平交口渠化與信號(hào)配時(shí)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究

王偉剛,王兵,孫均友,王彥軍,王書(shū)文,李英奇,吳旭

摘 要：平交口改善設(shè)計(jì)一直是城市道路交通建設(shè)的重點(diǎn)。以典型四路交叉口為例，針對(duì)動(dòng)態(tài)渠化標(biāo)線(xiàn)與交通信號(hào)控制思路，本文采取高峰交通流量開(kāi)展渠化與交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制方案設(shè)計(jì)，論證了方案的可行性。該方法對(duì)平交口早晚高峰交通擁堵問(wèn)題的改善效果較為明顯。

關(guān)鍵詞：交叉口;渠化;信號(hào)控制;協(xié)調(diào)

0 引言

城市道路交通問(wèn)題往往出現(xiàn)在交叉口處。交叉口控制管理對(duì)改善城市道路交通情況具有重要作用。交叉口交通流平、高峰過(guò)渡時(shí)段，交通沖突多，且往往因?yàn)楣潭ǖ能?chē)道功能設(shè)置不能匹配交通需求而產(chǎn)生潮汐現(xiàn)象。降低交叉口延誤，進(jìn)一步深化合理運(yùn)用道路時(shí)空資源，對(duì)探尋交叉口設(shè)計(jì)新方法對(duì)城市交通發(fā)展具有重要意義。

1 動(dòng)態(tài)渠化標(biāo)線(xiàn)與交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制

針對(duì)平峰時(shí)的渠化與信號(hào)配時(shí)協(xié)調(diào)方案不能適應(yīng)高峰交通流的需求，依據(jù)最高峰交通流量，以典型四路交叉口為研究對(duì)象，可以得出：平峰時(shí)交叉口進(jìn)口道車(chē)道功能分別為直左、直右車(chē)道，信號(hào)相位為兩相位。現(xiàn)分別研究交叉口在不同流量狀態(tài)下兩套方案的運(yùn)行效果。假設(shè)交叉口各進(jìn)口道流量及流量分布情況均等，左轉(zhuǎn)、直行與右轉(zhuǎn)車(chē)流之間的比例為1：2：1。分別選取進(jìn)口流量為495 pcu/h和1 650 pcu/h兩種流量狀態(tài)，進(jìn)行信號(hào)配時(shí)方案設(shè)計(jì)，并用VISSIM軟件仿真。

1.1 配時(shí)設(shè)計(jì)

Webster最佳周期計(jì)算公式如下：

（1）

式中：

—周期時(shí)長(zhǎng)，;

—信號(hào)總損失時(shí)間，;

—周期內(nèi)所有相位的關(guān)鍵車(chē)道組的流率比之和。

1.2 VISSIM仿真

Q=495 pcu/h時(shí)，仿真結(jié)果如表1所示。

由表1可知平峰方案較高峰方案平均延誤降低了58%，平均停車(chē)次數(shù)降低了36%，平均排隊(duì)長(zhǎng)度降低了28%。交叉口低流狀態(tài)下平峰方案比高峰方案運(yùn)行效率要更好。因?yàn)樵诘土鳡顟B(tài)下，交叉口關(guān)鍵流率比之和比較小。此時(shí)采用兩相位方案，交叉口運(yùn)行效率高。

Q=1 650 pcu/h時(shí)，仿真結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，當(dāng)交叉口飽和度為1時(shí)，高峰方案優(yōu)于平峰方案，具體表現(xiàn)在平均延誤降低24%，平均停車(chē)次數(shù)減少44%，平均排隊(duì)長(zhǎng)度減少34%。在交叉口流量飽和狀態(tài)下，平峰方案中直行與左轉(zhuǎn)車(chē)輛沖突嚴(yán)重，導(dǎo)致左轉(zhuǎn)車(chē)輛的延誤上升，排隊(duì)長(zhǎng)度變長(zhǎng)，停車(chē)次數(shù)增加，進(jìn)而引起交叉口通行能力下降;高峰方案分離了直行與左轉(zhuǎn)車(chē)流，降低了交叉口內(nèi)的沖突，增加了進(jìn)口道車(chē)道數(shù)，減少了排隊(duì)長(zhǎng)度，進(jìn)而提高了交叉口的通行能力。

綜上，平峰方案在交叉口低流狀態(tài)下運(yùn)行效率更高，高峰方案在高峰期運(yùn)行效率更高，動(dòng)態(tài)渠化標(biāo)線(xiàn)與交通信號(hào)的協(xié)調(diào)控制達(dá)到了預(yù)期控制效果。

2 平峰與高峰方案之間的協(xié)調(diào)與過(guò)渡

壓縮車(chē)道的放行方案需要注意在變換渠化方案后，由于車(chē)道寬度變窄，車(chē)道標(biāo)線(xiàn)較原標(biāo)線(xiàn)位置發(fā)生了偏移。因此，平峰方案向高峰方案的過(guò)渡是該控制過(guò)程中的關(guān)鍵。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以典型交叉口的平、高峰交通流數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，針對(duì)交叉口平、高峰時(shí)不同的交通需求，提出了動(dòng)態(tài)渠化標(biāo)線(xiàn)與交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制的思路。該方法為探索平交口系統(tǒng)改善新技術(shù)提供了新方向。

相鄰交叉口之間的協(xié)調(diào)控制可作為接下來(lái)的重點(diǎn)。利用現(xiàn)有交通裝備更好的實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)渠化標(biāo)線(xiàn)與交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制是下一步研究的主要方向。

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