交通工程专业软件实训 - 图文

交通工程专业软件实训

实习报告

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1.1 研究背景及意义

随着我国国民经济的迅速发展，城市化速度不断加快，机动车数量不断增加，城市交通量快速增长，现阶段的城市交通问题是社会经济发展的必然结果：交通延误增加、事故频发、行车时间增加、环境污染加重、经济发展受到限制。城市交通问题严重，解决交通拥堵问题迫在眉睫。新时期，大城市的交通滞后，已经不是一个简单的增量配套问题，而是包含了城市布局和整体交通格局的质的变革，并以此反过来影响改革开放和社会经济的健康发展。对于城市交通，交叉口往往成为道路的关键。作为节点，交叉口成为车辆汇集和分流的所在地，在这里，行驶在道路上的机动车、非机动车、行人等都有直行和转向的不同需求，相互之间产生干扰，引发交通事故，许多的交通问题正是由于交叉口的问题没有处理好，导致了道路的拥堵，城市交通问题得不到缓解。因此，对交叉口的运行状况进行分析，找出交叉口存在的问题，提出相应的解决方案，减少拥堵、交通事故的发生，提高交叉口的通行能力，减少车辆在交叉口的行驶时间，减少废气排放，改善环境和城市的交通状况。

2.1 国内外研究现状

2.1.1 国外研究现状

早在1868年，英国伦敦Westminster街口出现了最早的交通信号灯，从此诞生了第一个信号交叉口，围绕着交叉口的研究发展起来。美国、英国等一些国家率先对此进行了研究，他们以连续的交通流为前提，提出了左右转专用车道、渠化交通设施等方法，在交通管理方

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面采用信号控制与交通规则相结合的方法，如采用多相位控制、禁左或禁右、优先原则等，来提高交通安全与通行能力。

发达国家在信号交叉口方面的研究已经比较成熟，很多专家学者在交叉口的信号配时、交叉口延误计算和分析以及交叉口的交通模拟等方面取得丰硕的研究成果。在信号交叉口优化方面，1999年日本专家Inoue和Takeshi通过用仿真模型再现交通状况，用事件扫描法对设计方案进行优化和评价，并在十字路口进行实验的方法，研究了交通高峰的拥挤状态下，信号协调控制系统相位差的设计方法;2000年美国南弗罗里达大学HushamN.Abdulsattar对驾驶员在信号交叉口左转或右转时给行人让行的特性进行了研究。在车辆检测方面，20世纪30年代开始在美国、英国生产了气动橡皮管式的车辆感应信号控制器，用以检测交通流量，调整绿灯时间长短，减少车辆在路口的延误，比定时控制灵活。在计算机应用方面，首先出现了模拟电子计算机，1952年在美国丹佛市安装，后称为“PR”系统。1963年多伦多市第一个完成了以数字计算机为核心的城市叫控制系统（UTC系统），接着西欧、北美、日本很快也建立了改进式的UTC系统。在软件开发方面，1967年英国运输与道路研究实验室的专家门研制了“TRANSYT”（traffic network study tool）。它是一个脱机仿真优化的配时程序，应用很广。1980年英国又提出了SCOOT（split cycle offset optimization technique）实时自适应交通控制系统，接受进口道上游安装车辆检测器所采集到的车辆到达信息，通过联机处理

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形成控制方案，并可实时调整绿信比、周期长度及时差等参数，使之同变化的交通流相适应。

2.1.2 国内研究现状

改革开放以来，学术界出现百家争鸣、百花齐放的可喜景象，许多专家学者潜心专研刻苦攻关，在许多的领域取得了领先水平。现代交通领域正是在这时候发展起来，国内涌现出一大批学者在城市交通方面取得许多成果。三十多年来，经过努力许多学者在交叉口的设计方面积累了丰富的经验，产生了许多先进的理论。

在信号配时方面，国内的研究成果主要集中在基于不同算法的信号配时方法，根据不同交叉口的不同情况，采用不同的模型对交叉口进行信号配时。2006年王秋平、谭学龙、张生瑞分析了城市单点交叉口交通流特性与通行能力，建立以平均延误时间最短、平均停车次数最少为目标，以相位有效绿灯时间、饱和度及周期时长为约束条件的城市单点交叉口信号配时优化非线性函数模型，用遗传算法及遗传模拟退火算法对其进行求解。2008年葛艳新，周宇鹏分析了现行交叉口定时信号配时设计流程中存在的不足，提出了将空间设计和时间设计结合起来的新的信号配时优化设计流程，建立了三目标配时优化模型，并以此模型为基础进行了实例分析，证明该模型优于F.Webster模型，对我国城市信号交叉口的信号配时有一定的指导作用。2010年张兰，雷秀娟，马千知以城市道路多个单点信号控制交叉口组成的绿波系统为研究对象，对绿波系统的交叉口信号配时优化进行研究。通过对路段和干线机动车流进行协调控制设计，以西安市某两相邻交

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叉口晚高峰时段各进口道的交通量、通行能力、饱和流量以及各交叉口进口道的实际车均延误时间为约束，确定各交叉口的信号周期及各相位有效绿灯时长，使得干线延误量最小。设计了PSO算法的编码方式，分别采用PSO算法、灾变PSO算法和二阶振荡PSO算法对多交叉口交通信号配时进行优化计算。

在交叉口渠化设计方面，国内的许多研究成果主要集中在车道的设置及功能划分，交叉口的拓宽设计，标志标线，行人和自行车的组织以及交通岛的设置。论述了路口渠化设计的核心与原则:合理约束;路口蓄车能量扩充;时空资源优化配置;行车路径明晰便捷。介绍了依据中山市地方实际而采用的路口车道布设及其几何构成的设计方法。探讨改进有关路口调头车道、公交停靠站、摩托车道传统的设计思路。谭智斌，袁华以泰州一典型复合交叉口为例，通过多方案的设计及比选，提出了复合交叉口渠化设计的思路、程序和方法，并对所选择的设计方案进行了仿真测试，结果表明所选择的设计方案优于其他备选方案，改善了原有交叉口交通流的紊乱现象。文章所提出的方法对此类交叉口的设计提供了一个参考。

在道路线形设计和交通组织方面，2009年李小帅以北京交通发展研究中心项目《北京市道路拥堵调查和缓堵措施研究》为依托，综合应用了交通工程、系统工程、计算机应用等多门学科的知识，通过理论总结和分析、实地交通调查和数据处理计算以及微观交通仿真，研究了大型平面交叉口的交通组织优化。2009王梅，李文权针对老城区交叉口出现的问题及老城区有限的空间资源，提出对车辆、行人的

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交通组织、放行方式、交通管制等进行优化来改善交叉口的现状，并对改善结果进行评价。2011年龙科军，陈群分析了禁左后交叉口通行能力与延误的变化规律，以各交叉口各进口道是否实施禁左交通管理为决策变量，以网络上车流总的行驶时间最小为目标，并期望通过禁左交通组织管理使得各路段与交叉口的饱和度在拥挤水平以下，建立了一定区域网络上交叉口禁左交通组织优化的双层规划模型，探讨了以遗传算法对该模型进行求解的方法。数值算例表明，通过该模型的优化可最终确定各交叉口禁左交通组织形式，可以为城市禁左交通管制提供科学依据。

3.1 交通仿真软件的运用流程

3.1.1交叉口概述

两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面相交，两条不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉，平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力。平交路口的通行能力不仅与交叉口所占面积、形状、入口引道车行道的条数、宽度、几何线形或物理条件有关，而且受相交车流通过交叉口的运行方式、交通管理措施等方面的影响，因此，在确定通行能力时需要确定交叉口的车辆运行方式和交通管理方式。

3.1.2 运用流程 3.1.2.1交叉口的制作

第一步：加入背景

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第二步：绘制路网 使用最左边工具栏里的

进行路网的绘制，按照车流前进的方向

点死鼠标右键拉线，确定link的起终点，之后进行link参数的选择（包括车道等）

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第三步：连接各个link

选取要连接的link点击在其上点击右键然后拉向要被连接的link，之后显示出参数界面（包括可以取的曲线点的数目、link里的不同车道等），之后就有了link之间的连接线依此连接所有可行的link，为下一步输入车流打好基础。

第四步：加入交通量 使用最左边工具栏里的

进行车流的放入，在link的远端起点

（交叉口的进口道远端）选中该link后点击右键，得到下图所显示的车辆输入界面,作为实验可以如图输入参数，表示该link编号为1，一个仿真周期输入车流，车辆类型及种类选取了默认。

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第五步：给出车辆运行的路径 使用最左边工具栏里的

进行路径的给出。

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第六步：给出信号灯配时

首先选取最上边菜单栏的信号控制中的编辑信号控制机选项，新建新的信号配时方案之后，选取最简单的固定配时进行设置保存信号灯配时方案之后，就可以使用最右边工具栏的

进行信号灯的放置，

选中要放置信号灯的车道点击右键，即可得到参数输入界面，注意依照实际情况，选好信号控制机及信号灯组。

第七步：检测工具的放置 放置

、

、

、

，检测装置在道路上，检测数据评价指标，

主要有排队等待时间、车辆种类、行程时间、减速器等一些软件功能的实现。

4.1 交通仿真软件的实现结果

4.1.1运行界面

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4.1.2检测数据

数据检测断面

1: 检测断面 1, 2, 3措施: 数据检测断面编号 从: 统计平均间隔的起始时间 到: 统计平均间隔的结束时间 车辆数量: 车辆数 占有率: 占有率 [%] 措施;从;到;车辆数量;占有率 ; ; ;;

; ; ;全部车辆类型;全部车辆类型 1;0;30;6;6.0 1;30;60;11;11.7 1;60;90;16;15.2

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1;90;120;10;9.8 1;120;150;14;13.9 1;150;171;8;7.7 排队计数器

1: 在路段 3位于 90.893m 均值:在时间间隔中的平均排队长度[m] 最大值:在时间间隔中的最大排队长度[m] 停车:排队车辆中的停车次数 时间; 平均;最大;停车; 编号:; 1; 1; 1; 30; 0; 0; 0; 60; 0; 0; 0; 90; 4; 16; 2; 120; 2; 9; 1; 150; 7; 17; 3; 172; 5; 23; 6;

5.1 纬地软件

5.1.1软件简介

纬地道路交通辅助设计系统(HintCAD) 是路线与互通式立交设计的专业CAD 软件。适用于高速、一、二、三、四级公路主线、互通立交、城市道路及平交口的几何设计。利用实时拖动技术，可直接在计算机上动态交互式完成公路路线的平(纵、横)设计、绘图、出表；在

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互通式立交设计方面，以立交曲线设计方法、起终点智能化接线和批量的连接部处理等功能而著称。最新的数模版支持国内常规的基于外业测量数据基础上的路线与互通式立交设计，可以利用三维电子地形图、以及激光雷达扫描得到的点云数据等，建立三维数模并直接获得准确的纵、横断地面线数据，进而进行平、纵、横系统化设计。 主要功能：公路路线设计、互通立交设计、三维数字地面模型应用、公路全三维建模（3DRoad）等。

5.1.2实现结果 5.1.2.1路线平纵图

5.1.2.2路线纵段图

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6.1 学习体会

这次实习时间里，我学到了很多在学校了学不到的东西，也认识到了自己很多的不足感觉收益非浅，以下是我在实习期间的总结以及一些自己的心得体会。

作为一名学生，我想学习的目的不在于通过结业考试，而是为了获取知识，获取工作技能，换句话说，在学校学习是为了能够适应社会的需要，通过学习保证能够完成将来的工作，为社会作出贡献。然而步出象牙塔步入社会是有很大落差的，能够以实习来作为缓冲，对我而言是一件幸事，通过实习工作了解到工作的实际需要，使得学习的目的性更明确，得到的效果也相应的更好。 1、自主学习

一切要自己主动去学去做。只要你想学习，学习的机会还是很多

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你所要作的只是甄别哪些是你需要了解的，哪些是你感兴趣的。 2、积极进取的实习态度

在实习中，提高自己，通过多做事情来积累经验。需要主动争取多做事，这样才能多积累多提高。 3、团队精神

实习往往不是一个人的事情，是一个团队在完成一个项目，在工作的过程中如何去保持和团队中其他同事的交流和沟通也是相当重要的。要有与别人沟通、交流的能力以及与人合作的能力。使大家在工作中各尽所长，团结合作，配合默契，共赴成功。个人要想成功及获得好的业绩，必须牢记一个规则：我们永远不能将个人利益凌驾于团队利益之上，在团队工作中，会出现在自己的协助下同时也从中受益的情况，反过来看，自己本身受益其中，这是保证自己成功的最重要的因素之一。

最后，我至少还有以下问题需要解决。 1、缺乏自主学习经验

因为自己缺乏经验，很多问题而不能分清主次，还有些培训或是学习不能找到重点，随着实习工作的进行，我想我会逐渐积累经验的。 2、实习态度仍不够积极

在实习中仅仅能够完成布置的实习，在没有实习任务时虽能主动要求布置工作，但若没有工作做时可能就会松懈，不能做到主动学习，这主要还是因为懒惰在作怪，在今后我要努力克服惰性，实习时作到自主学习。

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3、工作时仍需追求完美

在工作中，不允许丝毫的马虎，严谨认真是时刻要牢记的。 以上是我对已经过去的实习的总结，总结是为了寻找差距、修订目标，是为了今后更好的提高。通过不断的总结，不断的提高，我有信心在未来的工作中更好的完成任务。

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