与优化后的仿真模拟评价指标数据的对比分析，能直观的看出协调的优劣程度，为城市干线信号协调控制提供参考。
参考文献
[1] 陈利红，邓璇.应用VISSIM仿真进行信号交叉口配时优化.长安大学汽车学院，西安，710064，2013.12.
[2] 范冉.VISSIM在交叉口优化仿真中应用研究.首都经济贸易大学，2014.3.
[3] 姚云，骆勇.城市干线交通协调控制仿真优化.西华大学交通与汽车工程学院，成都，610039，2009.3.
[关键词]协调控制；VISSIM；微观仿真
中图分类号：V91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0311-01
0 引言
在城市交通中，干线是城市路网的重要组成部分，承担了大量的交通负荷，干线的交通畅通对改善城市交通状况具有很大的作用。交通仿真技术可以动态、直观地模拟各种交通现象，深入地分析交通流的交通特性，因而被越来越多地应用于交通管理领域。本文用VISSIM
仿真软件，以济南市经十东路干线为例对其进行仿真模拟，通过对仿真运行过程的观察和仿真结果的统计，得到信号交叉口的仿真输出参数和基本特性，分析存在的问题，不断改善干线协调优化方案。
1 基于VISSIM的仿真平台构建
1.1 VISSIM模型重要评价指标
在使用仿真模型之后，需要对模型的性能进行评价，其中，重要的评价参数有以下几个：排队长度、延误水平、行程时间、停车次數等。
（1）排队长度
排队长度分为平均排队长度和最大排队长度。平均排队长度是指在该进口到信号灯的相位由红灯变为绿灯之间的时间内，所有车辆的平均排队长度。最大排队长度是指在同一时间段内该车道的最大排队长度。
（2）延误水平
延误水平也是评价模型的一个重要的指标之一，车辆延误的计算方法是由车辆的实际行程时间减去车辆在理想条件下的行程时间。
1.2 VISSIM仿真平台构建
（1）将背景图导入仿真软件VISSIM中，调整其比例大小，使用工具栏路段连接器画出各交叉口的东西南北四个方向的进、出口车道并打通其路径。将各交叉口流量输入仿真软件的各路径决策点中；
（2）将各交叉口信号配时设置在VISSIM仿真软件中，对交叉口添加信号灯进行交通控制；
（3）将路段区间速度设置为仿真软件中车辆的运行速度；
（4）在干线各交叉口主道的进、出口道上设置数据检测器，一切设置操作完毕后，运行VISSIM仿真软件。
2 干线信号协调控制理论
双向干线信号协调控制通常适用于主干道上下行交通流量差异比较小且交通流较为连续的情况。其协调控制方法有三种，分别是同步式干线信号协调控制、续进式干线信号协调控制、交互式干线信号协调控制，这里对前两种方法做简要介绍。
2.1 同步式干线信号协调控制
同步式干道协调控制：当两相邻交叉口间距满足：车辆在两交叉口间的行驶时间正好等于信号周期时长整数倍时，即间距满足下述公式：
S=nvC （2-1）
其中： n--正整数；
v--饱和流车速（m/s）；
C--公用周期时长（s）。
此时可以通过使整条路各交叉口的各进口道协调相位显示同样灯色变化，使车辆可连续地通过相邻交叉口。
2.2 续进式干线信号协调控制
当两交叉口间距均不满足上述条件时，则应该使在上一交叉口绿灯启亮后驶出，并且以一定的车速到达下一交叉口时，正好能够遇到下一交叉口也显示绿灯并在绿灯期间通过。这种协调控制方式称为续进式干道协调控制。
3 实例分析
以济南市经十东路干线三个交叉口为例，使用VISSIM仿真软件对其进行仿真模拟。并由仿真模拟的评价指标数据对比分析协调效果。
3.1 现状仿真模拟
按照构建的VISSIM仿真平台，将现状调查的交通信息设置在VISSIM仿真软件中，运行VISSIM仿真软件。
根据现场的调查及VISSIM仿真软件对现状干线交叉口的排队长度、延误时间的数据分析，可知，洪山路与转山西路进口道的车辆排队到前一交叉口内部，出现溢流现象，使得延误增加，行程时间加长。
3.2 优化解决措施
针对干线交叉口现状的溢流、拥堵问题，提出以减小平均排队长度、减少延误时间为优化目标的同步式与续进式相结合的干线协调控制优化方案。具体措施如下：
（1）交叉口渠化优化设计。通过交叉口的拓宽、增设可变车道、优化车道功能等方式增大交叉口通行能力，缓解拥堵；
（2）优化信号配时。通过改变相位相序、增减相位绿灯时间等方式对干线交叉口进行信号优化；
（3）优化干线协调控制方案。由于该干线的前两口距离较近，故采用同步式协调，同时与第三口续进式协调控制，对其相位差进行优化。
3.3 设计仿真模拟
按照构建的VISSIM仿真平台将优化后的背景及参数导入VISSIM中，运行VISSIM仿真软件，并导出仿真模拟评价指标数据。
3.4 数据分析及评价
由VISSIM仿真软件对干线交叉口的现状和针对现状问题进行优化后的干线交叉口的模拟仿真导出的评价指标数据来对比分析干线协调控制对现状问题的改善程度。如表2所示。
上述干线交叉口的现状和优化协调控制后的VISSIM仿真数据可以看出，优化后干线交叉口的平均长度、延误时间均有不同程度的减小，满足了优化干线协调控制的目标。
4 结论
应用VISSIM仿真软件与城市干线信号协调控制相结合的方法能够较好的缓解交通拥堵，通过对干线现状交通状况的仿真模拟，能更好的发现问题，寻找对应的解决措施。现状与优化后的仿真模拟评价指标数据的对比分析，能直观的看出协调的优劣程度，为城市干线信号协调控制提供参考。
参考文献
[1] 陈利红，邓璇.应用VISSIM仿真进行信号交叉口配时优化.长安大学汽车学院，西安，710064，2013.12.
[2] 范冉.VISSIM在交叉口优化仿真中应用研究.首都经济贸易大学，2014.3.
[3] 姚云，骆勇.城市干线交通协调控制仿真优化.西华大学交通与汽车工程学院，成都，610039，2009.3.