濟(jì)南市歷山路單向綠波交叉口信號控制研究
發(fā)布時間：2012-03-19 16:08:02更新時間：2012-03-19 16:08:45
1
伭律1，劉廣祥2，劉佳2，常孝寧2，侯帥坤2
摘要：城市交通擁擠是當(dāng)今世界普遍關(guān)注的問題，它所帶來的嚴(yán)重危害日益影響到人們的日常生活和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文采用兩相位信號配時，通過調(diào)查歷山路五個相鄰交叉口的交通流量，根據(jù)對不同交叉口的交通量的分析，確定系統(tǒng)周期時長，再根據(jù)公共周期長度及相鄰交叉口間距離求出交叉口間的絕對相位差。最后，再根據(jù)各關(guān)鍵相位交通流量比與有效綠燈之比相同求出各交叉口的信號配時
關(guān)鍵字：兩相位信號配時 交通流量 交通擁擠 濟(jì)南
中圖分類號：D035.37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
Abstract: urban traffic congestion is the world's attention in the problem, it brings the serious harm to the growing influence of People's Daily life and the development of social economy. In this article, the two phase signal timing, through the investigation, the calendar five neighboring mountain of intersection traffic flow, according to the different of the volume of traffic of the intersection analysis, certain system of long cycle, and according to public cycle length and the distance between the adjacent intersections can be the absolute phase difference between intersection. Finally, again according to each key phase traffic flow and effective than the same ratio of a green light for each intersection signal timing
Key word: two phase signal timing of traffic congestion jinan
1．前言
在城市道路網(wǎng)中，交叉口相距很近，各交叉口分別設(shè)置單點(diǎn)信號控制時，車輛經(jīng)常遇到紅燈，時停時開，造成行車不暢，也因而使環(huán)境污染加重。為使車輛減少在各個交叉口上的停車時間，特別是使干道上的車輛能夠暢通行駛，人們把一條干道上一批相鄰的交通信號連接起來，就出現(xiàn)了干線交叉口交通信號協(xié)調(diào)控制，也即綠波交通。
2．設(shè)計(jì)思路
由于現(xiàn)有的雙向綠波交通實(shí)現(xiàn)效果都不理想，甚至有些雙向綠波交通的整個延誤反而大于未進(jìn)行綠波設(shè)計(jì)時的延誤�；诖�，我們提出了局部綠波交通這個概念。它有兩方面的含義，一是僅對干道上某一特別重要路段進(jìn)行綠波控制；二是在雙向道路上對某一主流方向進(jìn)行綠波控制，而另一方向仍采用普通控制方式。本文正事研究第二種局部綠波交通的實(shí)現(xiàn)及其效果。由于只考慮一個方向協(xié)調(diào)控制，綠波帶相對更寬，對實(shí)際情況的適應(yīng)能力更強(qiáng)，因而實(shí)施起來相對更容易一些。
3.數(shù)據(jù)采集與處理
3.1計(jì)算此系統(tǒng)公共周期長度
(1)求出每個交叉口的周期長度
式中：--車流交通量比；--關(guān)鍵車流總的交通量比,即為路口各相位值總和；--實(shí)際交通流量；--飽和交通流量。
由于兩相位信號控制方式適用于各種渠化條件，所以本系統(tǒng)采用兩相位信號配時，可以將直行車輛和左轉(zhuǎn)車輛合成一股車流，作為關(guān)鍵車流，根據(jù)各類進(jìn)口車道的基本飽和流量，
根據(jù)韋氏公式：
式中：--一個周期內(nèi)總的損失時間（s），等于啟動損失時間于全紅時間之和。
（2）選擇系統(tǒng)周期時長
單個交叉口的信號周期長度是根據(jù)交叉口交通量來確定的，由于控制系統(tǒng)中有多個交叉口，為了達(dá)到系統(tǒng)協(xié)調(diào)，各個交叉口必須采用相同的周期長度。為此，必須先按單個交叉口的信號配時方法，確定每個交叉口的周期長度，然后取最長的作為本系統(tǒng)的公共周期長度，其他交叉口也必須采用這個周期長度。
3.2計(jì)算系統(tǒng)各相鄰交叉口絕對相位差
用電子地圖mapbar測得經(jīng)十路與文化東路交叉口間距為843m，文化東路與和平路交叉口間距為623m，和平路與解放路交叉口間距為756m，解放路與花園路交叉口間距為1.5km。在此選擇城市道路的平均車速30km/h。
T=l/v式中：T為車輛在交叉口之間的行駛時間，L為相鄰交叉口之間的距離，V為城市道路車輛的平均車速。
設(shè)，，，分別為經(jīng)十路，文化東路，和平路，解放路，花園路相鄰兩交叉口間車輛的行駛時間。， ，分別為其間距。
則：==0.0281h101s ，==0.0208h75s
==0.0252h91s，==0.05h180s
設(shè)此五個交叉口由南向北分別為A，B，C, D , E.
干道交通控制系統(tǒng)中，如果取交叉口A為系統(tǒng)參照交叉口，周期長度為170s，那么按以下方式各交叉口的絕對相位差，便可獲得完全的“綠波交通”。
B交叉口的絕對相位差=-85s(1個周期長)=101-85=16(s)
C交叉口的絕對相位差=+-170(2個周期長)=101+75-170=6(s)
D交叉口的絕對相位差=-255(3個周期長)=12(s)
E交叉口的絕對相位差=-425(8個周期長)=447-440=22(s)
按照上述計(jì)算的絕對相位差進(jìn)行該干線的信號協(xié)調(diào)控制，便可得到較為理想的“綠波帶”。
3.3各交叉口信號配時
取所有信號交叉口周期時長為55s,將所有有效綠燈時間按照關(guān)鍵車流交通流量比進(jìn)行等比例分配。
式中：，--分別為各關(guān)鍵相位交通流量比；--有效綠燈時間之和； --各相位有效綠燈時間，取1，2； --周期長度；--各相位損失時間；
①歷山路與經(jīng)十路交叉口
設(shè)東西相位關(guān)鍵交通流量比為，南北相位關(guān)鍵交通流量比為，東西相位有效綠燈時間為，南北相位有效綠燈時間為。
=0.4 ，=0.2
損失時間(s)故：==2
==85-10=75(s)
由此式解得：= 50 =25
綠信比等于有效綠燈時間與周期之間的比值。設(shè)東西相位綠信比為，南北相位綠信比為，則：，
各相位的實(shí)際顯示綠燈時間：
--各相位實(shí)際顯示綠燈時間；--各相位有效綠燈時間；--各相位黃燈時間；--各相位損失時間。
假設(shè)東西方向?yàn)榈谝幌辔�，�?shí)際顯示綠燈時間為，紅燈時間為，南北方向?yàn)榈诙辔�，�?shí)際顯示綠燈時間為，紅燈時間為。則：
s =85-51-3=31ss =85-26-3=56s
同理可得其他交叉口的信號配時如下：
②歷山路與文化路交叉口
s, =85-32-3=50s,s , =85-45-3=37s
③歷山路與和平路交叉口
s ,=85-37-3=45s,s ,=85-40-3=42s
④歷山路與解放路交叉口
s ,=85-38.5-3=43.5s, ,
s =85-38.5-3=43.5s
⑤歷山路與花園路交叉口
s,=85-51-3=31s,s ,=85-26-3=56s
4結(jié)論
如何挖掘現(xiàn)有設(shè)施的潛力，盡可能的利用已有設(shè)施來改善交通成為所有研究交通的人首要關(guān)注的問題。本文正是在這個大前提下，針對雙向綠波交通實(shí)現(xiàn)的難度較大，而我國城市中又普遍存在單行道數(shù)量有限的情況，研究在雙向行駛的道路上只對一個方向?qū)嵭芯G波協(xié)調(diào)控制的實(shí)施效果與可行性。本文的研究有助于解決濟(jì)南市歷山路區(qū)域的交通擁堵問題，為濟(jì)南市今后治理交通擁堵問題有指導(dǎo)性意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 王煒.交通工程[M]學(xué).南京：東南大學(xué)出版社，2008.
[2] 陸化普．城市交通現(xiàn)代化管理[M]．北京：人民交通出版社，1998．
[3]劉智勇．智能交通控制理論及其應(yīng)用[M]．北京：科學(xué)出版社，2003.
[4] 徐吉謙[M].交通工程總論[M].北京:人民交通出版社,2008.
摘要：城市交通擁擠是當(dāng)今世界普遍關(guān)注的問題，它所帶來的嚴(yán)重危害日益影響到人們的日常生活和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文采用兩相位信號配時，通過調(diào)查歷山路五個相鄰交叉口的交通流量，根據(jù)對不同交叉口的交通量的分析，確定系統(tǒng)周期時長，再根據(jù)公共周期長度及相鄰交叉口間距離求出交叉口間的絕對相位差。最后，再根據(jù)各關(guān)鍵相位交通流量比與有效綠燈之比相同求出各交叉口的信號配時
關(guān)鍵字：兩相位信號配時 交通流量 交通擁擠 濟(jì)南
中圖分類號：D035.37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
Abstract: urban traffic congestion is the world's attention in the problem, it brings the serious harm to the growing influence of People's Daily life and the development of social economy. In this article, the two phase signal timing, through the investigation, the calendar five neighboring mountain of intersection traffic flow, according to the different of the volume of traffic of the intersection analysis, certain system of long cycle, and according to public cycle length and the distance between the adjacent intersections can be the absolute phase difference between intersection. Finally, again according to each key phase traffic flow and effective than the same ratio of a green light for each intersection signal timing
Key word: two phase signal timing of traffic congestion jinan
1．前言
在城市道路網(wǎng)中，交叉口相距很近，各交叉口分別設(shè)置單點(diǎn)信號控制時，車輛經(jīng)常遇到紅燈，時停時開，造成行車不暢，也因而使環(huán)境污染加重。為使車輛減少在各個交叉口上的停車時間，特別是使干道上的車輛能夠暢通行駛，人們把一條干道上一批相鄰的交通信號連接起來，就出現(xiàn)了干線交叉口交通信號協(xié)調(diào)控制，也即綠波交通。
2．設(shè)計(jì)思路
由于現(xiàn)有的雙向綠波交通實(shí)現(xiàn)效果都不理想，甚至有些雙向綠波交通的整個延誤反而大于未進(jìn)行綠波設(shè)計(jì)時的延誤�；诖�，我們提出了局部綠波交通這個概念。它有兩方面的含義，一是僅對干道上某一特別重要路段進(jìn)行綠波控制；二是在雙向道路上對某一主流方向進(jìn)行綠波控制，而另一方向仍采用普通控制方式。本文正事研究第二種局部綠波交通的實(shí)現(xiàn)及其效果。由于只考慮一個方向協(xié)調(diào)控制，綠波帶相對更寬，對實(shí)際情況的適應(yīng)能力更強(qiáng)，因而實(shí)施起來相對更容易一些。
3.數(shù)據(jù)采集與處理
3.1計(jì)算此系統(tǒng)公共周期長度
(1)求出每個交叉口的周期長度
式中：--車流交通量比；--關(guān)鍵車流總的交通量比,即為路口各相位值總和；--實(shí)際交通流量；--飽和交通流量。
由于兩相位信號控制方式適用于各種渠化條件，所以本系統(tǒng)采用兩相位信號配時，可以將直行車輛和左轉(zhuǎn)車輛合成一股車流，作為關(guān)鍵車流，根據(jù)各類進(jìn)口車道的基本飽和流量，
根據(jù)韋氏公式：
式中：--一個周期內(nèi)總的損失時間（s），等于啟動損失時間于全紅時間之和。
（2）選擇系統(tǒng)周期時長
單個交叉口的信號周期長度是根據(jù)交叉口交通量來確定的，由于控制系統(tǒng)中有多個交叉口，為了達(dá)到系統(tǒng)協(xié)調(diào)，各個交叉口必須采用相同的周期長度。為此，必須先按單個交叉口的信號配時方法，確定每個交叉口的周期長度，然后取最長的作為本系統(tǒng)的公共周期長度，其他交叉口也必須采用這個周期長度。
3.2計(jì)算系統(tǒng)各相鄰交叉口絕對相位差
用電子地圖mapbar測得經(jīng)十路與文化東路交叉口間距為843m，文化東路與和平路交叉口間距為623m，和平路與解放路交叉口間距為756m，解放路與花園路交叉口間距為1.5km。在此選擇城市道路的平均車速30km/h。
T=l/v式中：T為車輛在交叉口之間的行駛時間，L為相鄰交叉口之間的距離，V為城市道路車輛的平均車速。
設(shè)，，，分別為經(jīng)十路，文化東路，和平路，解放路，花園路相鄰兩交叉口間車輛的行駛時間。， ，分別為其間距。
則：==0.0281h101s ，==0.0208h75s
==0.0252h91s，==0.05h180s
設(shè)此五個交叉口由南向北分別為A，B，C, D , E.
干道交通控制系統(tǒng)中，如果取交叉口A為系統(tǒng)參照交叉口，周期長度為170s，那么按以下方式各交叉口的絕對相位差，便可獲得完全的“綠波交通”。
B交叉口的絕對相位差=-85s(1個周期長)=101-85=16(s)
C交叉口的絕對相位差=+-170(2個周期長)=101+75-170=6(s)
D交叉口的絕對相位差=-255(3個周期長)=12(s)
E交叉口的絕對相位差=-425(8個周期長)=447-440=22(s)
按照上述計(jì)算的絕對相位差進(jìn)行該干線的信號協(xié)調(diào)控制，便可得到較為理想的“綠波帶”。
3.3各交叉口信號配時
取所有信號交叉口周期時長為55s,將所有有效綠燈時間按照關(guān)鍵車流交通流量比進(jìn)行等比例分配。
式中：，--分別為各關(guān)鍵相位交通流量比；--有效綠燈時間之和； --各相位有效綠燈時間，取1，2； --周期長度；--各相位損失時間；
①歷山路與經(jīng)十路交叉口
設(shè)東西相位關(guān)鍵交通流量比為，南北相位關(guān)鍵交通流量比為，東西相位有效綠燈時間為，南北相位有效綠燈時間為。
=0.4 ，=0.2
損失時間(s)故：==2
==85-10=75(s)
由此式解得：= 50 =25
綠信比等于有效綠燈時間與周期之間的比值。設(shè)東西相位綠信比為，南北相位綠信比為，則：，
各相位的實(shí)際顯示綠燈時間：
--各相位實(shí)際顯示綠燈時間；--各相位有效綠燈時間；--各相位黃燈時間；--各相位損失時間。
假設(shè)東西方向?yàn)榈谝幌辔�，�?shí)際顯示綠燈時間為，紅燈時間為，南北方向?yàn)榈诙辔�，�?shí)際顯示綠燈時間為，紅燈時間為。則：
s =85-51-3=31ss =85-26-3=56s
同理可得其他交叉口的信號配時如下：
②歷山路與文化路交叉口
s, =85-32-3=50s,s , =85-45-3=37s
③歷山路與和平路交叉口
s ,=85-37-3=45s,s ,=85-40-3=42s
④歷山路與解放路交叉口
s ,=85-38.5-3=43.5s, ,
s =85-38.5-3=43.5s
⑤歷山路與花園路交叉口
s,=85-51-3=31s,s ,=85-26-3=56s
4結(jié)論
如何挖掘現(xiàn)有設(shè)施的潛力，盡可能的利用已有設(shè)施來改善交通成為所有研究交通的人首要關(guān)注的問題。本文正是在這個大前提下，針對雙向綠波交通實(shí)現(xiàn)的難度較大，而我國城市中又普遍存在單行道數(shù)量有限的情況，研究在雙向行駛的道路上只對一個方向?qū)嵭芯G波協(xié)調(diào)控制的實(shí)施效果與可行性。本文的研究有助于解決濟(jì)南市歷山路區(qū)域的交通擁堵問題，為濟(jì)南市今后治理交通擁堵問題有指導(dǎo)性意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 王煒.交通工程[M]學(xué).南京：東南大學(xué)出版社，2008.
[2] 陸化普．城市交通現(xiàn)代化管理[M]．北京：人民交通出版社，1998．
[3]劉智勇．智能交通控制理論及其應(yīng)用[M]．北京：科學(xué)出版社，2003.
[4] 徐吉謙[M].交通工程總論[M].北京:人民交通出版社,2008.
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