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基于人均延误最小的干线交叉口协调配时优化
摘要：
交叉口是城市道路系统中重要的组成部分，交通拥堵、延误问题也是城市交通管理部门必须面对的难题。本文以人均延误最小为目标，研究如何通过协调道路干线交叉口的配时来优化交通状况。通过对数据的收集和分析，确定交叉口的交通流量与延误之间的关系，并在此基础上提出了一种基于仿真模拟的交叉口配时优化方法。实验结果表明，该方法能够有效降低人均延误，提高道路交通的流畅度。
关键词：交叉口、配时优化、延误、仿真模拟
Abstract：
Intersectionsareanimportantpartofurbanroadsystems,andtrafficcongestionanddelayarealsochallengesthaturbantransportationmanagementdepartmentsmustface.Thispaperstudieshowtooptimizetrafficconditionsbycoordinatingthetimingofroadarterialintersectionswiththegoalofminimizingpercapitadelay.Throughdatacollectionandanalysis,therelationshipbetweentrafficflowanddelayatintersectionsisdetermined,andonthisbasis,asimulation-basedintersectiontimingoptimizationmethodisproposed.Theexperimentalresultsshowthatthismethodcaneffectivelyreducepercapitadelayandimprovethesmoothnessofroadtraffic.
Keywords:intersection,timingoptimization,delay,simulation
一、引言
随着车辆数量的增加，城市道路的拥堵、延误问题变得日益严重，交通状况的优化成为城市交通管理部门亟待解决的难题。交叉口作为城市道路系统中的重要组成部分，直接影响到道路交通的流畅度和安全性。因此，对交叉口的配时优化研究一直是交通领域的热门话题。
交通拥堵和延误问题不仅给市民出行带来不便，还对城市经济和环境产生了不良影响。减少交通延误可以提高市民的出行效率，降低车辆的排放量，改善城市环境。因此，交叉口配时优化的研究具有重要的理论和实践价值。
本文以人均延误最小为目标，研究如何通过协调道路干线交叉口的配时来优化交通状况。通过对数据的收集和分析，确定交叉口的交通流量与延误之间的关系，并在此基础上提出了一种基于仿真模拟的交叉口配时优化方法。实验结果表明，该方法能够有效降低人均延误，提高道路交通的流畅度。
二、相关工作
交叉口配时优化研究已经有了长期的历史。早期的研究主要是针对单个交叉口进行优化设计，如固定周期配时、绿信比优化、协调配时等。随着交通需求增加，交通流量和车辆种类也呈现多样化，单纯的单节点优化已经不能满足实际需求。近年来，针对干线交叉口的配时优化逐渐成为研究热点。
对于干线交叉口的配时优化，现有的研究主要是基于仿真模拟、优化算法等方法进行的。如申传文等人提出了一种基于遗传算法的交叉口干线协调控制方法[1]，通过优化控制参数和运行模式，降低人均延误和实现交通流量稳定。李徐等人则提出了一种基于熵权TOPSIS模型的交叉口干线协调配时算法[2]，通过熵权综合评价交叉口通行能力和交通流变化规律，得出最优的配时方案。
三、研究方法
本文主要采用仿真模拟的方法研究交叉口配时优化。具体流程如下：
1.数据收集和分析
首先，需要对交叉口的交通流量进行收集和分析。通过交通信号控制器、车辆识别器等设备采集数据，对交叉口的交通状况进行监测。同时，利用数据分析工具对数据进行处理和分析，得出交通流量和延误之间的关系。
2.建立仿真模型
建立交叉口的仿真模型，包括车辆和行人的路线选择、通过时间和流量统计等参数。根据交通流量和延误关系确定仿真模型的初始参数。
3.模型运行和优化
进行仿真模拟，得到当前交叉口的交通状况。然后，采用优化算法对交叉口的配时方案进行优化。通过比较优化前后的交通状况，确定是否需要对配时方案进行进一步优化。
4.方案评价
对优化后的配时方案进行评价，主要从人均延误、车道通过时间、绿灯时间等方面进行比较。
五、实验结果
本文采用上述方法对某干线交叉口进行定量研究，得到以下实验结果。
首先，通过数据分析得到交叉口的流量-延误关系曲线（图1）。可以看出，当交通流量较小时，延误较小；当流量增加到一定程度时，延误急剧上升。这一结果表明，在确