济南市历山路单向绿波交叉口信号控制研究

　　摘要：城市交通拥挤是当今世界普遍关注的问题，它所带来的严重危害日益影响到人们的日常生活和社会经济的发展。本文采用两相位信号配时，通过调查历山路五个相邻交叉口的交通流量，根据对不同交叉口的交通量的分析，确定系统周期时长，再根据公共周期长度及相邻交叉口间距离求出交叉口间的绝对相位差。最后，再根据各关键相位交通流量比与有效绿灯之比相同求出各交叉口的信号配时
　　关键字：两相位信号配时，交通流量，交通拥挤，济南
　　1．前言
　　在城市道路网中，交叉口相距很近，各交叉口分别设置单点信号控制时，车辆经常遇到红灯，时停时开，造成行车不畅，也因而使环境污染加重。为使车辆减少在各个交叉口上的停车时间，特别是使干道上的车辆能够畅通行驶，人们把一条干道上一批相邻的交通信号连接起来，就出现了干线交叉口交通信号协调控制，也即绿波交通。
　　2．设计思路
　　由于现有的双向绿波交通实现效果都不理想，甚至有些双向绿波交通的整个延误反而大于未进行绿波设计时的延误。基于此，我们提出了局部绿波交通这个概念。它有两方面的含义，一是仅对干道上某一特别重要路段进行绿波控制；二是在双向道路上对某一主流方向进行绿波控制，而另一方向仍采用普通控制方式。本文正事研究第二种局部绿波交通的实现及其效果。由于只考虑一个方向协调控制，绿波带相对更宽，对实际情况的适应能力更强，因而实施起来相对更容易一些。
　　3.数据采集与处理
　　3.1计算此系统公共周期长度
　　(1)求出每个交叉口的周期长度
　　式中：--车流交通量比；--关键车流总的交通量比,即为路口各相位值总和；--实际交通流量；--饱和交通流量。
　　由于两相位信号控制方式适用于各种渠化条件，所以本系统采用两相位信号配时，可以将直行车辆和左转车辆合成一股车流，作为关键车流，根据各类进口车道的基本饱和流量，
　　根据韦氏公式：
　　式中：--一个周期内总的损失时间（s），等于启动损失时间于全红时间之和。
　　（2）选择系统周期时长
　　单个交叉口的信号周期长度是根据交叉口交通量来确定的，由于控制系统中有多个交叉口，为了达到系统协调，各个交叉口必须采用相同的周期长度。为此，必须先按单个交叉口的信号配时方法，确定每个交叉口的周期长度，然后取最长的作为本系统的公共周期长度，其他交叉口也必须采用这个周期长度。
　　3.2计算系统各相邻交叉口绝对相位差
　　用电子地图mapbar测得经十路与文化东路交叉口间距为843m，文化东路与和平路交叉口间距为623m，和平路与解放路交叉口间距为756m，解放路与花园路交叉口间距为1.5km。在此选择城市道路的平均车速30km/h。
　　T=l/v式中：T为车辆在交叉口之间的行驶时间，L为相邻交叉口之间的距离，V为城市道路车辆的平均车速。
　　设，，，分别为经十路，文化东路，和平路，解放路，花园路相邻两交叉口间车辆的行驶时间。，，分别为其间距。
　　则：==0.0281h101s，==0.0208h75s
　　==0.0252h91s，==0.05h180s
　　设此五个交叉口由南向北分别为A，B，C,D,E.
　　干道交通控制系统中，如果取交叉口A为系统参照交叉口，周期长度为170s，那么按以下方式各交叉口的绝对相位差，便可获得完全的“绿波交通”。
　　B交叉口的绝对相位差=-85s(1个周期长)=101-85=16(s)
　　C交叉口的绝对相位差=+-170(2个周期长)=101+75-170=6(s)
　　D交叉口的绝对相位差=-255(3个周期长)=12(s)
　　E交叉口的绝对相位差=-425(8个周期长)=447-440=22(s)
　　按照上述计算的绝对相位差进行该干线的信号协调控制，便可得到较为理想的“绿波带”。
　　3.3各交叉口信号配时
　　取所有信号交叉口周期时长为55s,将所有有效绿灯时间按照关键车流交通流量比进行等比例分配。
　　
　　
　　式中：，--分别为各关键相位交通流量比；--有效绿灯时间之和；--各相位有效绿灯时间，取1，2；--周期长度；--各相位损失时间；
　　①历山路与经十路交叉口
　　设东西相位关键交通流量比为，南北相位关键交通流量比为，东西相位有效绿灯时间为，南北相位有效绿灯时间为。
　　=0.4，=0.2
　　损失时间(s)故：==2
　　==85-10=75(s)
　　由此式解得：=50=25
　　绿信比等于有效绿灯时间与周期之间的比值。设东西相位绿信比为，南北相位绿信比为，则：，
　　各相位的实际显示绿灯时间：
　　--各相位实际显示绿灯时间；--各相位有效绿灯时间；--各相位黄灯时间；--各相位损失时间。
　　假设东西方向为第一相位，实际显示绿灯时间为，红灯时间为，南北方向为第二相位，实际显示绿灯时间为，红灯时间为。则：
　　s=85-51-3=31ss=85-26-3=56s
　　同理可得其他交叉口的信号配时如下：
　　②历山路与文化路交叉口
　　s,=85-32-3=50s,s,=85-45-3=37s
　　③历山路与和平路交叉口
　　s,=85-37-3=45s,s,=85-40-3=42s
　　④历山路与解放路交叉口
　　s,=85-38.5-3=43.5s,,
　　s=85-38.5-3=43.5s
　　⑤历山路与花园路交叉口
　　s,=85-51-3=31s,s,=85-26-3=56s
　　4结论
　　如何挖掘现有设施的潜力，尽可能的利用已有设施来改善交通成为所有研究交通的人首要关注的问题。本文正是在这个大前提下，针对双向绿波交通实现的难度较大，而我国城市中又普遍存在单行道数量有限的情况，研究在双向行驶的道路上只对一个方向实行绿波协调控制的实施效果与可行性。本文的研究有助于解决济南市历山路区域的交通拥堵问题，为济南市今后治理交通拥堵问题有指导性意义。
　　参考文献
　　[1]王炜.交通工程[M]学.南京：东南大学出版社，2008.
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　　[4]徐吉谦[M].交通工程总论[M].北京:人民交通出版社,2008.