news 2026/1/12 21:35:23

介观交通流仿真软件：VISSIM (介观模式)_（8）.信号控制系统仿真

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张小明

前端开发工程师

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介观交通流仿真软件：VISSIM (介观模式)_（8）.信号控制系统仿真

信号控制系统仿真

在交通仿真软件中，信号控制系统仿真是一项重要的功能，它可以帮助交通工程师和规划师评估和优化信号控制策略。VISSIM 作为一款功能强大的介观交通流仿真软件，提供了丰富的信号控制仿真功能，使得用户可以模拟各种复杂的交通信号控制方案。本节将详细介绍如何在 VISSIM 中进行信号控制系统的仿真，包括信号控制的基本设置、相位和配时的配置、信号优化以及与外部系统的接口。

1. 信号控制的基本设置

在 VISSIM 中进行信号控制仿真，首先需要在仿真网络中设置信号控制器。信号控制器是仿真网络中的关键节点，用于控制交叉口的交通信号。以下是设置信号控制器的基本步骤：

  1. 添加信号控制器：

    • 在 VISSIM 的主界面中，选择“信号控制器”工具（通常位于工具栏中）。

    • 单击需要设置信号控制器的交叉口，VISSIM 会自动创建一个信号控制器并将其与交叉口关联。

  2. 配置信号控制器：

    • 右键点击创建的信号控制器，选择“属性”（Properties）选项。

    • 在属性对话框中，可以设置信号控制器的基本参数，如控制器类型、控制模式、检测器配置等。

  3. 关联信号灯：

    • 信号控制器创建后，需要将其与交叉口的信号灯关联。

    • 在属性对话框中，选择“信号灯组”（Signal Groups）选项卡，点击“添加”（Add）按钮，选择需要关联的信号灯组。

  4. 设置信号相位：

    • 信号相位是指信号灯的不同状态组合，如红灯、绿灯、黄灯等。

    • 在“相位”（Phases）选项卡中，可以设置信号相位的顺序和持续时间。

  5. 配置检测器：

    • 检测器用于检测交通流量，以便信号控制器根据实际流量进行动态调整。

    • 在“检测器”（Detectors）选项卡中，可以添加和配置检测器。检测器可以设置在交叉口的各个入口处，用于检测车辆的到达和离开情况。

2. 相位和配时的配置

信号控制器的相位和配时设置是信号控制系统仿真的核心内容。通过合理的相位和配时配置，可以实现高效的交通信号控制。以下是详细的配置步骤：

  1. 相位定义：

    • 在“相位”选项卡中，点击“添加相位”（Add Phase）按钮，定义一个新的相位。

    • 为每个相位指定一个唯一的编号和名称。

    • 选择该相位包含的信号灯组，设置其状态（如绿灯、红灯、黄灯等）。

  2. 配时设置：

    • 在“配时”（Timings）选项卡中，可以设置各个相位的持续时间。

    • 配时设置可以是固定的，也可以是动态的，动态配时可以根据实际交通流量进行调整。

    • 例如，可以设置绿灯持续时间为 30 秒，黄灯持续时间为 3 秒，红灯持续时间为 45 秒。

  3. 相位序列：

    • 在“相位序列”（Phase Sequence）选项卡中，可以定义信号相位的顺序。

    • 相位序列决定了信号灯的状态切换顺序。

    • 例如，可以设置相位 1（东西向绿灯）、相位 2（南北向红灯）、相位 3（东西向黄灯）、相位 4（南北向绿灯）等。

  4. 动态配时：

    • 动态配时可以通过设置“控制策略”（Control Strategies）来实现。

    • 在“控制策略”选项卡中，可以定义不同的控制策略，如固定时长、感应控制、协调控制等。

    • 例如，感应控制可以根据检测器检测到的交通流量动态调整绿灯时长。

3. 信号优化

信号优化是提高交通效率的关键步骤。VISSIM 提供了多种信号优化方法，包括手动优化和自动优化。以下是详细的优化步骤：

  1. 手动优化：

    • 手动优化是指用户根据仿真结果手动调整信号配时和相位序列。

    • 在仿真过程中，观察交通流量和排队情况，根据实际情况调整各个相位的持续时间和顺序。

    • 例如，如果发现某一个方向的交通流量较大，可以适当增加该方向的绿灯持续时间。

  2. 自动优化：

    • VISSIM 提供了自动优化功能，可以通过内置的优化算法自动调整信号配时。

    • 在“优化”（Optimization）选项卡中，选择“自动优化”（Auto Optimization）功能。

    • 设置优化目标，如最小化总延误、最大化通过量等。

    • 运行优化算法，VISSIM 会自动调整信号配时以达到优化目标。

  3. 优化结果分析：

    • 优化完成后，可以通过 VISSIM 的报表和图表功能分析优化结果。

    • 报表可以显示各个相位的持续时间、交通流量、延误时间等关键指标。

    • 图表可以直观地展示信号优化前后的交通状况变化。

4. 与外部系统的接口

VISSIM 可以通过多种方式与外部系统进行接口，实现更高级的信号控制仿真。以下是几种常见的接口方式：

  1. 通过 COM 接口：

    • VISSIM 提供了 COM 接口，可以通过编程语言（如 Python、C# 等）与 VISSIM 进行交互。

    • 通过 COM 接口，可以实时读取仿真数据、控制信号状态、调整仿真参数等。

    • 以下是一个使用 Python 通过 COM 接口控制信号控制器的示例代码：

    # 导入 COM 库importwin32com.client# 连接 VISSIMVissim=win32com.client.Dispatch('Vissim.Vissim')# 打开 VISSIM 项目Vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')# 获取信号控制器signal_controller=Vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)# 获取信号相位signal_phase=signal_controller.Signals.ItemByKey(1)# 设置绿灯持续时间signal_phase.SetAttValue('GreenTime',35)# 保存并关闭项目Vissim.SaveNet()Vissim.CloseNet()

    代码说明：

    • win32com.client.Dispatch('Vissim.Vissim')：连接 VISSIM 应用程序。

    • Vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')：加载 VISSIM 项目文件。

    • signal_controller = Vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号控制器。

    • signal_phase = signal_controller.Signals.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号相位。

    • signal_phase.SetAttValue('GreenTime', 35)：设置绿灯持续时间为 35 秒。

    • Vissim.SaveNet()和Vissim.CloseNet()：保存并关闭项目。

  2. 通过 PLT 接口：

    • VISSIM 提供了 PLT 接口，可以通过 C++ 编程语言实现与 VISSIM 的交互。

    • 以下是一个使用 C++ 通过 PLT 接口控制信号控制器的示例代码：

    #include<vissimcontrol.h>intmain(){// 创建 VISSIM 控制对象VissimControl*vissim=VissimControl::GetInstance();// 打开 VISSIM 项目vissim->OpenProject("C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx");// 获取信号控制器SignalController*signal_controller=vissim->GetNet()->GetSignalControllers()->GetItemByKey(1);// 获取信号相位Signal*signal_phase=signal_controller->GetSignals()->GetItemByKey(1);// 设置绿灯持续时间signal_phase->SetAttValue("GreenTime",35);// 保存并关闭项目vissim->SaveProject();vissim->CloseProject();return0;}

    代码说明：

    • VissimControl* vissim = VissimControl::GetInstance()：创建 VISSIM 控制对象。

    • vissim->OpenProject("C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx")：打开 VISSIM 项目文件。

    • SignalController* signal_controller = vissim->GetNet()->GetSignalControllers()->GetItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号控制器。

    • Signal* signal_phase = signal_controller->GetSignals()->GetItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号相位。

    • signal_phase->SetAttValue("GreenTime", 35)：设置绿灯持续时间为 35 秒。

    • vissim->SaveProject()和vissim->CloseProject()：保存并关闭项目。

  3. 通过 PTV Vissim API：

    • PTV Vissim API 提供了更强大的编程接口，支持多种编程语言（如 Python、C#、Java 等）。

    • 以下是一个使用 Python 通过 PTV Vissim API 控制信号控制器的示例代码：

    # 导入 PTV Vissim APIimportPTV.VissimasVissim# 创建 VISSIM 控制对象vissim=Vissim.Vissim()# 打开 VISSIM 项目vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')# 获取信号控制器signal_controller=vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)# 获取信号相位signal_phase=signal_controller.Signals.ItemByKey(1)# 设置绿灯持续时间signal_phase.SetAttValue('GreenTime',35)# 保存并关闭项目vissim.SaveNet()vissim.CloseNet()

    代码说明：

    • import PTV.Vissim as Vissim：导入 PTV Vissim API。

    • vissim = Vissim.Vissim()：创建 VISSIM 控制对象。

    • vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')：加载 VISSIM 项目文件。

    • signal_controller = vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号控制器。

    • signal_phase = signal_controller.Signals.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号相位。

    • signal_phase.SetAttValue('GreenTime', 35)：设置绿灯持续时间为 35 秒。

    • vissim.SaveNet()和vissim.CloseNet()：保存并关闭项目。

5. 信号控制策略的实现

信号控制策略是指根据不同的交通需求和条件，采用不同的信号控制方法。VISSIM 提供了多种信号控制策略，包括固定时长控制、感应控制、协调控制等。以下是几种常见的信号控制策略及其实现方法：

  1. 固定时长控制：

    • 固定时长控制是指每个相位的持续时间是固定的，不随交通流量变化而调整。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“配时”选项卡设置各个相位的持续时间。

    • 例如，设置相位 1 的绿灯持续时间为 30 秒，黄灯持续时间为 3 秒，红灯持续时间为 45 秒。

  2. 感应控制：

    • 感应控制是指信号控制器根据检测器检测到的交通流量动态调整相位的持续时间。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“控制策略”选项卡设置感应控制策略。

    • 例如，设置当某一个方向的交通流量超过 100 辆/分钟时，该方向的绿灯持续时间增加 5 秒。

  3. 协调控制：

    • 协调控制是指多个交叉口的信号控制器通过协调，实现整个区域的交通流畅。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“协调控制”选项卡设置多个交叉口的协调控制策略。

    • 例如，设置当主干道上的交通流量较大时，优先放行主干道的车辆，减少交通延误。

6. 信号控制仿真的案例分析

为了更好地理解信号控制仿真的应用，我们通过一个具体的案例来分析。假设我们需要在一个城市的主要交叉口进行信号控制仿真，以减少交通延误并提高通过效率。

  1. 案例背景：

    • 该城市的主要交叉口位于两条主干道的交汇处，东西向和南北向的交通流量较大。

    • 交叉口设有 4 个信号灯组，分别控制东西向和南北向的交通。

  2. 仿真设置：

    • 在 VISSIM 中，首先添加一个信号控制器并将其与交叉口关联。

    • 配置 4 个信号灯组，分别设置为东西向绿灯、南北向红灯、东西向黄灯、南北向绿灯。

    • 设置相位序列，例如：相位 1（东西向绿灯）、相位 2（南北向红灯）、相位 3（东西向黄灯）、相位 4（南北向绿灯）。

    • 配置检测器，分别设置在交叉口的各个入口处，用于检测车辆的到达和离开情况。

  3. 仿真运行：

    • 运行仿真，观察交通流量和排队情况。

    • 记录各个相位的持续时间、交通流量、延误时间等关键指标。

    • 分析仿真结果，根据实际情况调整信号配时和相位序列。

  4. 优化策略：

    • 根据仿真结果，发现东西向的交通流量较大，而南北向的交通流量较小。

    • 采用感应控制策略，设置当东西向的交通流量超过 100 辆/分钟时，东西向的绿灯持续时间增加 5 秒。

    • 重新运行仿真，对比优化前后的交通状况。

  5. 结果分析：

    • 优化后，东西向的交通延误明显减少，通过效率显著提高。

    • 南北向的交通流量较小，但通过调整相位序列，确保南北向的交通流畅。

    • 生成详细的仿真报告和图表，展示优化效果。

7. 信号控制仿真的高级应用

除了基本的信号控制仿真外，VISSIM 还支持一些高级应用，如多交叉口协调控制、信号优先控制等。以下是几种高级应用及其实现方法：

  1. 多交叉口协调控制：

    • 多交叉口协调控制是指多个交叉口的信号控制器通过协调，实现整个区域的交通流畅。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“协调控制”选项卡设置多个交叉口的协调控制策略。

    • 例如，设置当主干道上的交通流量较大时，优先放行主干道的车辆，减少交通延误。

  2. 信号优先控制：

    • 信号优先控制是指在某些特殊情况下，如公交车、救护车等，优先放行这些车辆。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“优先控制”选项卡设置信号优先控制策略。

    • 例如，设置当公交车到达某一个交叉口时，优先放行该方向的绿灯，减少公交车的延误。

  3. 自适应信号控制：

    • 自适应信号控制是指信号控制器根据实时交通流量动态调整相位的持续时间。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“自适应控制”选项卡设置自适应信号控制策略。

    • 例如，设置当某一个方向的交通流量超过 100 辆/分钟时，该方向的绿灯持续时间增加 5 秒。

  4. 区域信号控制系统：

    • 区域信号控制系统是指在多个交叉口之间实现协调控制，以优化整个区域的交通流量。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“区域控制”选项卡设置多个交叉口的协调控制策略。

    • 例如，设置当多个交叉口的交通流量较大时，优先放行主干道的车辆，减少整个区域的交通延误。

  5. 信号控制与公共交通优化：

    • 信号控制与公共交通优化是指在信号控制系统中考虑公共交通的需求，优先放行公交车等。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“优先控制”选项卡设置公交车优先策略。

    • 例如，设置当公交车到达某一个交叉口时，优先放行该方向的绿灯，减少公交车的延误。

8. 信号控制仿真的常见问题及解决方法

在进行信号控制仿真时，可能会遇到一些常见的问题。以下是一些常见问题及其解决方法：

  1. 信号控制器无法正常工作：

    • 问题描述：信号控制器在仿真过程中无法正常切换相位。

    • 解决方法：检查信号控制器的配置是否正确，确保每个相位的持续时间和序列设置无误。另外，检查检测器的配置是否正确，确保检测器能够正常检测交通流量。

  2. 交通流量数据不准确：

    • 问题描述：仿真结果中的交通流量数据与实际数据存在较大偏差。

    • 解决方法：使用实际交通流量数据进行校准。可以通过交通调查或历史数据收集实际流量，并将其输入到 VISSIM 中进行仿真。

  3. 仿真运行时间过长：

    • 问题描述：仿真运行时间过长，影响仿真效率。

    • 解决方法：优化仿真网络，减少不必要的仿真对象。例如，可以减少仿真网络中的车辆数量，或者使用简化的交通模型。另外，可以使用高性能计算机进行仿真，提高仿真速度。

  4. 优化结果不理想：

    • 问题描述：信号优化结果不理想，无法达到预期效果。

    • 解决方法：调整优化参数，尝试不同的优化算法。例如，可以增加优化的迭代次数，或者调整优化目标的权重。另外，可以结合实际交通状况进行手动优化。

9. 信号控制仿真的应用案例

为了进一步展示信号控制仿真的应用，我们通过一个实际的应用案例来### 信号控制系统仿真

在交通仿真软件中，信号控制系统仿真是一项重要的功能，它可以帮助交通工程师和规划师评估和优化信号控制策略。VISSIM 作为一款功能强大的介观交通流仿真软件，提供了丰富的信号控制仿真功能，使得用户可以模拟各种复杂的交通信号控制方案。本节将详细介绍如何在 VISSIM 中进行信号控制系统的仿真，包括信号控制的基本设置、相位和配时的配置、信号优化以及与外部系统的接口。

1. 信号控制的基本设置

在 VISSIM 中进行信号控制仿真，首先需要在仿真网络中设置信号控制器。信号控制器是仿真网络中的关键节点，用于控制交叉口的交通信号。以下是设置信号控制器的基本步骤：

  1. 添加信号控制器：

    • 在 VISSIM 的主界面中，选择“信号控制器”工具（通常位于工具栏中）。

    • 单击需要设置信号控制器的交叉口，VISSIM 会自动创建一个信号控制器并将其与交叉口关联。

  2. 配置信号控制器：

    • 右键点击创建的信号控制器，选择“属性”（Properties）选项。

    • 在属性对话框中，可以设置信号控制器的基本参数，如控制器类型、控制模式、检测器配置等。

  3. 关联信号灯：

    • 信号控制器创建后，需要将其与交叉口的信号灯关联。

    • 在属性对话框中，选择“信号灯组”（Signal Groups）选项卡，点击“添加”（Add）按钮，选择需要关联的信号灯组。

  4. 设置信号相位：

    • 信号相位是指信号灯的不同状态组合，如红灯、绿灯、黄灯等。

    • 在“相位”（Phases）选项卡中，可以设置信号相位的顺序和持续时间。

  5. 配置检测器：

    • 检测器用于检测交通流量，以便信号控制器根据实际流量进行动态调整。

    • 在“检测器”（Detectors）选项卡中，可以添加和配置检测器。检测器可以设置在交叉口的各个入口处，用于检测车辆的到达和离开情况。

2. 相位和配时的配置

信号控制器的相位和配时设置是信号控制系统仿真的核心内容。通过合理的相位和配时配置，可以实现高效的交通信号控制。以下是详细的配置步骤：

  1. 相位定义：

    • 在“相位”选项卡中，点击“添加相位”（Add Phase）按钮，定义一个新的相位。

    • 为每个相位指定一个唯一的编号和名称。

    • 选择该相位包含的信号灯组，设置其状态（如绿灯、红灯、黄灯等）。

  2. 配时设置：

    • 在“配时”（Timings）选项卡中，可以设置各个相位的持续时间。

    • 配时设置可以是固定的，也可以是动态的，动态配时可以根据实际交通流量进行调整。

    • 例如，可以设置绿灯持续时间为 30 秒，黄灯持续时间为 3 秒，红灯持续时间为 45 秒。

  3. 相位序列：

    • 在“相位序列”（Phase Sequence）选项卡中，可以定义信号相位的顺序。

    • 相位序列决定了信号灯的状态切换顺序。

    • 例如，可以设置相位 1（东西向绿灯）、相位 2（南北向红灯）、相位 3（东西向黄灯）、相位 4（南北向绿灯）等。

  4. 动态配时：

    • 动态配时可以通过设置“控制策略”（Control Strategies）来实现。

    • 在“控制策略”选项卡中，可以定义不同的控制策略，如固定时长、感应控制、协调控制等。

    • 例如，感应控制可以根据检测器检测到的交通流量动态调整绿灯时长。

3. 信号优化

信号优化是提高交通效率的关键步骤。VISSIM 提供了多种信号优化方法，包括手动优化和自动优化。以下是详细的优化步骤：

  1. 手动优化：

    • 手动优化是指用户根据仿真结果手动调整信号配时和相位序列。

    • 在仿真过程中，观察交通流量和排队情况，根据实际情况调整各个相位的持续时间和顺序。

    • 例如，如果发现某一个方向的交通流量较大，可以适当增加该方向的绿灯持续时间。

  2. 自动优化：

    • VISSIM 提供了自动优化功能，可以通过内置的优化算法自动调整信号配时。

    • 在“优化”（Optimization）选项卡中，选择“自动优化”（Auto Optimization）功能。

    • 设置优化目标，如最小化总延误、最大化通过量等。

    • 运行优化算法，VISSIM 会自动调整信号配时以达到优化目标。

  3. 优化结果分析：

    • 优化完成后，可以通过 VISSIM 的报表和图表功能分析优化结果。

    • 报表可以显示各个相位的持续时间、交通流量、延误时间等关键指标。

    • 图表可以直观地展示信号优化前后的交通状况变化。

4. 与外部系统的接口

VISSIM 可以通过多种方式与外部系统进行接口，实现更高级的信号控制仿真。以下是几种常见的接口方式：

  1. 通过 COM 接口：

    • VISSIM 提供了 COM 接口，可以通过编程语言（如 Python、C# 等）与 VISSIM 进行交互。

    • 通过 COM 接口，可以实时读取仿真数据、控制信号状态、调整仿真参数等。

    • 以下是一个使用 Python 通过 COM 接口控制信号控制器的示例代码：

    # 导入 COM 库importwin32com.client# 连接 VISSIMVissim=win32com.client.Dispatch('Vissim.Vissim')# 打开 VISSIM 项目Vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')# 获取信号控制器signal_controller=Vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)# 获取信号相位signal_phase=signal_controller.Signals.ItemByKey(1)# 设置绿灯持续时间signal_phase.SetAttValue('GreenTime',35)# 保存并关闭项目Vissim.SaveNet()Vissim.CloseNet()

    代码说明：

    • win32com.client.Dispatch('Vissim.Vissim')：连接 VISSIM 应用程序。

    • Vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')：加载 VISSIM 项目文件。

    • signal_controller = Vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号控制器。

    • signal_phase = signal_controller.Signals.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号相位。

    • signal_phase.SetAttValue('GreenTime', 35)：设置绿灯持续时间为 35 秒。

    • Vissim.SaveNet()和Vissim.CloseNet()：保存并关闭项目。

  2. 通过 PLT 接口：

    • VISSIM 提供了 PLT 接口，可以通过 C++ 编程语言实现与 VISSIM 的交互。

    • 以下是一个使用 C++ 通过 PLT 接口控制信号控制器的示例代码：

    #include<vissimcontrol.h>intmain(){// 创建 VISSIM 控制对象VissimControl*vissim=VissimControl::GetInstance();// 打开 VISSIM 项目vissim->OpenProject("C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx");// 获取信号控制器SignalController*signal_controller=vissim->GetNet()->GetSignalControllers()->GetItemByKey(1);// 获取信号相位Signal*signal_phase=signal_controller->GetSignals()->GetItemByKey(1);// 设置绿灯持续时间signal_phase->SetAttValue("GreenTime",35);// 保存并关闭项目vissim->SaveProject();vissim->CloseProject();return0;}

    代码说明：

    • VissimControl* vissim = VissimControl::GetInstance()：创建 VISSIM 控制对象。

    • vissim->OpenProject("C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx")：打开 VISSIM 项目文件。

    • SignalController* signal_controller = vissim->GetNet()->GetSignalControllers()->GetItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号控制器。

    • Signal* signal_phase = signal_controller->GetSignals()->GetItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号相位。

    • signal_phase->SetAttValue("GreenTime", 35)：设置绿灯持续时间为 35 秒。

    • vissim->SaveProject()和vissim->CloseProject()：保存并关闭项目。

  3. 通过 PTV Vissim API：

    • PTV Vissim API 提供了更强大的编程接口，支持多种编程语言（如 Python、C#、Java 等）。

    • 以下是一个使用 Python 通过 PTV Vissim API 控制信号控制器的示例代码：

    # 导入 PTV Vissim APIimportPTV.VissimasVissim# 创建 VISSIM 控制对象vissim=Vissim.Vissim()# 打开 VISSIM 项目vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')# 获取信号控制器signal_controller=vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)# 获取信号相位signal_phase=signal_controller.Signals.ItemByKey(1)# 设置绿灯持续时间signal_phase.SetAttValue('GreenTime',35)# 保存并关闭项目vissim.SaveNet()vissim.CloseNet()

    代码说明：

    • import PTV.Vissim as Vissim：导入 PTV Vissim API。

    • vissim = Vissim.Vissim()：创建 VISSIM 控制对象。

    • vissim.LoadNet('C:\\Path\\To\\Your\\Project.inpx')：加载 VISSIM 项目文件。

    • signal_controller = vissim.Net.SignalControllers.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号控制器。

    • signal_phase = signal_controller.Signals.ItemByKey(1)：获取编号为 1 的信号相位。

    • signal_phase.SetAttValue('GreenTime', 35)：设置绿灯持续时间为 35 秒。

    • vissim.SaveNet()和vissim.CloseNet()：保存并关闭项目。

5. 信号控制策略的实现

信号控制策略是指根据不同的交通需求和条件，采用不同的信号控制方法。VISSIM 提供了多种信号控制策略，包括固定时长控制、感应控制、协调控制等。以下是几种常见的信号控制策略及其实现方法：

  1. 固定时长控制：

    • 固定时长控制是指每个相位的持续时间是固定的，不随交通流量变化而调整。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“配时”选项卡设置各个相位的持续时间。

    • 例如，设置相位 1 的绿灯持续时间为 30 秒，黄灯持续时间为 3 秒，红灯持续时间为 45 秒。

  2. 感应控制：

    • 感应控制是指信号控制器根据检测器检测到的交通流量动态调整相位的持续时间。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“控制策略”选项卡设置感应控制策略。

    • 例如，设置当某一个方向的交通流量超过 100 辆/分钟时，该方向的绿灯持续时间增加 5 秒。

  3. 协调控制：

    • 协调控制是指多个交叉口的信号控制器通过协调，实现整个区域的交通流畅。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“协调控制”选项卡设置多个交叉口的协调控制策略。

    • 例如，设置当主干道上的交通流量较大时，优先放行主干道的车辆，减少交通延误。

  4. 自适应信号控制：

    • 自适应信号控制是指信号控制器根据实时交通流量动态调整相位的持续时间。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“自适应控制”选项卡设置自适应信号控制策略。

    • 例如，设置当某一个方向的交通流量超过 100 辆/分钟时，该方向的绿灯持续时间增加 5 秒。

  5. 区域信号控制系统：

    • 区域信号控制系统是指在多个交叉口之间实现协调控制，以优化整个区域的交通流量。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“区域控制”选项卡设置多个交叉口的协调控制策略。

    • 例如，设置当多个交叉口的交通流量较大时，优先放行主干道的车辆，减少整个区域的交通延误。

  6. 信号控制与公共交通优化：

    • 信号控制与公共交通优化是指在信号控制系统中考虑公共交通的需求，优先放行公交车等。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“优先控制”选项卡设置公交车优先策略。

    • 例如，设置当公交车到达某一个交叉口时，优先放行该方向的绿灯，减少公交车的延误。

6. 信号控制仿真的案例分析

为了更好地理解信号控制仿真的应用，我们通过一个具体的案例来分析。假设我们需要在一个城市的主要交叉口进行信号控制仿真，以减少交通延误并提高通过效率。

  1. 案例背景：

    • 该城市的主要交叉口位于两条主干道的交汇处，东西向和南北向的交通流量较大。

    • 交叉口设有 4 个信号灯组，分别控制东西向和南北向的交通。

  2. 仿真设置：

    • 在 VISSIM 中，首先添加一个信号控制器并将其与交叉口关联。

    • 配置 4 个信号灯组，分别设置为东西向绿灯、南北向红灯、东西向黄灯、南北向绿灯。

    • 设置相位序列，例如：相位 1（东西向绿灯）、相位 2（南北向红灯）、相位 3（东西向黄灯）、相位 4（南北向绿灯）。

    • 配置检测器，分别设置在交叉口的各个入口处，用于检测车辆的到达和离开情况。

  3. 仿真运行：

    • 运行仿真，观察交通流量和排队情况。

    • 记录各个相位的持续时间、交通流量、延误时间等关键指标。

    • 分析仿真结果，根据实际情况调整信号配时和相位序列。

  4. 优化策略：

    • 根据仿真结果，发现东西向的交通流量较大，而南北向的交通流量较小。

    • 采用感应控制策略，设置当东西向的交通流量超过 100 辆/分钟时，东西向的绿灯持续时间增加 5 秒。

    • 重新运行仿真，对比优化前后的交通状况。

  5. 结果分析：

    • 优化后，东西向的交通延误明显减少，通过效率显著提高。

    • 南北向的交通流量较小，但通过调整相位序列，确保南北向的交通流畅。

    • 生成详细的仿真报告和图表，展示优化效果。

7. 信号控制仿真的高级应用

除了基本的信号控制仿真外，VISSIM 还支持一些高级应用，如多交叉口协调控制、信号优先控制等。以下是几种高级应用及其实现方法：

  1. 多交叉口协调控制：

    • 多交叉口协调控制是指多个交叉口的信号控制器通过协调，实现整个区域的交通流畅。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“协调控制”选项卡设置多个交叉口的协调控制策略。

    • 例如，设置当主干道上的交通流量较大时，优先放行主干道的车辆，减少交通延误。

  2. 信号优先控制：

    • 信号优先控制是指在某些特殊情况下，如公交车、救护车等，优先放行这些车辆。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“优先控制”选项卡设置信号优先控制策略。

    • 例如，设置当公交车到达某一个交叉口时，优先放行该方向的绿灯，减少公交车的延误。

  3. 自适应信号控制：

    • 自适应信号控制是指信号控制器根据实时交通流量动态调整相位的持续时间。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“自适应控制”选项卡设置自适应信号控制策略。

    • 例如，设置当某一个方向的交通流量超过 100 辆/分钟时，该方向的绿灯持续时间增加 5 秒。

  4. 区域信号控制系统：

    • 区域信号控制系统是指在多个交叉口之间实现协调控制，以优化整个区域的交通流量。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“区域控制”选项卡设置多个交叉口的协调控制策略。

    • 例如，设置当多个交叉口的交通流量较大时，优先放行主干道的车辆，减少整个区域的交通延误。

  5. 信号控制与公共交通优化：

    • 信号控制与公共交通优化是指在信号控制系统中考虑公共交通的需求，优先放行公交车等。

    • 在 VISSIM 中，可以通过“优先控制”选项卡设置公交车优先策略。

    • 例如，设置当公交车到达某一个交叉口时，优先放行该方向的绿灯，减少公交车的延误。

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