当前世界环境

介绍

有效的信号控制在增加业务容量和减少信号的交叉延迟时扮演主要作用。增加的交通能力有助于减少拥堵，这反过来消除了拓宽道路的需要，从而提高效率，同时保持较小的道路足迹（CESME，2013）。致动信号控制对于隔离的交叉点非常有效，但在动脉中，它缺乏同步信号的手段，导致频繁停止（FHWA，2008）。信号协调对于减少延迟并停止在具有紧密间隔的交叉口的动脉时是必不可少的。它为动脉交通提供绿色波浪，并为车辆进行进展。许多动脉中的当前控制计划，无法做出良好的进展。

交通专业人员面临的最大挑战之一是减少网络中的旅行时间，增加交通容量，以减少交通延误，同时最大限度地减少建设规模。应对这一挑战的一种方法是提高交通信号控制器的效率，以确保更有效地利用现有的道路容量(Cesme, 2013)。有效的信号控制对于提高通行能力、减少信号交叉口延误具有重要作用。增加交通容量有助纾缓挤塞情况，从而无须加宽道路，从而提高效率。信号控制对于孤立的交叉口是非常有效的，但在主干道上缺乏协调信号的手段，导致频繁的停车。

材料和方法

在本研究中，基于驱动控制进行信号协调。控制类型为协调驱动，其中除指定的协调相位外的所有相位均完全驱动（FHWA，2005）。信号以固定的周期长度运行，周期中未使用的时间被添加到指定的协调相位。驱动协调控制的两个重要特征是强制关闭和超前-滞后相位调整。在驱动协调信号中，每个相位都有一个开始时间和一个结束时间。结束时间是启动阶段的强制关闭点和协调阶段的屈服点（Trafficware，Ltd.，2011）。当协调阶段达到其第一个屈服点时，阶段进入准备屈服状态。在准备屈服状态下，当信号开始出现时，信号可以屈服于任何驱动相位（Traffic ware，Ltd.，2011）。一旦所有协调相位屈服，信号将进入屈服状态。在屈服状态下，依次维修所有驱动相，直到驱动相重新出现（FHWA，2005）。

强行关闭

对于非协调阶段，控制器使用强制关闭，即在周期中的点，即使有持续的需求，非协调阶段也必须结束它们的绿色时间。强制关闭确保协调阶段将收到其预先指定的绿灯时间，并确保交叉口偏移量和周期长度将得到保持。, 2011)。使用Force-Off操作，任何未使用的时间，从驱动阶段可以稍后使用其他驱动阶段。每一个被驱动的相位在间隙时终止，或在其屈服点(以先到者为准)终止。如果不使用固定力关闭，驱动相位也可以在最大时间终止(Cesme, 2013)。

超前滞后定相

在与受保护左转阶段的密切间隔的信号处，使用引线滞后配置（即，在一个交叉点处滞留在另一个交叉点并滞留）而不是同时启动的动脉通过相位，提高双向协调。使用引线滞后配置也限制了浪费的绿色时间，因为浪费的绿色时间（饥饿）直到车辆到达下一个交叉点（同时绿色开始的缺点，现在可以通过左手有效地使用转阶段（2011年交通有限公司）。因此，对于本研究中的信号协调，提出了引线优化和强行运行。

仿真构建与结果

为了评估拟议的控制计划，选择了阿瓦士的Enghelab大道。在Enghelab大道上有三个紧密间隔的十字路口(Enghelab- sheikhbahaa, Enghelab -Naserkhosro和Enghelab- amirkabir十字路口)。在本研究中，使用交通信号协调软件Synchro 8对Ahvaz Enghelab avenue的密集交叉口的信号进行协调和优化(Transportation research Board, 2002)。为了评估所提出的控制逻辑的有效性，在交通仿真模型Sim traffic 8和3D viewer 8中开发了仿真试验台。在仿真环境中，对Enghelab主干道上现有的交通控制逻辑与提出的控制逻辑进行了比较。通过谷歌Earth，使用尺子工具得到了交点之间的距离。图(1)显示了Enghelab动脉及其交叉口。十字路口用黄色圆圈标出。

图1:Enghelab大道上的密集交叉口 点击这里查看图

表（1）显示了Enghelab大道上每个交叉口的当前控制时间。

表1:Enghelab大道所有三个交叉口的当前控制时间

通过和转向运动量

通过Ahvaz市政运输和交通组织获得每个交叉路口的和转向运动卷。乘用车等同物是从住房和城市发展规定的系。选择每个交叉点的峰值小时卷。对于Enghelab-Sheikhbahaa，Enghelab-Naserkhosro和Enghelab-Amirkabir交叉路口，总高峰时间为4609,4498和4159 VPH。

Synchro 8中的动脉设计和控制计划

为了开始模拟，信号协调和优化软件，使用同步。同步是宏观分析和优化软件应用程序。同步支持高速公路容量手册的方法（2000＆2010方法），用于信号交叉口。同步的信号优化例程允许用户重视特定阶段，从而在开发信号时序计划时提供更多选项。同步最大限度地减少了通过动脉段交叉街道的车辆的总延迟。

对于Synchro中的几何动脉构造，使用导入Bing地图以构造动脉和交叉街道的功能。因此，在软件中导入了Enghelab大道地图，并使用相关工具进行了施工。图（2）显示了Synchro 8中的主干道和交叉道结构。

图2:同步8的动脉结构 点击这里查看图

就Enghelab大道的现状而言，每个交叉口的检测器到停车杆的距离为1米。主干道在每个方向上有3条车道，宽度为3.6 m，交叉道在每个方向上有2条车道，宽度为3.6 m。主干道的行驶速度为60 km/h。同步报告显示Enghelab Sheikhbahaa和Enghelab Naser Khosro的服务水平为C，Enghelab Amirkabir交叉口的服务水平为E。

模拟SimTraffic 8中的当前流量条件

在同步设计动脉和交叉街道之后，Simtraffic 8仿真软件开发了一个模拟试验床。SimTraffic是一种强大，易于使用的流量模拟软件应用。SimTraffic执行车辆和行人与行人相关的流量的微型仿真和动画。使用SimTraffic，单独的车辆被建模和显示遍历街道网络（Trafficy，Ltd。，2014）。使用以下公式计算SimTraffic中的燃料消耗（TrafficWare，Ltd。，2011）计算：

F =总旅行* K1 +总延迟* K2 +停止* K3（1）

K1 = 0.075283-0.0015892 *速度+ 0.000015066 *速度^ 2

K2 = 0.7329

K3=0.0000061411*速度^2

F表示燃油消耗量（加仑），其他参数如下：

速度= MPH的巡航速度

总行程=车辆行驶里程

总延迟=单位总信号延迟

停车次数=每小时车辆的总停车次数

Theses与Transyt 7-F使用的默认公式相同。

排放量的计算是基于燃料消耗的，如下(Trafficware,Ltd,2011):

CO = F * 69.9 g / gal =一氧化碳排放（g）（2）

NOx = F * 13.6 g / gal =氮氧化物排放（g）（3）

VOC = F * 16.2 G / GAL =挥发性氧气化合物排放（G）（4）

图（3）显示了3D查看器模拟。

图3：Enghelab Avenue中的当前交通状况的仿真 点击这里查看图

仿真结果显示，当前交通状况下的总行驶时间为36.7小时，总排放量为9362 gr，总油耗为89升。表(2)详列车辆所产生的废气:

表2:Enghelab大道当前条件下车辆产生的排放

用Synchro实现的提出逻辑优化控制计划

Synchro的强大功能之一是它可以优化相位顺序。优化偏移时，Synchro将检查超前和滞后相位的所有组合，以改善交通流。因此，在本研究中，控制类型被设置为驱动协调，每个交叉口的所有干线相位的超前-滞后相位被激活。Enghelab Sheikhbahaa是其引道临界V/C比的主要交叉口。Synchro还支持强制关闭操作，以实现驱动协调控制。因此，该功能在软件中的各个阶段为所有主干道和交叉道激活，并优化了所有计时和偏移。

同步报告显示了Enghelab-Naserkhosro的B级服务水平和Enghelab-Amirkabir交叉口的C级服务水平。

在优化了控制方案并实现了所提出的逻辑后，在SimTraffic 8中开发了一个仿真试验台。仿真结果表明，总行驶时间为27.3小时，总排放量为8181克，总油耗为74.4升。表2详列车辆排放的废气:

表3：优化后Enghelab Avenue中的车辆生产的排放

图（4）和图（5）中所示的图表显示了当前控制计划和Synchro进行优化后提出的控制计划之间的比较。

无花果。4:SimTraffic 8报告，比较Enghelab大道优化控制计划前后的燃油消耗量 点击这里查看图

无花果。5：SimTraffic 8报告的Enghelab大道控制方案优化前后的排放量对比 点击这里查看图

讨论和结论

使用所提出的控制计划协调Enghelab Avenue上的信号，同步报告显示Enghelab-Naserkhosro的C到B的LOS从C到B，从E到C进行enghelab-Amirkabir交叉路口。两个级别的洛斯增加非常实质性，并表明了适当的信号协调的重要性。此外，结果表明致动 - 不协调和致动协调控制之间的差异。优化后，模拟报告显示，逻辑逻辑导致高达53,951和177克和177克的HC，CO和NOx排放量分别或减少与Enghelab Avenue中的当前控制计划相比总额的增量高达12.61％。此外，与Enghelab Avenue中的当前控制逻辑相比，仿真报告显示总燃料消耗量为16.4％，总旅行时间为25.6％。结果是相当大的，并表明拟议逻辑的成功在同步中实施。很明显，信号协调如何降低燃料消耗引起的成本，并在动脉处产生更健康的空气，因为由于较低的挡块导致的燃料消耗和行驶速度较低，则会导致排放较低。

需要进一步的工作来调查操作级交通改进项目的长期影响，并量化使用Synchrogreen，基于软件的ASCT应用于enghelab Avenue对Enghelab Avenue应用协调自适应信号控制的潜在好处，并使用同步和模拟Simtraffic软件。

致谢

作者希望承认Seyyed Abbas Tabatabai博士提供的建设性批评，Shahin Shabani博士和Seyyed Jafar Hejazi博士。

此外，作者希望在数据收集努力中承认Mojtaba Moazedi（Ahvaz市政府经理）的帮助。

参考

1. CESME，B.自组织交通信号进行动脉控制。土木工程
备选途文。20-25（2013）
3. FHWA。交通管制系统手册。FHWA-HOP-06-006（2005）
4.FHWA。交通灯定时手册。FHWAHOP-08-024（2008）
5.Trafficware有限公司交通信号计时手册。(Trafficware, 2011) 6。Trafficware公司planninganalysis-software。2014年5月2日检索自:
7. http：//www.trafficware.com（2014）。
8.运输研究委员会。流量分析软件工具。
9.（循环号E-CO14）。国家研究理事会（2002）。