城市交通应急管控虚拟仿真实验项目基于城市交通应急管控的现实需求和实践案例，遵循从简单到复杂的认知规律，设置了单点交通信号控制、干线交通信号联动控制、城市交通应急管控综合设计三个递进式的关键实验环节。该实验设置了新手练习与综合演练两个主要模块：新手练习模块旨在帮助学生熟悉和掌握单点交通信号控制、干线交通信号联动控制的基本原理和主要流程；综合演练模块旨在通过仿真路网的交通运行状况分析不同管控方案的实施效果，探究多种信号控制参数对交通应急管控效果的影响。

知识点：共4个

（1）城市交通应急管控的基本原则

城市交通应急管控的基本原则包括以人为本、依法管理、分级管理、专群结合等。该虚拟仿真实验能够让学生身临其境地感受到城市交通应急管控过程的紧迫感、危机感和使命感，触发学生思考和体悟“生命至上、人民至上”价值理念，在培养其创新意识和专业知识应用实践能力的同时，将正确的理想信念、价值追求和家国情怀有效地传递给学生。

（2）单点信号配时设计的原理和流程

单个交叉口的交通信号控制也称为“点控制”，通过合理控制单个交叉口信号灯的灯色变化，能够达到减少该交叉口交通拥堵、提升行车效率等效果。其中，单点交通信号配时设计需要考虑特定交通需求（交通流量、车队离散性等）和交通环境（渠化方案、车道饱和流量等）下交叉口运行状况指标（延误时间、停车次数等）随交通信号控制参数（信号周期、绿信比等）变化的关系，并得出最优的信号配时参数。

（3）信号控制交叉口延误分析方法

信号交叉口延误是反映车辆在信号交叉口上受阻、行驶时间损失的评价指标，能够综合反映信号交叉口服务水平。在本虚拟仿真实验中，新手练习模块基于交叉口信号控制延误分析的理论模型进行测算，综合演练模块则基于仿真路网运行情况的“实测”数据评价各个交叉口的信号控制效益。

（4）干线交通信号联动控制设计的原理和流程

干线交通信号联动控制也称为“线控制”，通过把一条干线上多个相邻交叉口的交通信号进行联动控制，能够使车辆在干线上行驶时降低行车延误、提高通行效率。在干线交通信号联动控制涉及到周期时长协调和相位差设计。其中，相位差是指各个信号灯的绿灯或红灯的起点相对与某一个标准信号灯的绿灯或红灯起点的时间之差。相位差是联动控制的关键参数，决定了系统运行的有效性。

本虚拟仿真实验分为实验背景及介绍、实验操作及分析、实验报告及讨论三个实验阶段。其中，实验操作及分析阶段包括新手练习模块和综合演练两个模块。新手练习模块设置了单点交通信号控制、干线交通信号联动控制两个递进式练习环节，并提供逐步引导，从而帮助学生从易到难掌握单点交通信号控制、干线交通信号联动控制的基本原理和主要流程。综合演练模块设有城市交通应急管控综合设计环节，学生需要分析特定交通警情的应急管控需求并诊断应急通道通行瓶颈，综合运用包括单点信号配时优化、干线交通信号联动设计等多种交通应急管控手段，在真实路网所搭建出的电子沙盘中完成交通应急管控方案的综合设计、仿真评估和迭代优化。

步骤如下：

（1）根据给定交叉口的渠化方案和交通需求，选定最合适的相位方案

（2）根据相位方案及配时参数，计算交通控制信号损失时间

（3）比较各流向流量，确定各相位的关键流向和最大流量比

（4）基于步骤2和3的分析结果，求解最佳周期时间

（5）基于步骤4得出的周期时间，设计各相位绿灯时间

（6）测算给定配时方案的信号控制延误

（7）观察干线上各交叉口配时方案，确定联动控制的协调周期

（8）依据设计绿波速度完成干线交叉口相位差设计

（9）测算给定干线联动控制方案的绿波带宽

（10）观察应急车辆仿真运行数据报表，诊断应急通行瓶颈

（11）根据本次交通警情的应急管控需求，完成管控方案综合设计

（12）将步骤11确定的管控方案进行仿真，评估其实施效果并进行优化