📚 课程目录第3章十字路口信号灯控制仿真

3. 十字路口信号灯控制仿真

在SUMO中构建一个十字路口场景，为路口配置四相位交通信号灯，设置东西与南北方向不对称的车流，通过对比固定配时方案下不同方向的平均等待时间与排队长度，分析信号灯配时对通行效率的影响。

需要SUMO 1.14及以上版本，并确保sumo、netedit命令可用。本案例使用SUMO XML格式手工定义路网与信号灯，不依赖额外Python库。

创建两条双向两车道道路交叉形成的十字路口。交叉点中心坐标为(0,0)，东西方向道路长度200m，南北方向道路长度200m。信号灯采用4相位固定配时（周期60s）：

东西方向车流量设为南北方向的2倍，用于观察不对称流量下的排队差异。

以下四个文件构成完整仿真场景，保存至同一目录。

1. 路网文件 cross.net.xml

```xml ```

2. 路由文件 cross.rou.xml

```xml ```

3. 仿真配置文件 cross.sumocfg

```xml

```

4. 输出统计配置 output.add.xml

```xml ```

在命令行进入文件所在目录，执行：

```bash sumo -c cross.sumocfg --additional-files output.add.xml ```

仿真运行360秒（6分钟），每60秒输出一次各方向检测器统计。若需图形界面观察，将sumo替换为sumo-gui。

仿真结束后，打开生成的det_we.xml、det_ew.xml、det_ns.xml、det_sn.xml文件，检查meanWaitingTime与jamLengthInMeters字段。由于东西方向车流密度是南北方向的2倍，预期结果应满足：

若上述条件成立，说明信号灯配时方案在不对称流量下产生了预期的通行效率差异，案例验证通过。可通过调整cross.rou.xml中period值改变流量强度，观察不同负载下排队变化趋势。

上图展示了十字路口的几何结构与四个信号灯相位的放行关系。东西方向（相位1、2）总绿灯时间为34秒，南北方向（相位3、4）总绿灯时间同样为34秒，但由于东西方向车流量是南北的2倍，东西方向每个绿灯周期内通过的车辆数更多，排队消散速度相对更慢，导致等待时间上升。

路网文件报错：若提示连接(connection)定义错误，检查fromLane与toLane的索引是否对应实际车道方向。本例中所有连接均为直行，未包含转向车道。
信号灯不工作：确认tlLogic的id与交叉口junction的id一致（均为0），且type="traffic_light"已正确设置。
检测器无输出：检查lane属性中的车道ID是否存在于路网中。本例使用E3_0表示西进口道的内侧车道，E1_0为东进口道内侧车道，以此类推。