淺析綠波交叉口信號控制研究

何輝

【摘 要】綠波控制必須具備相同的周期、統一時鐘和選擇適當的相位差三個基本條件。文章通過交通信號綠波控制這一理論在不同交通情況的多條道路上實際應用，發現實施和取得較好的綠波效果，除必須具備上述三個基本條件外，還應考慮幾個因素和控制策略。

【關鍵詞】交通信號；綠波；控制；因素；策略

一、綠波控制應考慮的因素

1.綠波路口群中機動車道數量應當匹配

為了保證較好的綠波效果，特別是保證大流量時綠波效果，綠波路口群中，供綠波車輛行駛的車道數量，中間路口應當等于或多于兩端起點進口。如果供綠波車輛行駛的車道數量，某中間路口少于兩端起點進口，即該路口的車道數量與綠波群中車道數不匹配，那么，不匹配的路口會有大量車輛排隊滯留，嚴重時造成交通擁堵。如我們曾對舟山沿港東路3個路口進行綠波協調控制，綠波控制后，發現高峰期中間第二路口西向東排隊長度遠比單點控制時要長，究其原因是中間第二個路口西向東各布置一條直行和一條左轉進口車道，而西邊第一路口西向東有二條直行進口車道，即第一與第二路口西向東的綠波直行進口車道數量不相匹配，在綠燈放行時間里，第一路口西向東的二條直行車道上車輛經過路口后源源不斷匯入中間第二路口的一條直行車道，導致第二路口西進口道通行能力下降，車輛積壓。原因查清后，沿港東路3個路口退出綠波協調，恢復單點控制，交通擁堵得到明顯改善。

2.相交方向駛入綠波線上的車流量應少

要實現綠波，相位差必須使上游綠波控制線上車輛行駛到達下游路口時遇綠燈。上游相交方向綠燈放行時，駛入綠波線上的車輛到達下游路口必遇紅燈，排隊在路口等候放行信號。為了保證上游綠波控制線上車輛行駛到達下游路口遇綠燈通過，那么下游路口的綠燈時間為清空排隊時間和上游車輛通過時間之和。當相交方向駛入車輛較多，那么下游需較長的清空排隊時間，這時該相位綠燈時間大大增長，路口周期遠遠大于最佳周期，車輛延誤增加，最后導致交通秩序混亂、路口交通堵塞，綠波控制失效。如舟山環城北路上的人民北路和環城東路二個路口間距只有200 m，高峰期時，每個周期從相交的人民北路、環城東路右轉和左轉分別進入環城北路的汽車都多達30輛以上，這30多輛汽車進入后，幾乎從下游路口排隊到上游路口等候放行信號，由于清空這些車輛需約用時90 s以上，環城北路上一個方向綠燈用時過多，路口排隊長度和等候放行信號時間過長，秩序混亂，最后造成交通堵塞，因此綠波控制失敗。

3.設有機動車左轉車道

一般情況下，要實現綠波控制的路口，應當設有機動車左轉車道，否則左轉機動車會妨礙甚至堵住車道后方直行車輛，抵消綠波效果。但以下二種情況下的路口，因左轉機動車不會妨礙或堵住車道后方直行車輛，可不設單獨左轉機動車道。一是當道路有中間綠化帶，又可利用其端頭與路口中心之間設左彎待轉區，而一個周期左轉汽車數又少于或等于待轉區容納數；二是綠波帶中心線交點遠離交叉口中心，采取單口左轉、直行、右轉同時放行的路口。

4.應按實際運行速度計算相位差

機動車駕駛人在駕駛時，是根據道路實際交通狀況選擇行車速度。如果我們為了得到理論上較好的綠波方案，采用推薦速度，并向駕駛人明示，駕駛人也往往仍會對推薦速度置之不理。所以要實現較好的綠波效果，必須按道路上實際運行速度計算相位差。為了實現較好的綠波效果，在制定綠波方案中，就必須根據不同時間段的機動車實際運行速度，精確計算不同時間段時的相位差，并制定多套的綠波方案。

5.上游到達下游時間應具有相對穩定性

要實現綠波控制，一個綠波方案中，要求路口相位差是穩定不變的。在一個時間段內，如果機動車從上游到達下游時間變化幅度較大，相位差難以確定，就無法實現綠波控制。影響機動車從上游到達下游時間，主要是混合交通中非機動車的干擾。因此，在混合交通中制定綠波方案，必須考慮非機動車混合程度，如果非機動車干擾會使機動車從上游到達下游時間沒有規律可循，是多變和不確定的，即相位差無法確定，就無法實行綠波控制；只有當非機動車干擾少，機動車從上游到達下游時間基本穩定，方可實施綠波控制。

二、控制策略

1.零相位差應當差選擇在流量相對少路口

綠波周期應以滿足流量最大的路口，即單點控制時路口最長周期作為綠波周期，但作為相位差計算和信號機校時的基準點的路口，即零相位差路口不應設在按單點控制時流量最大、周期最長的路口。交通高峰期，流量最大的路口易趨于或接近飽和狀態，出現交通擁堵，其需要的周期要遠大于綠波路口群中其它路口。為了既解決高峰期交通流量大路口交通擁堵，又能使綠波路口群中其它路口周期盡可能接近實際所需周期，減少交通違法行為，那么，高峰時就要把流量大或交通擁堵的路口從綠波群中脫離出來，交通控制中心重新賦以周期和綠信比。這時，因流量大路口周期改變，原綠波系統協調破壞，但如果零相位差路口選擇在流量相對少，高峰期交通控制中心不需重新賦以新的周期的路口，那么，作為相位差計算和信號機校時的基準點的路口仍在綠波群中，整個綠波群只是被那個脫離路口截成兩段，兩端仍能按原相位差各自進行綠波運行。所以零相位差因選擇在流量相對少的路口。

2.分段綠波

①路口實際所需周期遠小于綠波周期，該路口應退出綠波群。綠波控制須有一個共同周期，該共同周期是以單點控制時最大周期作為共同周期。如綠波群中某個路口實際周期遠不需要這么長的共同周期，那么綠波中該路口就會出現交通守法率大大下降，當偶爾有車到達通過時，安全風險增加。因此，實際所需周期遠小于綠波周期的某個路口應退出綠波群，原綠波群可分兩段綠波控制。

②與上游路口距離過長，機動車離散到達，該路口應退出綠波群。當距上游路口間距過長，車輛駛離上游路口到達下游路口時，出現離散，下游路口綠波協調失去意義，那么該下游路口不應納入綠波群。該下游路口退出綠波群后，原綠波群可分兩段綠波控制。

③綠波方向上供綠波車輛行駛的車道數量不匹配，該路口應退出綠波群。綠波路口群中的某個路口車道數量與其它路口相不匹配，那么，不匹配的該路口會有大量車輛排隊滯留，不能綠波通過路口或綠波效果大打折扣。因此，該路口應退出綠波群，兩端重新進行分段綠波控制。

3.單向變向綠波

由于路口非機動車交通組織方式、路口間距、相位、相序等因素，雙向綠波方案難以生成或綠波方案雖能夠生成，但由于缺乏非機動車二次過街交通組織方式，不利交通安全，可選擇單向綠波。如該條綠波道路潮汐交通流明顯的，可根據潮汐方向，采取單向變向綠波控制。

4.多時段綠波

白天和夜間、上下班高峰與平峰車流量變化大，所需周期和綠信比相差較大，用一個長周期綠波方案，會延長平峰或夜間車輛空等時間。為減少車輛空等，綠波控制更適合實際交通流量，應采用多時段綠波控制方案。

三、結語

本文是通過綠波控制理論在實踐中應用，從實戰中研究所得到的結論。上述提出的綠波控制應考慮的因素和控制策略，可開拓綠波控制思路，有利于在實戰中綠波控制的大量應用。同時，由于作者水平有限，文中可能存在不足之處，供參考。

【參考文獻】

[1]周蔚吾.道路交通信號燈控制設置手冊[M].北京：知識產權出版社，2009.