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1、 毕业设计 引言近些年以来，我国的发展速度之快，经济处于世界领先位置，推动经济的高速发展下注定离不开交通的快捷便利，在这些环境下不得不考虑到城市当中的交通便利因素的发展，在很多国家当中的城市里，兴建密布覆盖范围广的公路网，包括地铁，城铁，水路航线。随着道路在不断地变宽，人越来越多，给地面交通造成超负荷的工作量，随之而来的问题出现了。该怎样改善路面交通方式是一个大国，强国化为重中之重的事情。公交优先承担着极其重要的作用，在城市当中一座城市的道路交通网，线路的多少，覆盖率是多少，是否方便快捷化在某种意义上其实是用来衡量一个城市发达不发的重要原因。公路网的建设扩展其实还能带动周边城市的发展与建设，让
2、城市变得多元素，更立体提供给百姓安全便捷的出行选择，让跟多的人选择绿色出行，选择公交出行，才能减轻地面交通的拥堵时间，拥有一个四通八达的城市道路交通网，才可以更快地成为发达国家。在我国现有的道路建设过程当中，遇到种种问题，最让人头疼的就是拥有大量密集的城市人口，有如此之多人口，必定就会出现道路交通拥堵，虽然公交出行是绿色环保，但是在早高峰和晚高峰时段，市民对公交出行需求急剧上升，该怎样减少乘车人的拥挤还有在车站等车的时间。靠单方面解决办法解决现有的问题有点力不从心，所以我们应当寻找更多的解决途径和解决办法。 现如今时代在变迁科技在发展，很多难题陆续得到了解决办法，就像本文所说到的交通拥堵，人口
3、密集，我们可以利用计算机的仿真模拟应用技术，简单得在电脑上输入相应数据，模拟出道路上的公交车站状态模型，对其评估操作分析，再用所学的知识进行优化应征，多次模拟实验得出最终的优化数据解决办法。这样大大提高了操作实验效果，让我们更快的用所学知识完成优化，在运行管理方面，还可以做到多种多样的复杂状态，对公交优先控制的技术达到新时代。 毕业设计 - 1 -绪论1.1 研究目的及意义本文研究的最终目的是通过对城市当中的公交线路优化配时仿真的模拟，利用仿真软件模拟出乘坐公交的乘客在道路，是否能做到公交优先达到快捷方便的出行，包括公交受信号，道路人流的原因因素影响下又何运行工作的。采集现实生活当中的真实数据
4、，让仿真结果竟可能的达到完美的实际情况，对公交的早晚高峰时段采取有效的相应措施，从而对车站更有效的利用。此次选择的研究地点是，北京惠新东桥小营路十字路口周边公交车站。为何选择此处，因为此路段是大型路口，人口密集，车流量多，公交站点多，而且周边又有商业，住宅，学校。早晚高峰能充分反映出路况拥堵信息，公交车不能及时到站，况且地理位置方便采集数据，离本学者地点较近，便余 VISSIM 初学者进行建模，方便研究。 研究的意义是，通过所学知识利用 VISSIM 仿真结果，全面分析解读此路口的公交优化方案，做到尽可能的改善优化拥堵费时的公交线路，得到一个公交车站建造的优化是否合理性可行性，能否应用到现实生
5、活当中，从而改善优化整条车站，乃至城当中所有拥堵的车站站口，然而推动道路公交优先的改造，对其他城市公交道路的建设起到指导性的意义，让更多的百姓选择绿色出行选择公交出行，减轻道路的承载能力，推动本国家向发达国家前进的脚步。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状自改革开放以来，我国城市对于公共交通的发展迅速，相对于发展中国家处于遥遥领先的位置，但是随之经济发展如此迅速和城市进化如此之快，面临着城市道路拥堵，百姓出门不便捷的问题越发严重，深度影响了国家的发展城市的建造还有百姓的生活水平提高，但是我国对于公交信号优先的研究起步较晚，相对研究较少，对于公交信号单点控制进行了学术性的大量研究，也对
6、优化完善方面做出了较大的努力。同时也对公交信号优先控制多方面技术进行深度的研究，用于解决城市道路交通问题。1.2.2 国内对公交优先单点控制策略研究有关于公交信号优先单点控制，杨晓光进行了研精致思的深入研究。他提出的观点是，在充分统筹社会车辆这一大前提之下，在一定程度上要将信号优先给予晚点公交。在公交协调控制方面，最优先的两类策略是针对“晚点”车辆要“降低公 毕业设计 - 2 -交延误”，对“早到”车辆“增加公交延误”。为了加强公交优先控制的多样性，徐洪峰等人的研究侧重于无公交专用进口道的单个信号控制交叉口的控制，在根据逻辑规则的基础上，设计出了公交优先控制策略。基于我国公交车辆准点率低的这一
7、现象，张宇和李赫南着重研究了对单个交叉口公交信号优先控制。张宇建立起了两种模型，一个是公交站点的乘客延误模型，另一个是公交车辆的延误模型，以达到优化公交车到达交叉口的信号优先时刻的目的。而李赫南则提出了对单相公交优先和多相公交优先信号控制流程。1.2.3 国内对公交优先信号配时研究针对优先控制公交信号的优化目标的研究，方雪丽、张卫华等人将交叉口人总延误最小设为系统优化目标,并在此基础上建立了公交优先信号控制优化模型。路华普提根据模糊控制，建立了公交优先控制方法，是模糊控制应用到公交信号优先控制的体现。杨志宏等人假设在拥有先进的信息收集技术的背景之下，研究了对公交承载人数和误点程度的公交优先权重
8、。控制的目标是将人均延误降低最大，优化对信号的配时方案。除此之外，关伟建立的公交信号优先算法，是在公交优先控制为前提下，基于发车频率，对公交车发车间隔阈值展开了研究。柳祖鹏将公交车的晚点和载客量信息优先考虑，并且综合考虑到其他社会车辆的情况下，使用信号标杆对公交进行了定位和检测，从而对不同相位优先级和流量进行了确定，研究了对公交优先的智能控制策略。1.3 国外研究现状关于城市的交通信号，国外的起步研究比较早，发展至今非常成熟。其中，在对公交信号优先控制这一方面的研究，主要分为两大类：一是主动式公交信号优先，二是被动式公交信号优先。除此之外，还对协调控制理论与交通信号控制系统开展了一系列的研究。
9、1.3.1 国外对公交信号优先方式的研究在主动式公交信号优先方面，美国华盛顿州交通运输中心提出了低级别强制、红灯早断/绿灯延长和检测延长三种公交信号优先控制策略。Wonho Kim 采用加权最小二乘法模拟公交站点停靠时间，提出了受公交站点影响的公交运行时间预测模型，并对公交信号优先控制算法进行了改进。Peter G Furth 等人对公交车辆在交叉口处不给于优先信号、完全给予优先信号和有条件给予优先信号三种情况下的车辆延误变化进行了研究，并得出结论：有条件信号优先控制下延误更小。Richardson 通过对交叉口延误分析，研究了主动式公交优先对控制效果的影响，认为忽略公交优 毕业设计 - 3
10、-先控制的可行性外，实行主动式公交优先信号控制可获得很大的效益。Lin 等人提出了在发车间隔小并且客流密度高的情况下，对以均衡公交的车头时距为控制目标的主动式公交信号优先控制方法进行了研究。1.3.2 国外基于控制系统的公交优先研究在国外，当前较为成熟的交通信号控制系统有三种，分别是SCOOT、TRANSYT、SCATS，在一定程度上这些交通信号控制系统都达到了公交信号的优先控制的目标。其中 SCOOT 对公交优先的考虑体现在两个层次上。分别是：在对公交信号优先的应用中，是在运用车辆识别技术的基础之上，基于公交到达交叉口的时刻，分析判断是否给予公交信号优先，从而达到单点信号优先控制的目的；应用
11、滤波带法，分析公交车辆较高的优先比重，以整体延误最小为最佳的控制目标，进而实现公交优先干线的协调。TRANSYT 系统运用先进的“停车线法”，创造公交车辆离散度的相关函数，由此设计出的公交优先方案是针对固定信号配时的。SCATS设计了 PTIPS(The Public Transport Information and Priority System)，PTIPS是一种为实现公交优先而建立起来的公交信号优先决策模型，可以有效地提高公交服务。这种模型根据公交车的运行时刻表，将公交站点和交叉口及时准确的交通信息提供给公交车的乘客，再预判公交到达交叉口的时间，并给予有效的信号优先。James E 建
12、立了图示中的脉冲形式，是对控制区域之内的交叉口的车流量进行有效的调节，在车流的前进过程中，如果并未出现离散，那么这样脉冲式的形态会继续持续着，直到到达下游的交叉口。关于对公交信号优先控制国外已经做了一系列的研究，在不同程度上这几种主要的信号控制系统也基本上实现了公交信号优先。但是迄今为止，国外的这些研究基本上还是聚集在对优先控制单点公交信号的算法研究中，乃至依据公交准点时刻状况之下，对公交信号优先算法的研究，却并没有足够的考虑到公交运行时间的能否准确地预测，是否受到公交站点这一因素的影响。 毕业设计 - 4 -2 软件安装及介绍2.1 软件介绍本次研究使用的仿真软件是 PTVVISSIM（4.
13、3）。VISSIM 是一种微观、时间驱动、基于驾驶行为的仿真建模工具，用以建模和分析各种交通条件下（车道设置、交通构成、交通信号、公交站点等），城市交通和公共交通的运行状况，是评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具。 VISSIM 的主要应用包括： 公交优先信号控制逻辑的设计与评价。 除了内建的定时信号控制模块外，还能够应用 VAP、TEAPAC、VS-PLUS等感应信号控制模块。 在同时应用协调信号控制和感应信号控制的路网中，评价和优化（通过与 Signal97/TEAPAC 的接口）交通运行状况。城市道路网中轻轨建设项目的可行性及其影响评价。交织区交通分析。 交通设计方案的对比分析。 复
14、杂布局轻轨和公共汽车站点的交通影响分析。公交优先方案的评价。 使用内建的动态交通分配模型，解决行驶路径选择的相关问题。2.2.软件安装通过老师所给文件安装包，学习简单教程快速安装，安装完成后开始学习创造基本道路网进行建模。 毕业设计 - 5 -如图 2-1 安装软件在选定安装 VISSIM,然后把破解拷贝进安装目录,选择 D 盘完成安装。 毕业设计 - 6 -3 数据调查3.1 采集车流量本文采取的交通流量调查方法是通过录制是视频的方式。分别对研究路段内的惠新东桥小营路口交叉口各进出口道的流量拍摄视屏，并采集流量。调查的结果如表所示：表 3.1-1 惠新东桥小营十字路交叉口交通流量流向调查表路
15、口名称 惠新东桥小营十字路交叉口路口类型 十字信号控制交叉口调查日期 20017 年 3 月 17 日星期五调查时段 开始时间 7：00 结束时间 8:30调查时长 1 时 30 分钟进口车道 功能 交通数（辆） 公交车辆（辆） 大客车（辆） 小汽车（辆）直行 1063 109 4 950右转 141 0 0 141东进口道左转 527 0 0 527直行 853 84 15 754右转 639 0 6 633西进口道左转 367 0 0 367直行 622 56 8 558右转 266 0 5 261南进口道左转 592 0 2 590直行 898 56 27 815右转 319 0 4 3
