信号交叉口延误计算方法的比较
【推荐】信号交叉口延误分析几种常用方法的比较
专 业 推 荐↓精 品 文 档(Transportation Science&Engineering)信号交叉口延误分析几种常用方法的比较3姚裔虎 赵跃萍(武汉理工大学交通学院 武汉 430063)摘要:延误是评价交叉口服务水平和车辆通行效率的一个重要指标.文中引入停车延误和控制延误的概念,分别采用现场调查法、HCM2000算法以及仿真方法对停车延误和控制延误进行了分析计算,并以武汉市小东门交叉口信号控制方案设计为例,应用V ISSIM4.10仿真软件对其延误进行了仿真计算分析,通过与点样本法、HCM2000算法的计算结果比较,表明V ISSIM软件在信控交叉口延误计算分析中具有较好的精准性和有效性,可以作为交叉口延误分析评价的有效方法之一.关键词:信号交叉口;延误分析;V ISSIM仿真中图法分类号:U491DOI:10.3963/j.issn.100622823.2009.04.0200 引 言信号交叉口延误是由于交叉口处信号控制引起交通流间断而损失的车辆行驶时间,包括排队延误、停车延误、控制延误、引道延误等[1].用于评价信号交叉口服务水平的延误主要是平均停车延误和平均控制延误.平均停车延误实际应用中易于测定,已被研究人员广泛接受,有许多研究用平均停车延误方法来评价信号交叉口的服务水平.但是进入交叉口的部分车辆还要经历减速延误和加速延误,这是由于交叉口的实际交通流是周期性中断的,每次交通流被迫减速、停止,然后再次启动、加速,这些都引起车辆运行时间的损失.为了全面评价信号交叉口的运行效率,1997年美国的通行能力手册引入了控制延误.控制延误是停车延误和加减速引起的损失时间之和[2].一般而言,控制延误往往易于用数学模型来描述,而停车延误则易于观测和度量[3].本文将分别运用点样本法、HCM2000法(美国道路通行能力手册)和V ISSIM4.1微观仿真软件计算武汉市小东门交叉口的延误,并对计算结果进行分析比较.1 信号交叉口延误分析的主要方法1.1 调查方法交叉口延误的调查方法主要有点样本法和抽样追踪法2种,考虑到点样本法容错性较好,在本文的分析中采用点样本法.在交叉口处,按15s 预定的时间间隔清点停在停车线后的车数,同时清点经过停车后通过停车线的车辆数(停驶数)和不经停车通过停车线的车辆数(不停驶数).连续不间断的重复上述过程,直至取得所需样本量或交叉口引道上交通显著地改变时为止.为保证调查精度,必须有足够的样本数,根据二项分布来确定需要调查的最小样本数为N=(1-p)x2pd2(1)式中:N为最小样本数;p为交叉口引道处停驶车辆百分比;x2为在所求置信度下x2值,一般情况下,置信度为90%时,相应的x2=2.7;d为停驶车辆百分率估计值的允许误差,范围是0.01～0.1,通常取0.1或0.05.交叉口点本样法延误调查,可得出以下数据总延误=总停驶数×抽样时间间隔(2)每一停驶车辆的平均(停车)延误=总延误/停车数(3)每一入口车辆的平均(停车)延误=总延误/入口交通量(4)停驶车辆百分比=停车数/总入口车数×100%(5)停车百分比的容许误差=(1-p )x 2pN(6)1.2 模型估算方法本文应用HCM2000延误计算模型.d =d 1P F +d 2+d 3(7)式中:d 为各车道每车平均信控延误,s/pcu ;d 1为均匀延误,即车辆均匀到达所产生的延误;P F 为均匀延误的调整参数;d 2为随机附加延误,即车辆随机到达并引起超饱和周期所产生的附加延误;d 3为初始排队附加延误,即在延误分析期初停有上一时段留下积余车辆的初始排队使后续车辆经受的附加延误.引道每车延误和整个交叉口的每车延误为d A =∑id iv i/∑ip i(8)d I =∑AdAv A /∑AvA(9)式中:d A 为引道A 的延误;d i 为引道A 中车道组i 的延误;v i 为车道组i 的调整流率;d I 为交叉口I 的每车延误;v A 为引道A 的调整流率.考虑调查初始时交叉口就存在车辆排队对延误的影响,所以模型中增加延误d 2考虑了交叉口过饱和情况下的增加延误,但假定车道组在分析期起点没有初始排队,如果存在初始排队则需要计算d 3,否则d 3等于0.1.3 仿真方法利用德国P TV 公司研发的V ISSIM 软件进行仿真研究计算.V ISSIM 系统核心仿真模型采用德国Karlsruhe 大学Wiedemann 教授建立在驾驶员反映行为之上的“心理2物理学跟车模型”[425].在使用V ISSIM 进行仿真过程中,需要根据车辆的位置、速度和加减速率采取不同的运行状态:(1)当车辆遇到信号控制或车辆排队时减速行驶;(2)车辆必须在车辆排队队尾或交叉口停车线前停止;(3)当排队消散或信号变为绿灯时,车辆加速再次达到正常运行速度;(4)车辆在无信号2 信号交叉口延误分析方法的比较1)点样本法的各个样本是相互独立的,某个样本的错误或遗漏对总的结果几乎没有影响.由于选择观测时间间隔避免了与信号周期的同步,使得各种停车运行状态的样本均可观测到,可以得到每一停驶车辆的平均延误和停驶车辆百分比等统计量.但是点样本法无法获得延误时间的分布特征.从式(4)可以看出:点样本法认为在统计时刻停留在停车线后面的车辆已完全停车了调查间隔值;在调查间隔区段内停车,而在统计时刻前起动加速驶离的车辆的停车延误则忽略不计.由此可见点样本法适用于停车延误较大的信号控制交叉口.一般应是信号周期较长,或者信号相位阶段较多的信控交叉口.该类交叉口由于有效红灯时间较长.绿信比较低,致使车辆因红灯停车延误较大.同时当交叉口停驶车辆百分比很高时,由于排队车辆较多,要在调查间隔时刻瞬间统计出停车排队车辆数,几乎是不可能的,致使点样本法很难适用,精确度不高.2)模型估算法运动方便,受主观因素的影响小,精确度较高.不足在于它是在一定的假设条件之上通过数学模型计算延误,缺乏考虑众多相关因素影响的能力,有时难以充分反映实际情况.HCM2000延误模型是针对美国城市交叉口交通流特征建立的,而我国城市交叉口与美国城市交叉口有很大差异.首先,交通方式要复杂得多.美国城市交叉口交通方式主要是机动化的,且以小汽车为主,而在我国城市交叉口,各种交通方式混杂,包括机动车非机动车和行人,且相互干扰,增加了交叉口的延误.其次,美国公民闯红灯者少,而在我国,城市交叉口闯红灯的现象比较普遍,干扰车辆的正常运行,增加了交叉口的延误.3)V ISSIM 通过模拟,再现路段交通流的运行情况,直观地反映车流的密集程度、拥挤状况、排队状况等,能模拟路段上的非机动车及行人、交叉口处等待过街和正在过街的非机动车及行人交通流.因此V ISSIM 不仅能描述信控交叉口车辆的延误,也能计算行人和非机动车的延误.但V ISSIM 需根据实际交通流情况,调整跟驰模型的参数或车辆动力特性参数等,从而确保其延误3 案例分析3.1 基础数据以武汉市的小东门信号控制交叉口(武珞路与中山路相交)为研究对象,如图1所示,采用四相位定时信号控制.表1为交叉口的小时机动车、非机动车和行人流量调查数据,表2为信号交叉口的相位分配情况.图1 小东门交叉口表1 小东门交叉口小时交通流量调查数据表方向编号 机动车/pcu 非机动车/辆 左直右总量左直右总量行人/人东21040039310033575164274648南30886833215085088234372510西692004627314082200322484北391107616216295192289433600表2 信号交叉口相位分配表s相位绿灯时间黄灯时间全红时间周 期北左直3632南左直3232东左直2232西左直25321353.2 结果分析定义排队计数器,按东、南、西、北的顺序,在该交叉口的各进口道停车线附近设置4组排队计数器.其中排队开始车速的上限值为5.0km/h、排队消散车速的下限值为10.0km/h ,车辆间的最大车头空距12m ,最大排队长度500m ;仿真时间0～3600s ,仿真计数间隔400s.通过V ISSIM 运行,可以得到延误输出文件,由于仿真的随机因素,一次仿真的结果具有不稳定性.所以,进行了3次独立的仿真,保证仿真结果的统计稳定性.再使用点样本法和HCM2000法计算延误,得到结果,见图2和表3.表3 延误结果分析表项 目东西南北V ISSIM 与点样本法误差/%9.1411.3418.3014.07V ISSIM 与HCM2000误差/%8.336.949.348.32 从图2和表3的结果分析数据可知:1)点样本法基于现场数据调查,其计算所得到的是停车延误,故计算结果小于HCM2000法计点样本法停车延误得到的控制延误值.由图2可知,点样本法停车延误与HCM2000控制延误曲线有相似性,所以点样本法停车延误可以乘以一定的转换系数,通过适当修正得到控制延误.2)由于南进口道的停车百分比较大,在点样本法实际调查中不能准确的在15s 的时间间隔内统计出停车车辆数,所以在南进口道,点样本法在计算停车延误时与V ISSIM 仿真有较大的偏差,其他进口道的点样本法停车延误与V ISSIM 仿真的停车延误误差不大.3)V ISSIM 仿真得到的控制延误数据与HCM2000法计算的延误在允许范围内存在一定的误差.这主要是因为HCM 延误模型是针对美国城市交叉口交通流特征建立的,而我国的交叉口交通流特性与美国的存在一定的差异,所以不能直接利用HCM 延误模型分析我国城市交叉口由图2可见,HCM2000延误模型计算曲线与V ISSIM仿真延误曲线变化趋势相似,可以近似认为两者存在一定的线性关系,可以适当修正HCM2000模型使之适合我国混合交通流条件下的信号交叉口的延误计算.4)V ISSIM4.1仿真软件提供了一个虚拟的平台,通过详细地描述交通主体的行为,设定相应参数来反应实际交通状况,因此利用V ISSIM仿真软件得到的交叉口延误数据准确度比较高.4 结束语本文着重论述了交叉口延误的点样本法、HCM2000算法以及模拟仿真的计算方法.利用V ISSIM4.10软件建立仿真平台,并运用这3种方法分别对武汉市小东门交叉口的延误进行了计算.通过实例运用的比较分析可以得到,V ISSIM 仿真软件在信控交叉口延误计算的结果与点样本法、HCM2000延误计算结果吻合较好,具有较好的精准度和实用性.参考文献[1]杨晓光.城市道路交通设计指南[M].北京:人民交通出版社.2003.[2]邵长桥.平面信号交叉口延误分析[D].北京:北京工业大学交通工程系,2002.[3]陈绍宽,郭谨一,王 漩,等.信号交叉口延误计算方法的比较[J].北京交通大学学报,2005,29(3):77280.[4]罗美清,隽志才.V ISSIM在交叉口交通设计与运行分析中的应用[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2004,28(2):2322235.[5]王玉鹏.基于VISSIM仿真的交叉口延误分析[J].物流科技,2006(4).25228.[6]Fu L P.A f uzzy queuing model for real2time adaptiveprediction of incident delay for A TMS/A TIS[J].Transportation Planning and Technology,2004, 33(2):19223.[7]Blue V J,Adler J L.Cellular automata microsimula2tion for modeling bi2directional pedestrian walkways [J].Transportation Research,2001,35(3):2932 312.[8]Cheng T C E,Allam S.A review of stochastic mod2elling of delay and capacity at unsignalized priority in2 tersections[J].European Journal of Operational Re2 search,1992,60(3):2472259.Comparison of Analysis Met hods ofIntersection Delay Under Singnal ControlYao Yihu Zhao Yueping(S chool of T rans portation,W uhan U ni versit y of Technolog y,W uhan430063)AbstractThe t raffic delay is an important index to evaluate t he service levels and t he operation efficiency at t he signalized intersection.Based on presenting t he stopped delay and control delay,t his paper em2 p hatically analyses t he delay calculation of spot sample met hod,HCM2000algorit hm and t he simula2 tion met hod.Finally t his paper taking t he example of Wuhan Xiaodongmen intersection to calculate t he intersection delay by simulation software named V ISSIM4.10.According to t he comparison and analysis of V ISSIM simulation wit h spot sample met hod and HCM2000algorit hm,t he accuracy and effectiveness of t his software in calculation of delay at signal2cont rolled intersection have been proved. So t he V ISSIM simulation met hod can be used as an effective way to analyze and evaluate t he t raffic delay at t he signalized intersection.K ey w ords:signalized intersection;delay analyse;V ISSIM simulation。
交叉口延误计算例题
交叉口延误计算例题为了回答你关于交叉口延误计算的问题，我将从以下几个角度进行回答，交叉口延误的定义、计算方法、影响因素、解决方案和实际案例。
1. 交叉口延误的定义：交叉口延误是指车辆在交叉口处因为交通流量过大、信号灯设置不合理或其他原因导致的行驶时间延长。
它是交通拥堵的一种表现形式，会给交通参与者带来不便和时间浪费。
2. 交叉口延误的计算方法：交叉口延误可以通过以下几种方法进行计算：行驶时间法，通过测量车辆通过交叉口的时间来计算延误。
将车辆通过交叉口的实际时间与在理想条件下通过该交叉口所需的时间进行比较，得出延误时间。
延误指数法，通过测量车辆在交叉口处排队等待的时间和通过交叉口的时间来计算延误指数。
延误指数是排队等待时间与通过时间之比，用于评估交叉口的延误程度。
延误成本法，通过估算交叉口延误对交通参与者的经济成本进行计算。
这包括时间成本、燃料成本和环境成本等。
3. 影响交叉口延误的因素：交叉口延误受到多种因素的影响，包括但不限于以下几个方面：交通流量，交通流量过大会导致交叉口延误，特别是在高峰时段。
信号灯设置，信号灯的周期、配时和协调性对交叉口延误有很大影响。
合理的信号灯设置可以减少延误时间。
道路布局，交叉口的设计和布局也会影响交叉口延误。
合理的车道划分和导向标志可以提高交叉口的通行效率。
驾驶行为，驾驶员的行为也会对交叉口延误产生影响。
例如，违规变道、不礼让等行为会导致交通堵塞和延误。
4. 解决交叉口延误的方案：为了减少交叉口延误，可以采取以下一些解决方案：优化信号灯设置，合理设置信号灯的周期和配时，采用智能信号控制系统，提高信号灯的协调性，以减少延误时间。
改善道路布局，对于交通流量大的交叉口，可以考虑增加车道数目、增加转弯半径、设置专用转弯道等，以提高交叉口的通行能力。
提供交通信息，通过交通导航系统、电子显示屏等方式向驾驶员提供交通信息，帮助他们选择较少延误的路线。
加强交通管理，加强交通执法，减少违规行为，提高驾驶员的文明驾驶意识，以减少交通堵塞和延误。
交叉口延误计算公式
交叉口延误计算公式交通拥堵是城市中常见的问题之一，而交叉口的延误更是导致交通拥堵的重要因素之一。
为了更好地解决交通拥堵问题，交叉口延误的计算公式应运而生。
交叉口延误是指车辆在交叉口停留的时间与车辆通过交叉口所需的时间之差。
要计算交叉口延误，需要考虑以下几个因素：1. 车辆流量：交叉口的延误与车辆流量有关。
车辆流量高时，交叉口延误通常也会增加。
因此，要计算交叉口延误，需要知道交叉口的车辆流量。
2. 信号灯周期：交叉口的信号灯控制车辆通行的时间。
信号灯周期长，车辆通过交叉口的时间就会增加，从而导致交叉口延误。
因此，计算交叉口延误时需要考虑信号灯的周期。
3. 车辆速度：车辆通过交叉口的速度也会影响交叉口延误。
车辆速度快时，通过交叉口的时间就会减少，从而减少交叉口延误。
因此，计算交叉口延误时需要考虑车辆的速度。
基于以上因素，交叉口延误的计算公式可以表示为：延误时间 = (车辆通过交叉口的时间 - 交叉口信号灯的时间) * 车辆流量 / 车辆速度通过这个公式，我们可以计算出交叉口的延误时间。
延误时间越长，交通拥堵程度就越严重。
因此，通过计算交叉口延误，我们可以评估交通拥堵的程度，进而采取相应的措施来改善交通状况。
为了更准确地计算交叉口延误，我们还可以考虑其他因素，如车辆类型、道路条件等。
同时，我们还可以通过实际的交通数据来验证和优化计算公式，以提高计算结果的准确性和可靠性。
交叉口延误的计算公式不仅可以用于交通规划和交通管理，还可以用于交通模拟和交通仿真等领域。
通过计算交叉口延误，我们可以更好地理解交通系统的运行情况，并提出相应的改进措施。
交叉口延误的计算公式是解决交通拥堵问题的重要工具之一。
通过准确计算交叉口延误，我们可以评估交通拥堵的程度，优化交通规划和交通管理，提高交通系统的效率和安全性。
希望未来能有更多的研究和创新，为解决交通拥堵问题做出更大的贡献。
交叉口延误计算公式
交叉口延误计算公式
交叉口延误计算公式是交通工程领域常用的一种计算方法。
它通过分析交叉口的车辆流量、车速、红绿灯周期等因素，计算出交叉口的延误时间，从而评估交叉口的运行效率。
下面介绍一下交叉口延误计算公式的基本原理和应用方法。
交叉口延误计算公式的基本原理是根据车辆通过交叉口的实际
情况，估算出车辆在交叉口内停留的时间，然后将所有车辆的停留时间累加起来，就得到了交叉口的总延误时间。
具体计算方法如下：延误时间 = (车辆数×车辆平均停留时间) / 3600
其中，车辆平均停留时间是指车辆在交叉口内等待和通过的平均时间，可以通过以下公式计算：
车辆平均停留时间 = (交叉口长度÷车速) + (红灯时间×
车辆通过率)
交叉口长度是指交叉口两端道路的距离，车速是指车辆通过交叉口的平均速度，红灯时间是指交叉口红灯的时间，车辆通过率是指通过交叉口的车辆数量与通过交叉口的总车流量之比。
交叉口延误计算公式的应用方法是先测量交叉口的长度和车流量，然后根据实际情况估算出车速和红绿灯周期，最后使用上述公式计算交叉口的延误时间。
通过对不同交叉口的延误时间进行比较，可以评估交叉口的运行效率，并提出改进措施。
总之，交叉口延误计算公式是交通工程领域非常重要的计算方法，可以帮助交通工程师评估交叉口的运行效率并提出改进措施，从而提
高城市交通的整体运行效率。
信号交叉口延误计算方法的比较
文章编号:1673 0291(2005)03 0077 04信号交叉口延误计算方法的比较陈绍宽,郭谨一,王 璇,毛保华(北京交通大学交通运输学院,北京100044)摘 要:在论述控制延误、停车延误和引道延误概念和关系的基础上,着重分析了用于计算延误的调查法、分析法和仿真法,并以十字型交叉口为案例,分别使用点样本法、H CM2000法、SimT raffic 5系统和VISSIM3.60系统计算交叉口延误.经分析认为,VISSIM3.60系统在交通行为描述和参数设置方面更为细致,因此更适合计算国内混和交通流条件下信号交叉口延误.关键词:交通工程;信号交叉口;延误;仿真中图分类号:U491.114 文献标识码:AAnalysis and Simulation on Signalized Intersection DelayCH EN Shao_kuan,G UO Jin_yi,WAN G X uan,MA O Bao_hua(School of T r affic and T ransport,Beijing Jiaotong U niversit y,Beijing100044,China)Abstract:T his paper presents control delay,stopped delay and approach delay of a sig nalized intersec tion and analyzes their relations.It analyses survey method,analytic model and simulation model, w hich are used to compute the delay of an intersection.This paper computes respectively the delay of a crossed intersection through the dot_sample method,HCM2000method,SimTraffic5and VISSIM3.60.The results show that VISSIM3.60more fit for the intersections under mixed traffic environmentin Chinese than other methods because of its detailed parameter settings.Key words:traffic eng ineering;signalized intersection;delay;simulation信号交叉口延误是评价信号交叉口交通服务水平和运营效率的重要指标,它不仅反映了使用者通过信号交叉口时多付出的时间代价,还反映了信号交叉口在城市道路系统中的运营状态.信号交叉口运营状态良好,则延误较低;反之则高.因此,进行信号交叉口延误分析对城市道路规划、道路设计和评价信号配时方案非常重要.信号交叉口延误的分类包括排队延误、停车延误、控制延误、引道延误等,但普遍使用的主要有停车延误和控制延误.停车延误和控制延误由美国道路通行能力手册(HCM)提出并推广,H CM97版本之前普遍使用停车延误,1997年之后则采用更符合实际的控制延误来评价信号交叉口.信号交叉口延误的计算方法主要包括调查方法、分析方法和仿真方法3类.调查方法需要大量的实际数据为基础样本数据,耗费较多的人力和物力,并且计算得到的结果仍可能有较大偏差.分析方法则在一定的假设条件之上通过数学模型计算延误,缺乏考虑众多相关因素影响的能力,有时难以充分反映实际情况.仿真方法通过软件系统来模拟车辆运行过程,通过调整控制参数对比,分析不同方案而获得满意结果,但要求使用者对仿真软件系统有充分的了解.1 延误的基本概念信号交叉口延误是由于交叉口处信号控制引起交通流间断而损失的车辆行驶时间.常用停车延误、控制延误和引道延误来描述交叉口处的延误.其定收稿日期:2004 09 01基金项目:教育部科学技术研究重点项目(03039);教育部重点实验室交通运输智能技术与系统开放项目(2003-02)作者简介:陈绍宽(1977 ),男,陕西商州人,博士生.email:csk-puff@第29卷第3期2005年6月 北 京 交 通 大 学 学 报JOU RNAL OF BEIJING JIA OT ON G U N IV ERSIT YVol.29No.3Jun.2005义如下:停车延误是指车辆在交叉口范围内静止状态产生的延误;控制延误是指车辆受信号影响的行驶时间与自由流状态下行驶时间的差;引道延误则是指车辆自交叉口最大排队处至停车线的延误.停车延误和引道延误均为控制延误的一部分,区别在于:停车延误通过车辆行驶过程定义,而引道延误则通过车辆行驶空间定义.上述3种延误的关系满足如下关系d sp=d app-d ac c-d dec(1)d con=d sp+d acc+d dec(2)d app=d con-d con(3)式中,d sp为停车延误,d con为控制延误,d a pp为引道延误,d acc为加速延误,d dec为减速延误,d acc为停车线前的加速延误,d dec为停车线前的减速延误,d con 为越过停车线后的控制延误.式(1)表明停车延误为引道延误减去停车线前的加、减速延误.式(2)表明控制延误是停车延误与加、减速延误之和.式(3)表明引道延误是控制延误与越过停车线后的控制延误之差.在应用中,通常建立上述3种延误的换算关系.美国道路通行能力手册(H CM)认为控制延误在数值上约等于停车延误的1 3倍,但很多学者认为这个换算系数过于笼统.文献[1]认为3种延误之间彼此存在线性关系,但控制延误与停车延误的换算系数不是常数,而是受信号配时影响,与红灯时间相关.2 计算延误时间2 1 调查方法交叉口延误的调查方法主要有点样本法和抽样追踪法两种,考虑到点样本法容错性较好,在本文的分析中采用点样本法.点样本法的主要思路是记录一定时间间隔(通常是15s或20s)引道上停车和驶过的车辆数,然后根据车辆数和时间间隔计算各项延误指标.具体步骤如下:(1)记录调查期内一定时间间隔的车辆数,并分别记录停车车辆数和驶过车辆数.(2)计算调查期内总延误为D=N!t,式中,D为调查期内总延误,N为总停车车辆数,t 为时间间隔.(3)计算停车车辆的平均延误为d sp=D/n,式中,d sp为停车车辆的平均延误,n为停车车辆数.(4)计算引道车辆的平均延误为d a pp=D/n app,式中,d app为引道车辆的平均延误,n a pp为引道交通量.(5)计算停车车辆百分比为p=n spn app!100%,式中,p为引道上停车车辆的百分比,n sp为停车车辆数,n app为引道交通量.(6)计算停车百分比的容许误差为E=(1-p)K2pN min,式中,K为置信度,N mi n为进行延误调查的最小样本容量.点样本法的优点是调查样本中如果存在不良数据时对计算结果几乎没有影响,并且计算过程不受信号周期的约束.需要注意的是:∀点样本法得到的是引道平均延误;#当停车车辆百分比较大时,方法的适用性无法保证.2.2 分析方法分析方法通过建立数学分析模型计算得到延误数值,在本文中,主要分析应用较为广泛的HCM2000延误计算模型.首先,计算信号交叉口的车道组每车平均控制延误,公式为d=d1*P F+d2+d3(4)式中,d为车道组每车平均控制延误,s/辆;d1为假定车辆均匀到达时的控制延误,s/辆;P F为均匀延误行进的调整参数;d2为考虑随机到达和过饱和排队影响的增加延误,s/辆;d3为初始排队延误, s/辆.其次,计算引道每车延误和整个交叉口的每车延误,公式为d A=∃i d i v i∃i v i(5)d I=∃A d A v A∃A v A(6)式中,d A为引道A的延误,s/辆;d i为引道A中车道组i的延误,s/辆;v i车道组i的调整流率,辆/h;d I为交叉口I的每车延误,s/辆;v A为引道A的调整流率,辆/h.关于上述延误模型需要说明以下两点:∀延误模型为HCM2000中信号交叉口服务水平模型的主体,在输入参数模型、车道组流率模型、饱和流率模型和通行能力模型的基础上计算延误.#模型中增加延误d2考虑了交叉口过饱和情78北 京 交 通 大 学 学 报 第29卷况下的增加延误,但假定车道组在分析期起点没有初始排队;如果存在初始排队则需要计算d3,否则d3等于0.d3的计算过程较复杂,本文不再赘述. 2.3 仿真方法微观交通仿真软件以个体车辆为单位,对车辆的出行行为进行细致的定义,并跟踪和记录这些车辆在交通系统中的所有事件,因此,可以更准确地计算车辆延误.不同的仿真软件计算车辆出行过程各类延误的模型不相同,例如,Trafficw are公司开发的SimTraffic系统认为车辆速度低于3.0m/s的行驶时间为停车延误[2],这与本文第1部分中的停车延误定义有很大差别,但几乎所有仿真系统对于控制延误的定义都相同,从而为不同仿真系统结果的对比分析提供了依据.使用仿真方法计算信号交叉口控制延误需要根据车辆的位置、速度和加减速率采取以下运行状态:∀车辆在无信号控制影响状态时按理想运行速度行驶;#当车辆遇到信号控制或车辆排队时减速行驶; %车辆必须在车辆排队队尾或交叉口停车线前停止;&当排队消散或信号变为绿灯时,车辆加速再次达到正常运行速度.仿真系统记录车辆的实际行程时间,与以理想运行速度行驶的时间比较,两者的差值即车辆的控制延误.因此,理想运行速度的定义非常重要,如果理想速度定义较高,则车辆控制延误较大.国外城市道路条件好、车辆性能较优,通常理想运行速度定义较高,根据我国道路和车辆实际情况,建议选取较国外软件推荐值低的理想运行速度.V ISSIM3.60是应用较为广泛的微观交通仿真系统,由德国PT V公司开发,具有计算控制延误、停车延误和引道延误的功能.我国城市道路系统非机动车、行人交通量大,对信号交叉口通行能力及服务水平有较大影响[3].相比之下,SimTraffic5系统将非机动车、行人对机动车的影响通过折减系数来反映.而VISSIM3.60系统则建立更为细致的交通行为模型,针对每一类交通主体进行行为定义,不仅可计算机动、非机动车辆的控制延误,还对行人的延误进行统计[4].VISSIM3.60系统在计算车辆延误时采用行程时间段来测量延误,用户可以计算车道延误、交叉口内延误甚至是某一转向车流的延误.V ISSIM3.60系统用于描述交通行为的参数主要有:车辆参数(最大加减速度、期望加减速度、长度、宽度、重量、动力等);换道参数(最小车头距、等待换道的最大时间、换慢车道的最短车头时距);强制换道参数(最大减速度、可接受减速度);跟驰行为参数(停止车辆平均间距、特定速度时保持的车头时距、从静止起动时的期望加速度、80km/h的期望加速度等);横向行为参数(期望位置、最小横向间距).描述延误的参数主要有:每车平均总延误;每车平均停车时间;队列中车辆状态改变次数;总车辆数;每人平均总延误;总行人数.3 案例分析3.1 基础数据本文作者以北京海淀区学院南路与大柳树路的信号交叉口(又称中软大厦交叉口)为研究对象,此交叉口为十字形交叉口,采用两相位固定配时信号系统.通过调查得到信号配时数据和早高峰小时交通流数据.表1为早高峰的小时机动车、非机动车和行人流量调查数据;表2列出交叉口信号相位分配状况,信号周期为74.0s.细节数据可文献[5].表1 晚高峰(7:00-8:00)小时交通流量调查数据表T ab.1 T raffic volume at peak hour类 别方 向东进口西进口南进口北进口机动车/辆左转6011310169直行491666237246右转8394483181总计634873821496非机动车/辆左转211151824直行569532305543右转225923870总计612706561637行人/人总计7512412635重型车比例/% 7 8 8 8表2 交叉口信号相位分配情T ab.2 Sig nal phrase assignment at intersection s相位序相位绿灯时间黄灯时间全红时间周期学院南路东西30.0 2.0 4.0大柳树路南北38.0 2.0 4.074 03.2 结果分析本文根据3.1的基础数据,使用点样本法、HCM2000方法及SimTraffic5、V ISSIM3.60仿真系统计算中软大厦交叉口的停车延误、控制延误,结果如表3.分析表3的结果数据可知:(1)点样本法基于现场数据调查,可以认为是实际的交叉口延误,但此方法计算得到的是停车延误,因此,实际的控制延误应略大于调查数据.(2)H CM2000方法考虑了交叉口的增加延误d2,但在v/c比值大于1.0时(北进口为1.12)计算得到的控制延误数据偏大.HCM2000计算得到北进79第3期 陈绍宽等:信号交叉口延误计算方法的比较口控制延误(97.6s)远大于点样本法计算停车延误(35.6s),而其他进口的延误数据相差不大.表3 中软大厦交叉口延误计算结果表T ab.3 Delay at Zhongruan Building intersection方 法项 目东进口西进口南进口北进口点样本法停车延误/s15.9015.4013.3035.60HCM2000v/c0.880.720.80 1.12控制延误/s21.9015.8011.8097.60SimTra ffic5停车延误/s38.9025.9011.2023.10控制延误/s44.8035.8018.9037.50VISS IM3.60停车延误/s12.7013.3012.5024.80控制延误/s17.9019.0014.3038.90注:v/c为最大车流量与通过能力的比值.(3)SimTraffic5仿真得到的南、北进口控制延误数据与点样本法计算的停车延误相差不大,而东、西进口控制延误数据(44.8s和35.8s)偏大.此系统适应国外交通状况,较少考虑非机动车、行人对交通流的影响,因此在用于国内信号交叉口案例研究时无法较完整的反映实际情况,即难以细致描述非机动车和行人交通行为.(4)VISSIM3.60仿真得到的各进口控制延误数据与点样本法计算停车延误相差较小,并且系统详细描述了交通主体的行为,通过设定相应参数来反映实际交通状况,因此得到延误数据更贴近实际观察数据.4 小结在分析延误关系的基础上着重论述了计算延误的点样本法、HCM2000模型以及仿真方法的基本思路.文中以中软大厦交叉口为例,使用点样本法、HCM2000法、SimTraffic5系统和VISSIM 3.60系统计算得到交叉口延误数据,分析计算结果可知:(1)点样本法通过调查数据计算得到停车延误,可通过适当修正得到控制延误,例如乘以一定的转换系数.(2)H CM2000方法在计算国内信号交叉口延误时不太稳定,v/c比值大于1.0时计算结果的误差较大.(3)SimT raffic5系统和VISSIM 3.60系统均为国外商业化交通微观仿真软件,但相比之下, VISSIM3.60系统因其细致的可调整参数系统而更适合于计算国内混合交通流条件下的信号交叉口延误.参考文献:[1]邵长桥,荣建,任福田,等.停车延误、引道延误和控制延误关系研究[J].中国公路学报,2002,15(4),90-93.SHA O Chang_qiao,RO NG Jian,REN Fu_tian,et al.Study of the Relationship Among Stopped Delay,A ppro ach Delay and Control Delay[J].China Journal of Hig hw ay and T ransport,2002,15(4),90-93.(in Chinese) [2]David Husch,John A lbeck.SimT raffic5User G uide[R].T rafficware Co rporation,2000.[3]李建新,毛保华.混合交通流环境下有信号平面交叉口通行能力研究[J].交通运输系统工程与信息,2001,1(2),119-123.L I Jian_x in,MA O Bao_hua.Capacity Analysis on Signal ized Intersections under M ix ed T raffic Env ironment[J].Journal of Communication and T ransportation Systems En gineering and Information,2001,1(2),119-123.(in Chinese)[4]PT V P lanung T ranspor t V erkehr AG.VISSIM3.60UserManual[R].PT V Corporation,2001.[5]陈绍宽,徐彬.北京交通大学周边地区交通状况研究报告[R].北京交通大学交通运输智能技术与系统实验室, 2004.CHEN Shao_kuan,Xu Bing.A Report on Local T rans por tat ion around Beijing Jiaotong U niversity[R].K ey L ab oratory of the Intelligent T echnologies and Systems of T raffic and T ransportation,Beijing Jiaotong U niv ersity, 2004.(in Chinese)80北 京 交 通 大 学 学 报 第29卷。
交叉口通行能力计算(HCM)
（三）交叉口流量、延误、信号配时调查与分析1、交叉口流量、延误、信号配时调查（1）交叉口流量调查交叉口的交通状况比较复杂，交叉口交通量调查一般采用人工观测法，也可采用车辆检测器采集数据。
人工观测法在选定的交叉口，在规定的观测时段，记录通过交叉口每个进口道停车线断面的车辆数，一般要对每个进口道分方向(左转、直行、右转3个方向)、分车型进行观测。
分方向、分车型进行交叉口交通量进行观测时，一般需要较多的观测人员。
如果交通量较大，可在每个进口安排5~7名观测员，2人记录左转机动车和非机动车数量并报时，2~3人记录直行机动车和非机动车数量并报时，2人记录右转机动车和非机动车数量。
如果需要保证较高的精度，可适当增加1~2名观测员。
调查时间一般选在高峰时间段内进行，数据记录时至少每隔15min做一次记录，最好每5min记录一次将。
信号交叉口交通量的人工观测和交叉口延误的点样本法综合进行。
交叉口流量观测表见表5。
（2）交叉口延误调查（表6）（3）交叉口道路条件和信号配时调查（表7）2、交叉口分析（1）交通量换算在实测交通量时，一般分车型计测车辆数，在交通流中不同车型的车辆由于其占有的空间与时间的不同，同一车道的通过数量也不同，而在交通运营中常常需要将其换算成某种单一车型的数量，通称之为交通量换算。
获得交叉口交通量数据后，一般需要进行车型换算，得到每个方向和进口的换算交通量（当量交通量）。
车型换算标准可参考表8、表9。
（2）交叉口交通量汇总表（表10）（3）交叉口流量流向图绘制交叉口流量流向图时所采用的交通量为换算交通量，见图1。
（4）交叉口交通改善措施（参考案例二）表5注：交叉口类型：①十字形和X形交叉口②T形或Y形交叉口③环形交叉口④多路交叉口④错位交叉口交叉口控制方式：①无信号控制②定时信号控制③感应信号控制表6 点样本法交叉口延误现场观测记录表调查日期：天气：___________调查员姓名：调查地点：路口编号：交叉口类型：注：交叉口类型：①十字形和X形交叉口②T形或Y形交叉口③环形交叉口④多路交叉口④错位交叉口交叉口控制方式：①无信号控制②定时信号控制③感应信号控制精选资料，欢迎下载表7 交叉口道路条件和信号配时调查表表8 《城市道路交通规划设计规范》GB 50220-95中的当量小汽车换算系数表9 《城市道路设计规范》（CJJ37-1990）规定车辆换算系数（4）交叉口延误计算表10 交叉口交通量汇总表图1 某叉口高峰小时流量流向图（四）信号交叉口通行能力计算和服务水平分析（HCM2000） 1、输入模型输入交叉口的几何条件、交通条件和信号条件，最关键的交通特性是每一进口道上车辆的到达类型，有关信号设计的全部资料包括相位图、周期长、绿灯时间和绿灯间隔时间。
信号交叉口期望交通延误模型及计算方法研究
关键 词 ： 城 市交通 ； 期 望交通延 误 ； 信控 交叉 口；车 头时距
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ９ １ ． ２
文献标 识码 ： Ａ
Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｅｘ ｐ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ Ｔｒ ａ ｉｃ ｆ Ｄｅ ｌ ａ ｙ ｓ ａ ｔ Ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
非饱 和 交通状 况 ， 推 导建 立 了能够体现 交 叉 口延误 与信 控 参 数 、 车辆 到 达 率 、 车辆排 队 长度 等参 数之 间动 态关 系的微观 延误模 型． 将 其应 用 于 长 沙市 解放 西路 与 建 湘路 信 控 交叉 １ ７的延 误计 算 ， 并与点样 本 法、 Ｈ Ｃ Ｍ２ ０ ０ ０法的 计算 结果 比较 ， 表 明本模 型在 信控 交
ＣＨＥＮ Ｈｅ — ｍｉ ｎ ｇ，ＬＩ Ｓ ｈ ｕ ｏ，ＧＡＯ Ｙａ ｎ，Ｌ Ｉ Ｗｅ ｉ — ｒ ａ ｏ
（ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ ０ ８ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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信号交叉口延误调查与模型分析
信号交叉口延误调查与模型分析摘要车辆在信号交叉口的延误是评价交叉口服务水平和车辆通行效率的一个重要指标，研究信号交叉口延误分析模型将非常有意义。
本文着重对信号交叉口延误模型进行比较分析，分析模型主要分为Webster信号交叉口延误计算模型、美国HCM延误模型以及VISSIM仿真模型，通过比较分析，表明VISSIM软件在信控交叉口延误计算分析中具有较好的精准性和有效性,可以作为交叉口延误分析评价的有效方法之一。
经过延误调查方法比较分析，建立与城市交叉口延误相符合的延误分析模型，为城市信号交叉口和道路系统的分析评价提供理论依据。
关键词：信号交叉口；延误；HCM延误模型；VISSIM仿真模型。
AbstractDelays at signalized intersections vehicle is an important index for the intersection of service and vehicle traffic efficiency,so Signal Intersection Delay Analysis Model will be very meaningful.This article focuses on the intersection of signal delay model comparative analysis, analysis model is divided into Webster signalized intersection delay model, the United States HCM delay model and simulation model VISSIM。
Through comparative analysis, it showed VISSIM software has better accuracy and effectiveness of control in the letter intersection delay calculation and analysis can be used as an effective method of analysis and evaluation of intersection delays.After delays comparative analysis survey methods, establish and urban intersection delay model consistent delay, provide a theoretical basis for the analysis and evaluation of urban signalized intersection and the road system.引言信号交叉口是我国城市道路主要的交叉口形式，信号交叉口的延误计算是交通流理论研究的重要内容，是评价交叉口服务水平的重要指标。
早高峰延误计算
早高峰延误计算延误调查主要用于分析信号交叉口的服务水平。
进行延误调查时，需要同时调查该时段内交通量、饱和流率、信号配时（信号周期、有效绿灯时间）。
东进口：总延误=总的停止车辆数⨯抽样时间间隔= 790 ⨯15= 11850 车-秒；每辆停止车辆的平均延误时间=停止车辆数总延误= 11850/804 = 14.7 秒； 每辆进口车辆的平均延误时间=进口流量总延误= 11850/1110 = 10.7 秒； 停止车辆百分数=进口流量停止车辆数= 804/1110 = 72.4 （%）。
西进口：总延误=总的停止车辆数⨯抽样时间间隔= 2881 ⨯15= 43215 车-秒；每辆停止车辆的平均延误时间=停止车辆数总延误= 43215/1626 = 26.6 秒； 每辆进口车辆的平均延误时间=进口流量总延误= 43215/1714 = 25.2 秒； 停止车辆百分数=进口流量停止车辆数= 1626/1714 = 94.9 （%）。
南进口：总延误=总的停止车辆数⨯抽样时间间隔= 471 ⨯15= 7065 车-秒；每辆停止车辆的平均延误时间=停止车辆数总延误= 7065/457 = 15.5 秒； 每辆进口车辆的平均延误时间=进口流量总延误= 7065/503 = 14.0 秒； 停止车辆百分数=进口流量停止车辆数= 457/503 = 70.9 （%）。
北进口：总延误=总的停止车辆数⨯抽样时间间隔= 1132 ⨯15= 16980 车-秒；每辆停止车辆的平均延误时间=停止车辆数总延误= 16980/799 = 21.3 秒； 每辆进口车辆的平均延误时间=进口流量总延误= 16980/837 = 20.3 秒；停止车辆百分数=进口流量= 799/837 = 95.5 （%）。
晚高峰延误计算延误调查主要用于分析信号交叉口的服务水平。
进行延误调查时，需要同时调查该时段内交通量、饱和流率、信号配时（信号周期、有效绿灯时间）。
城市道路交通延误计算方法研究
城市道路交通延误计算方法研究城市道路交通延误是指在道路交通中，由于交通流量过大、道路状况不良、交通事故等原因导致车辆运行速度明显降低或停滞，从而造成交通时间延长的现象。
为了准确评估和研究城市道路交通延误，需要对城市道路网络中的路段和交叉口进行精确计算。
路段交通延误计算方法研究：1.基于速度差异法：该方法通过测量道路上实际行驶速度与建议速度之间的差异来评估交通延误。
可以利用车载GPS设备进行速度数据采集，然后与建议速度进行比较。
该方法能够精确反映交通流的实际状况，但需要大量的速度数据来计算平均延误。
2.基于车辆排队长度法：通过测量道路上车辆排队的长度来评估交通延误。
可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取车辆排队长度数据。
该方法适用于路段拥堵情况下的交通延误评估，但需要考虑排队长度与交通流量之间的关系。
3.基于交通流量法：通过测量道路上的交通流量来评估交通延误。
可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取交通流量数据。
该方法简单易行，适用于交通流量较大的路段，但需要考虑交通流量与交通延误之间的关系。
交叉口交通延误计算方法研究：1.基于交通信号控制器：通过交通信号控制器的运行数据来评估交通延误。
可以利用交通信号控制器的计时和监测功能获取交通延误数据。
该方法适用于信号控制交叉口，可以准确评估交通延误情况，但需要有相关设备的支持。
2.基于排队长度法：通过测量交叉口进口道上排队车辆的长度来评估交通延误。
可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取排队长度数据。
该方法适用于无信号控制的交叉口，可以评估交通延误情况，但需要考虑排队长度与交通流量之间的关系。
3.基于交通流量法：通过测量交叉口进出口道的交通流量来评估交通延误。
可以利用交通摄像头或人工调查的方式获取交通流量数据。
该方法简单易行，适用于交通流量较大的交叉口，但需要考虑交通流量与交通延误之间的关系。
综上所述，城市道路交通延误计算方法可以从速度差异、车辆排队长度和交通流量等多个方面进行研究。
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（1） 式中，D为调查期内总延误，N为总停车车辆数，t为时间间隔。 （3）计算停车车辆的平均延误为
信号交叉口延误计算方法的比较
发表时间：2018-05-28T17:02:49.760Z 来源：《建筑模拟》2018年第3期 作者： 胡明方1 张孟伟2
[导读] 信号交叉口延误是评价信号交叉口交通服务水平和运营效率的重要指标，它不仅反映了使用者通过信号交叉口时多付出的时间代 价，还反映了信号交叉口在城市道路系统中的运营状态。
关键词：交通工程；信号交叉口；延误分析；VISSIM仿真 Analysis and Simulation on Signalized Intersection Delay Abstract：Delay is an important index for evaluating the service level of intersections and the efficiency of vehicle traffic. The introduction of the concept of delay and delay control in this paper，using field investigation method，HCM2000 algorithm and simulation method of parking delay and control delay is analyzed and calculated，and in Cixi City，the small East Gate intersection signal control scheme design as an example，the application of VISSIM7.0 simulation software for the delay is analyzed through calculation and simulation. The dot sample method and HCM2000 algorithm results show that VISSIM software in signal control is accurate and effective in calculation of intersection delay，one of the most effective methods can be used as the intersection delay analysis and evaluation.。 Keywords：traffic engineering；Signal intersection；Delay analysis；VISSI simulation