設置公交專用道的交叉口群交通組織及綠波協調

唐博 王穎

摘 ?要：交叉口通行的特點是交叉口之間距離短并且有很強的關聯性，尤其是在設置了公交專用道后，通行條件和信號配時均需要保證公交優先。本文選取銀川市賀蘭山西路的四個連續的交叉口作為研究對象，通過對數據分析處理，利用數解法完成了上述連續四個交叉口的綠波協調配時，在保證公交優先的前提下，實現車輛連續的通過距離較近的交叉口，使車輛延誤降低，道路排隊長度減少，通行能力得到提高。

關鍵詞：公交專用道;交叉口群;信號控制;綠波協調

中圖分類號：U491.12 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：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出交通流量大、密度大、車輛溢出等特征。當交叉口的交通量達到飽和時，車輛在連續的交叉口周期中會出現擁堵排隊的現象，尤其是在實施“公交優先”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先配時，使得交叉口群交通組織更加復雜，一旦設置不合理必然會使道路通行能力下降，甚至會造成交通事故和交通擁堵的發生;對于駕駛者而言駕駛體驗感下降，車輛油耗也會隨之增加。

本文以銀川市賀蘭山西路上設置有公交專用道的連續四個交叉口構成的交叉口群做為研究對象，依據交通特征參數調查和分析結果，對于四個交叉口雙向的信號配時進行綠波協調控制方案設計，希望能夠在保證公交優先的前提下，提升整個交叉口群的通行效率和出行體驗。

1 ?交叉口群信號控制現狀計算分析

本文將上述交叉口群的四個交叉口由東向西編號為A、B、C、D。本文以A路口為例進行交叉口基礎數據的分析。表1為對象交叉口各入口斷面綠信號配時情況，表2為與表1對應的各車道交通流統計和計算結果。

之后利用韋氏最佳信號周期時長計算交叉口A的最佳配時，如表3所示。

依照上述方法，可以分別對剩余三個交叉口B、C、D進行最佳配時計算，在單個交叉口條件下，對于信號配時進行獨立優化。

2 ?綠波協調信號控制方案設計

綠波協調信號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的主要有圖解法和數解法，本設計將對賀蘭山西路四個連續交叉口構成的交叉口群，在保證公交優先的前提下，應用數解法進行信號協調控制。

2.1 ?理想位置的確定

數解法是干道信號協調的重要方法之一，通過數解法確定信號相位，調整系統中實際位置距離理想位置的最大挪移量來確定最后的協調方案。A、B交叉口之間距離為1100m，B、C為1100m，C、D為916m，以10m為單位取有效數字110，10，110。算得關鍵交叉口B周期時長為Y=115-6=109s，相應的帶速為70km/h，約為19m/s。首先計算VY/2=19*109/2=103.5（取有效數字103）。從A開始作為起始信號，則其下一個交叉口同A相距VY/2m，VYm，3VY/2m……處即為正好能組成交互式協調或同步式協調的“理想信號”位置。以103-15或103+15作為最合適的VC/2變動范圍的值，即取88～118m的范圍，將此范圍填入表4的a列內，a這一列所表示的就是假想理想位置。

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

以a=88一行為例，將假定的理想位置與實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，計算a=88～108各行b的值。

2.2 ?確定最優信號位置和相位差

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

將交叉口A-D經過協調后計算的綠信比填入表5中。綠燈損失等于其最大移動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交叉口計算出的綠信比與綠燈損失時間的差，列入表5第6行。

可見，四個交叉口之間都采用的是交互式協調方式。相應于奇數理想信號位置的實際交叉口的相位差為100%-0.5*綠信比;相應于偶數理想信號位置的實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。如保持原定周期時長，則系統帶速可調整為：V=2*1020/ 109=18.8m/s。

3 ?綠波協調信號控制方案評價

本文采用交通仿真軟件VISSIM進行設計對象的交通流仿真，并獲取平均停車次數、交叉口平均排隊長度以及總行程時間三項指標，進而將未協調與綠波協調的兩種情況進行比對，用以評價本文設計的綠波協調方案的效果并進行反饋。具體參數比對見表6。

4 ?結 ?論

仿真結果表明，采用本文設計的綠波協調控制方案，能夠有效地協調干道交叉口，使車輛在各個交叉口上的延誤時間大大地降低，提高通行效率。在保證公交優先的前提下減少了交叉口延誤，改善了交叉口服務水平。

參考文獻：

[1] 楊曉光，陳白磊，彭國雄.行人交通控制信號設置方法研究 [J].中國公路學報，2001，14（1）：73-76.

[2] 翟忠民，景東升，陸化普.道路交通實戰案例 [M].北京：人民交通出版社，2007.

[3] 楊浩.運輸組織學 [M].北京：中國鐵道出版社，2011.

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