基于Growth-TRRL算法的交叉口交通组织优化设计

齐杰仪; 王雪霖; 施科迪; 袁磊; 丁小兵

doi:10.12299/jsues.24-0381

基于Growth-TRRL算法的交叉口交通组织优化设计

doi: 10.12299/jsues.24-0381

上海工程技术大学城市轨道交通学院, 上海 201620

基金项目: 上海市哲学社会科学规划项目（2024BGL005）

详细信息

作者简介:
齐杰仪（ 2002 − ），女，硕士生，研究方向为交通运输。 E-mail：15896539651@163.com

通讯作者:
丁小兵（ 1982 − ），男，副教授，博士，研究方向为轨道交通行车组织与优化。 E-mail：dxb@sues.edu.cn

中图分类号: U491.23
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出版历程
- 收稿日期: 2024-12-16
- 网络出版日期: 2026-08-19
- 刊出日期: 2026-06-30

Optimization design of intersection traffic organization based on Growth-TRRL algorithm

School of Urban Railway Transportation, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China

摘要

摘要: 交叉口渠化和信号配时不当导致交通问题频发，其解决的关键在于对特定交叉口进行交通组织优化设计。首先，提出一种引入爬山法改进TRRL的新算法Growth-TRRL，运用改进算法迭代搜索最优信号周期；其次，实地调研郑州人民路与商城路交叉口数据，将该数据代入Growth-TRRL算法对道路交叉口进行渠化和信号周期配时优化；最后，通过VISSIM建模与仿真，以车辆延误、排队长度等指标验证优化方案的准确性，对优化效果进行详细分析。研究结果表明：优化后的方案可使车辆延误减少66.3%，平均排队长度缩短58.0%，交叉口通行效率显著提高，交叉口的拥堵状况得到有效缓解。
- 交通运输 /
- 信号交叉口 /
- 交通组织 /
- 交通仿真 /
- 优化方案
Abstract: Traffic problems frequently occur due to improper intersection channelization and signal timing. The key to resolving these issues lies in optimizing the traffic organization design for specific intersections. Firstly, a new algorithm, Growth-TRRL, was proposed to improve TRRL by introducing the hill climbing method, and this improved algorithm was used to search for the optimal signal period iteratively. Secondly, the intersection data of Renmin Road and Shangcheng Road in Zhengzhou were collected and input into the Growth-TRRL algorithm to optimize the channelization and signal period timing of the intersection. Finally, VISSIM modeling and simulation were conducted to verify the accuracy of the optimization scheme, using vehicle delay and queue length as evaluation indicators, and the optimization performance was analyzed in detail. The results show that the optimized scheme can reduce vehicle delay time by 66.3%, shorten average queue length by 58.0%, significantly improve intersection traffic efficiency, and effectively alleviate congestion.
- transportation /
- signalized intersection /
- traffic organization /
- traffic simulation /
- optimization scheme

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图 1 信号周期优选

Figure 1. Signal cycle optimization

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图 2 交叉口渠化交通优化方案图

Figure 2. Optimization scheme of channelized traffic at intersection

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图 3 小步距下的平均延误折线图

Figure 3. Average delay line chart under small steps

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图 4 信号配时优化方案图

Figure 4. Optimization scheme of signal timing

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图 5 交叉口现状3D仿真运行图

Figure 5. 3D simulation running diagram of intersection status

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图 6 不同方案下路段平均延误

Figure 6. Average road delay under different schemes

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图 7 不同方案下的平均排队长度

Figure 7. Average queue length under different schemes

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表 1 各类进口车道的基本饱和流量S_bi

Table 1. Basic saturated flow of all types of inlet lanes

车道	S_bi
直行车道/(pcu·h⁻¹)	1 550 ~ 1 750，平均1 650
右转车道/(pcu·h⁻¹)	1 350 ~ 1 650，平均1 450
左转车道/(pcu·h⁻¹)	1 450 ~ 1 650，平均1 550

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表 2 左、右转弯车道饱和流量的转弯半径校正系数

Table 2. Correction coefficients of turning radius for saturated flow in left and right turning lanes

转弯半径/m	10	15	20	25	30
f_r	0.90	0.95	0.97	1.00	1.00

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表 3 Growth-TRRL算法伪代码

Table 3. Growth-TRRL algorithm pseudo-code

算法1：基于Growth-TRRL算法调整步长的伪代码

输入：初始信号周期 T0，步长 ΔT，最大迭代次数 Iter_max，收敛阈值ε
输出：最优信号周期 T*
1：　初始化信号周期 Tk = T0
2：　for k = 1 to Iter_max do
3：　计算当前信号周期下的目标函数值 F(Tk)
4：　　 if F(Tk) < F(Tk-1) then
5：　　　ΔT = ΔT * 增大步长因子
6：　else
7：　　　ΔT = ΔT * 减小步长因子
8：　　Tk + 1 = Tk + ΔT
9：　计算新信号周期下的目标函数值 F(Tk + 1)
10：　　 if abs(F(Tk + 1) - F(Tk)) < ε then
11：　　　T* = Tk + 1
12：　　　break
13： Tk = Tk + 1
14：输出最优信号周期 T*

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表 4 交叉口配时所需数据表

Table 4. Data required for intersection timing

进口	流向	流量/ (pcu·h⁻¹)	饱和流量 /(pcu·h⁻¹)	流量比
东	左转	182	1 194	0.152 4
东	右转	154	1 378	0.111 8
西	左转	672	1 519	0.221 2
	直行	317	1 518	0.244 4
	直右	317	1 419	0.261 5
南	直行	954	1 502	0.211 7
南	直右	318	1 502	0.211 7
北	左转	392	1 488	0.131 7
北	直行	728	1 485	0.245 1

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表 5 各周期平均延误

Table 5. Average delay by cycle 单位：s

周期	135	145	155	165	175
平均延误	55.8	53.1	64.0	60.3	66.8

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参考文献(15)

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