目前，城市交通己经成为全社会普遍关注的焦点。道路网作为城市交通的基本服务设施，主要包括交叉口与路段，其服务性能的好坏直接影响到城市交通的正常运转。 城市道路交叉口是道路系统的重要组成部分，各条道路在交叉口相互连接构成路网，以沟通各方向的交通需要；同时道路网络中各种类型的交通流在此汇集通过、分流转向，可见交叉口是道路网络的关键节点。不过，交叉口也是交通堵塞和交通事故的多发地点。道路系统的运输效率、交通安全、通行能力、服务水平对环境和能源的影响等在很大程度上取决于交叉口的服务能力。 城市道路平面交叉口中最为常见的控制手段是信号控制，其中单个交叉口的信号控制是交通控制系统的基础。对城市道路交叉口实施合理的信号控制，是提高交叉口交通安全和交通效率、减少延误的有效手段，有利于解决日趋紧张的城市交通问题。 T型交叉口在我国城市中非常普遍，是城市用地沿主干道两侧无序发展的直接产物。随着城市的不断发展，土地开发强度的不断增加，这种发展模式逐渐暴露出一系列的交通问题，主
要表现在：a）主干道两侧支路过多，支路与主干道接驳处交通组织混乱；b）主干道机动车流因频繁受到过街行人的干扰，而车速低、延误大；c）行人穿越车流间隙过街，存在严重的安全隐患。
目前我国T型交叉口的控制管理方式一般有两种：一是对道路及交叉口的改造；二是根据几何形状及交通状况，对交叉口进行优化设计。相比之下，交叉口的改造耗费大量人力、财力，且对道路空间的要求很高，一般难于实施；而信号优化设计简便易行，如设计得当，能有效地提高交叉口的通行能力和服务水平。
交通信号优化是智能交通系统研究中的难点，也是进行交叉口有效控制的研究重点。目前国内有关T型交叉口的研究大多针对其交通流特征。本文将主要参照国内外研究成果，分析这种特殊道路结构的形态，以典型T型信号交叉口信号控制为研究对象，结合Synchro交叉口微观仿真软件分析信号配时的合理性，并进行信号配时优化。
2、 Synchro系统介绍
Synchro系统以信号控制配时为研究内容，是对各种类型的信号控制和信号配时进行建模和优化的完整程序包，对硬件系统（如SCOOT等系统需要接入实际信号系统）无依赖性。
Synchro系统主要有以下功能：
a）可以方便地创建网络，设置道路和交叉口属性，如路段长度、车速、车道数、车道宽度、渐变段特征、交叉口大小、坡度、转弯半径、转弯车速等；
b）对交叉口进口进行车道划分，并添加各方向的饱和流量、实测交通量等信息；
c）制定信号控制方案，包括控制方式、相位、相位时长、周期长度、黄灯时长、全红时间等；
d）通过模拟仿真计算可以获得V/C、延误、排队长度、停车次数、服务水平等数据，用于方案的分析评价。
总体来讲，Synchro系统的信号配时方案优化程序针对信号周期、相位和绿信比进行综合优化。该系统充分考虑了区域性质、交叉口范围内公交站点、路边停车、自行车与行人等各种因素对交叉口通行状况的影响，其适用性较好，是一种使用简便的信号控制配时优化软件。
3、 Synchro方法与模型
3.1优化方法介绍
Synchro系统中提供了有关信号周期、绿信比、相位的优化方法。
3.1.1信号周期时长优化
自然信号周期是单点信号控制交叉口最低可能接受的信号周期长度。Synchro系统信号周期优化程序就是选择自然信号周期。它包含以下三种可能的情况：
a）可以放空百分率临界交通量的最短周期；
b）最低绩效周期，它较之a）中的周期要更短，但它提供了在V/C>1时的合理周期；
c）如果没有足够的周期能够完全放空百分率临界交通量，但存在一个较短的周期能够满足V/C，则这个较短的周期便被选用。
在网络中可以设定最长和最短周期。进行优化时，Synchro系统以网络最短的信号周期开始运算，依据交通量对相位周期进行优化。如果相位周期不能够放空百分率临界交通量，Synchro系统将尝试一个更长的信号周期，直到满足百分率临界交通量。当周期大于90s时，
V/C应该小于1。如果没有到合适的周期，系统将选择最低绩效周期。
若存在一个或多个相位，则V/C>1。Synchro系统将尝试一系列越来越长的周期，因为黄灯时间和全红时间只占很小的比例，长出来的时间提供了更多的额外通行能力。
当周期长度超过120s时，如果再增加信号周期长度，则对交叉口通向能力的增加影响很小，但对于延误的增加却很明显。
Synchro系统在选择周期时依赖最低绩效PI，即：
PI=[D+ST×10]/3600
式中：D——交叉口总体延误；
ST——停车数。
一旦为单个车辆增加通行能力，而给其他车辆增加450s延误以上，系统将使得信号周期长度停止增长。总体上说，在比较多个不同的信号周期平均延误后发现，较短的信号周期将产生较短的平均延误。在交通拥挤的交叉口，信号周期延误推荐采用较长的信号周期。
Synchro系统以前的几个版本中，对于V/C>1的交叉口信号周期均采用了网络最长信号周期。在某些情况下，一些交叉口将拥有较短的信号周期，在损失很小的通行能力情况下获得更少的延误。较短的信号周期还具有其他好处，如更短的排队长度，转弯半径的利用也更有效。
在允许左转的某些情况下，通行能力可能随着信号长度的增加而减少。有时当更长的信号周期长度失效时，短周期长度将提供可接受的通行能力。因此Synchro系统可能推荐没有满足百分位交通量标准的短周期。
通过优化可以服务百分位车流量，如果服务交通波动有额外能力，Synchro系统将推荐短周期长度。在Synchro系统以前的几个版本中，周期长度的最优化只试图到可接受的V/C。在交通量低的进口，交通流可能十分波动，需要低的V/C。为了服务这些额外的车辆，需要额外的绿灯时长。通过观察百分位交通量，在使用短周期长度时，Synchro系统可以在高峰周期更好地处理全部车辆。
3.1.2交叉口信号相位时长优化
在考虑网络最小相位周期的情况下，Synchro系统基于相位交通流量与该相位饱和流量的比，自动为每个相位设置时长。
在优化交叉口信号相位时长时，Synchro系统首先提供足够的绿灯时间服务第90百分位的相位流量。如果没有足够的信号周期时长满足这一目标，尝试为第70百分位、第50百分位的交通量提供绿灯时间。任何额外的时间被分配到主路的相位。
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