設(shè)置公交專用道的交叉口群交通組織及綠波協(xié)調(diào)

唐博 王穎

摘 ?要：交叉口通行的特點(diǎn)是交叉口之間距離短并且有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，尤其是在設(shè)置了公交專用道后，通行條件和信號(hào)配時(shí)均需要保證公交優(yōu)先。本文選取銀川市賀蘭山西路的四個(gè)連續(xù)的交叉口作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析處理，利用數(shù)解法完成了上述連續(xù)四個(gè)交叉口的綠波協(xié)調(diào)配時(shí)，在保證公交優(yōu)先的前提下，實(shí)現(xiàn)車輛連續(xù)的通過(guò)距離較近的交叉口，使車輛延誤降低，道路排隊(duì)長(zhǎng)度減少，通行能力得到提高。

關(guān)鍵詞：公交專用道;交叉口群;信號(hào)控制;綠波協(xié)調(diào)

中圖分類號(hào)：U491.12 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）18-0011-03

Abstract：The characteristics of intersection traffic are short distance and strong correlation. Especially when bus lanes are set up，both traffic conditions and signal timing need to ensure bus priority. In this paper，four consecutive intersections of Helanshan West Road in Yinchuan city are selected as the research objects. Through data analysis and processing，the green wave coordinated timing of the four consecutive intersections is accomplished by using numerical method. On the premise of ensuring bus priority，vehicles can continuously pass through the nearer intersections，thus vehicle delays and the length of road queuing can be reduced，and the traffic efficiency will improve.

Keywords：bus lane;intersection group;signal control;green wave coordination

0 ?引 ?言

城市交通量的急劇上升使得城市道路體現(xiàn)出交通流量大、密度大、車輛溢出等特征。當(dāng)交叉口的交通量達(dá)到飽和時(shí)，車輛在連續(xù)的交叉口周期中會(huì)出現(xiàn)擁堵排隊(duì)的現(xiàn)象，尤其是在實(shí)施“公交優(yōu)先”策略的情況下，普遍在用的公交專用道以及與其匹配的交叉口公交優(yōu)先配時(shí)，使得交叉口群交通組織更加復(fù)雜，一旦設(shè)置不合理必然會(huì)使道路通行能力下降，甚至?xí)斐山煌ㄊ鹿屎徒煌〒矶碌陌l(fā)生;對(duì)于駕駛者而言駕駛體驗(yàn)感下降，車輛油耗也會(huì)隨之增加。

本文以銀川市賀蘭山西路上設(shè)置有公交專用道的連續(xù)四個(gè)交叉口構(gòu)成的交叉口群做為研究對(duì)象，依據(jù)交通特征參數(shù)調(diào)查和分析結(jié)果，對(duì)于四個(gè)交叉口雙向的信號(hào)配時(shí)進(jìn)行綠波協(xié)調(diào)控制方案設(shè)計(jì)，希望能夠在保證公交優(yōu)先的前提下，提升整個(gè)交叉口群的通行效率和出行體驗(yàn)。

1 ?交叉口群信號(hào)控制現(xiàn)狀計(jì)算分析

本文將上述交叉口群的四個(gè)交叉口由東向西編號(hào)為A、B、C、D。本文以A路口為例進(jìn)行交叉口基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析。表1為對(duì)象交叉口各入口斷面綠信號(hào)配時(shí)情況，表2為與表1對(duì)應(yīng)的各車道交通流統(tǒng)計(jì)和計(jì)算結(jié)果。

之后利用韋氏最佳信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)計(jì)算交叉口A的最佳配時(shí)，如表3所示。

依照上述方法，可以分別對(duì)剩余三個(gè)交叉口B、C、D進(jìn)行最佳配時(shí)計(jì)算，在單個(gè)交叉口條件下，對(duì)于信號(hào)配時(shí)進(jìn)行獨(dú)立優(yōu)化。

2 ?綠波協(xié)調(diào)信號(hào)控制方案設(shè)計(jì)

綠波協(xié)調(diào)信號(hào)控制常采用的兩種方法是最大綠波帶法和最小延誤法。其中以最大綠波帶為目標(biāo)的主要有圖解法和數(shù)解法，本設(shè)計(jì)將對(duì)賀蘭山西路四個(gè)連續(xù)交叉口構(gòu)成的交叉口群，在保證公交優(yōu)先的前提下，應(yīng)用數(shù)解法進(jìn)行信號(hào)協(xié)調(diào)控制。

2.1 ?理想位置的確定

數(shù)解法是干道信號(hào)協(xié)調(diào)的重要方法之一，通過(guò)數(shù)解法確定信號(hào)相位，調(diào)整系統(tǒng)中實(shí)際位置距離理想位置的最大挪移量來(lái)確定最后的協(xié)調(diào)方案。A、B交叉口之間距離為1100m，B、C為1100m，C、D為916m，以10m為單位取有效數(shù)字110，10，110。算得關(guān)鍵交叉口B周期時(shí)長(zhǎng)為Y=115-6=109s，相應(yīng)的帶速為70km/h，約為19m/s。首先計(jì)算VY/2=19*109/2=103.5（取有效數(shù)字103）。從A開(kāi)始作為起始信號(hào)，則其下一個(gè)交叉口同A相距VY/2m，VYm，3VY/2m……處即為正好能組成交互式協(xié)調(diào)或同步式協(xié)調(diào)的“理想信號(hào)”位置。以103-15或103+15作為最合適的VC/2變動(dòng)范圍的值，即取88～118m的范圍，將此范圍填入表4的a列內(nèi)，a這一列所表示的就是假想理想位置。

以a=88行為例，A、B交叉口的實(shí)際間距為110m，與理想信號(hào)位置間距88的差值為22，將22填入AB間的一列內(nèi)。表示B與理想位置的距離為22，當(dāng)B向前挪離220m就可與A恰好組成交互式協(xié)調(diào)。B、C交叉口的實(shí)際距離為110m，B與理想信號(hào)位置b相差22，D、C交叉口的實(shí)際距離是91m，C與理想信號(hào)位置相差44，即C與理想位置相差為44，將44填入B、C間的一列內(nèi)。依次類推，計(jì)算至C、D間的列。a=88這一行的計(jì)算結(jié)束。

以a=88一行為例，將假定的理想位置與實(shí)際位置的間距按從小到大上的位置排列，然后做它們間隔之間的差值，將此差值最大者記為b。a=88一行b的值為41。依此類推，計(jì)算a=88～108各行b的值。

2.2 ?確定最優(yōu)信號(hào)位置和相位差

由表4中可知，當(dāng)a=102時(shí)，b=38時(shí)，車倆從交叉口A到D行駛時(shí)各交叉口距離理想信號(hào)位置的相對(duì)移動(dòng)量最小，即當(dāng)VC/2=1020m時(shí)可以達(dá)到最好的協(xié)調(diào)效率。A-C同理想信號(hào)位置之間的移動(dòng)量之差最大，則A與理想位置的移動(dòng)量為（a-b）/2=64m，即各實(shí)際信號(hào)位置距理想信號(hào)位置的最大挪移量為64m。理想信號(hào)位置距A為80m，即自前移80m即為第一理想信號(hào)位置，然后依次每1020m間距將各理想信號(hào)位置列在各實(shí)際信號(hào)位置之間。

將交叉口A-D經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)后計(jì)算的綠信比填入表5中。綠燈損失等于其最大移動(dòng)量比上理想位置的距離（即a=102m）表示，如A交叉口的綠燈損失為80/1020=7.8%，列入表5第5行。有效綠信比等于各個(gè)交叉口計(jì)算出的綠信比與綠燈損失時(shí)間的差，列入表5第6行。

可見(jiàn)，四個(gè)交叉口之間都采用的是交互式協(xié)調(diào)方式。相應(yīng)于奇數(shù)理想信號(hào)位置的實(shí)際交叉口的相位差為100%-0.5*綠信比;相應(yīng)于偶數(shù)理想信號(hào)位置的實(shí)際交叉口的相位差為50%-0.5*綠信比，將求得的相位差值填入表5第7行。如保持原定周期時(shí)長(zhǎng)，則系統(tǒng)帶速可調(diào)整為：V=2*1020/ 109=18.8m/s。

3 ?綠波協(xié)調(diào)信號(hào)控制方案評(píng)價(jià)

本文采用交通仿真軟件VISSIM進(jìn)行設(shè)計(jì)對(duì)象的交通流仿真，并獲取平均停車次數(shù)、交叉口平均排隊(duì)長(zhǎng)度以及總行程時(shí)間三項(xiàng)指標(biāo)，進(jìn)而將未協(xié)調(diào)與綠波協(xié)調(diào)的兩種情況進(jìn)行比對(duì)，用以評(píng)價(jià)本文設(shè)計(jì)的綠波協(xié)調(diào)方案的效果并進(jìn)行反饋。具體參數(shù)比對(duì)見(jiàn)表6。

4 ?結(jié) ?論

仿真結(jié)果表明，采用本文設(shè)計(jì)的綠波協(xié)調(diào)控制方案，能夠有效地協(xié)調(diào)干道交叉口，使車輛在各個(gè)交叉口上的延誤時(shí)間大大地降低，提高通行效率。在保證公交優(yōu)先的前提下減少了交叉口延誤，改善了交叉口服務(wù)水平。

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作者簡(jiǎn)介：唐博（1982.01-），男，漢族，寧夏中寧人，副教授，碩士研究生，研究方向：交通運(yùn)輸、車輛工程。