平交口交通信号配时设计软件开发

胡　泽，王　兵，张培元，，孙慧萍.新疆大学，新疆乌鲁木齐　830047 . 新疆正阳交通规划设计研究所，新疆乌鲁木齐　830000

平交口交通信号配时设计软件开发

胡泽1，王兵1，张培元1，2，孙慧萍2
1.新疆大学，新疆乌鲁木齐830047 2. 新疆正阳交通规划设计研究所，新疆乌鲁木齐830000

摘要本文面向因新疆地区交通设计专业人才短缺，在开展主要交通信号控制交叉口交通改善进行配时设计难度大的问题，利用VB，开发了一种平交口交通信号配时设计软件，并在相关地区应用，收到良好效果。

关键词交叉口；交通信号；配时设计；软件开发

0　引言

我国和新疆各地区社会结构与经济结构的优化转型和各领域事业的快速发展，也伴随各类交通流徒升。调查与分析表明，新疆各地区城市主要交叉口已不同程度地产生时空性拥堵，急需改善，当前，全疆对主要交叉口改善需求的呼声强烈，但专业力量均显严重不足。各地区主要交叉口是该地区路网的关键节点，也是“保畅通”的重点，对其进行交通改善设计，需依据本地交通特性，应用专业理论和相关标准开展，而目前又尚无适合于交通相关部门的智能化设计系统可供直接应用，设计工作量大，专业要求高。

为满足新疆各地区急需，本研究设计了一种交叉口交通信号配时设计软件，软件以Visual Basic作为开发工具，嵌入Microsoft Access数据库和CAD绘图软件设计而成，通过对交通流数据的输入，由软件自动完成交通信号配时数据的计算，并形成配时方案图，该配时方案可直接应用于交通信号机。

1　基本算法

交通信号配时设计所涉及的主要参数包括：最高峰交通流量，信控周期时长，各相位有效绿灯时长和各相位显示绿灯时长等。其中，最高峰交通流量通过现场实际流量调查获得，是进行配时设计的基础；其它参数通过应用交通工程学理论相关数学模型计算获得，本软件以Webster法为开发设计依据。

最佳周期时长算法C0，如式（1）所示。

式中：L—每个周期的总损失时间（s）；

l—启动损失时间（s）；

A—黄灯时长（3s）；

I—绿灯间隔时间（s）；

i—一个周期内的相位数；

Y—组成周期的全部信号相位的各个最大流量y值之和；

yi—每个相位的流量比率。

总有效绿灯时长ge，采用式（2）算法。

各相位的显示绿灯时长gi，采用式（4）算法。

2　软件设计

软件以Visual Basic作为开发工具，嵌入Microsoft Access数据库和CAD绘图软件设计而成，如图1所示。软件利用Microsoft Access数据库进行数据处理，包括输入的平交口流量数据和软件自动计算所生成的周期时长C0，总有效绿灯时长ge，各相位有效绿灯时长和各相位显示绿灯时长gi等信号配时参数，有利于计算数据的提取和保存。采用CAD进行配时方案图的绘制，绘制的方案图效果清晰，且有利于软件的更新和升级。

根据图1所示的软件结构，软件设计了流量输入界面，配时参数计算模块和配时方案形成界面。在流量输入界面中，软件根据平交口的类型建立多个文本框，形成流量数据输入表格，设计时在其中输入各车道直行，左转，右转最高峰交通流量数据。配时参数计算模块是软件的核心部分，根据基本算法中的数学模型编写而成，包含了一系列的子函数程序模块，如周期时长C0计算模块等。软件通过数据库强大的数据提取功能，按照软件设计流程依次调用子函数程序模块，自动计算出周期时长C0，总有效绿灯时长ge，各相位有效绿灯时长和各相位显示绿灯时长gi等信号配时参数，并将其保存在数据库中，等待绘图时被提取。此时，软件提取数据并依此绘制配时方案图，在配时方案形成界面中显示。在配时方案形成界面中，软件建立图象控件，用于显示配时方案图。

通过对软件结构设计图的分析，软件建立如图2所示的设计流程。通过流量数据输入，软件自动计算周期时长C0，总有效绿灯时长ge，各相位有效绿灯时长和各相位显示绿灯时长gi等信号配时参数，并根据配时参数生成配时方案图。

3　软件应用

应用本文软件进行配时设计，需预先对交叉口进行交通调查，主要调查交叉口各进口直行、左转、右转最高峰交通流量等数据。而后，进入软件进行设计，在流量输入界面上平交口各车道文本框中输入调查的流量数据，并点击确定按钮。此时，软件将按照设计流程图自动计算出周期时长C0，总有效绿灯时长ge，各相位有效绿灯时长和各相位显示绿灯时长gi等信号配时参数。软件应用步骤如下：1）交通调查；2）输入流量数据；3）计算周期时长C0；4）计算总有效绿灯时长ge；5）计算各相位有效绿灯时长；6）计算各相位显示绿灯时长gi；7）形成配时方案图。其中，步骤3）、4）、5）、6）、7）由软件自动完成。计算完成后，软件将自动进入配时方案形成界面，界面将显示如图3所示的配时方案图。

4　结论

本软件采用交通工程学理论相关数学模型，通过VB编程，嵌入相关数据库软件和绘图软件而开发，受新疆科技型中小企业技术创新基金（2014531070）资助，获得国家版权局计算机软件著作权登记（2014 SR195358 0864591）；软件使用简易，具有一定的智能化设计特征，经相关地区应用证明，本软件能够协助当地交通相关部门非专业人员开展交通信号配时的设计，对解决当地交通拥堵问题具有良好作用。

参考文献

[1]刘改红，方承林.单交叉口信号配时软件设计[J].长沙大学学报，2012，26（5）：93-96.

[2]张丽.基于VISSIM仿真的城市道路交叉口优化设计[J].交通标准化，2012，08：135-138.

[3]王运霞，刘东波.交叉口交通信号配时优化设计方法实证研究[J].中国公共安全，2013，3：75-78.

基金项目：本研究受新疆科技型中小企业技术创新基金（2014531070）资助，获得国家版权局计算机软件著作权登记（2014 SR195358 0864591）

中图分类号TP39

文献标识码A

文章编号1674-6708（2015）139-0148-02