理论教育 城市交通拥堵风险:相位绿灯时间影响分析

城市交通拥堵风险:相位绿灯时间影响分析

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:信号控制中,除了周期时长,各个相位的绿灯时间同样会对控制效果产生很大影响。绿灯时间不合理引发的不良信号控制主要有三类。若绿灯时间过短,则不利于行人正常过街,就有可能导致行人信号灯的红灯亮起时行人仍在路中,继而引发交通秩序混乱甚至事故。行人信号灯最好设置有绿灯倒计时,以方便行人预估是否有足够的过街时间。特别是在平峰和低峰时期,绿灯时间常常被大量浪费。

城市交通拥堵风险:相位绿灯时间影响分析

信号控制中,除了周期时长,各个相位的绿灯时间同样会对控制效果产生很大影响。就算周期时长合理,但如果分配给各个相位的绿灯时间不合理,也会引发不良的信号控制。绿灯时间不合理引发的不良信号控制主要有三类。

(1)各相位的绿灯时间与其对应的流量不匹配

有的相位下车流量较大,但绿灯时间不长,导致长排队和高延误;有的相位下车流量较小,但绿灯时间却较长,导致通行时间浪费。也就是说,各个相位的饱和度差别过大,通行时间分配不均衡。这一问题出现的原因是信号配时设计时没有考虑实际流量。流量数据是信号配时设计需要采集的基本数据,必须严格遵照基本的信号配时设计流程开展调查以获取数据,并基于实际数据设计信号配时方案。考虑到交通流的时变特征,最好划分信号配时时段,不同时段下根据不同的流量采用不同的信号配时方案。一般来说,城市道路交叉口的信号配时时段应至少包括早高峰、晚高峰、平峰和低峰四个时段。

(2)相位绿灯时间过短

一般来说,绿灯时间应考虑到行人过街等问题,因此有最短绿灯时间的限制。若绿灯时间过短,则不利于行人正常过街,就有可能导致行人信号灯的红灯亮起时行人仍在路中,继而引发交通秩序混乱甚至事故。最短绿灯时间可按式(4-56)计算:

式中 gmin——最短绿灯时间,s;

Lp——行人过街通道的长度,m;

vp——行人过街步速,m/s,可取1.0 m/s;

I——绿灯间隔时间,s。

行人信号灯最好设置有绿灯倒计时,以方便行人预估是否有足够的过街时间。

(3)绿灯时间空放

绿灯时间的空放就是指绿灯亮时无车辆通过,绿灯时间被白白空放,也即绿灯时间的浪费。绿灯时间的空放是非常普遍的现象。对于定时信号控制,考虑到车辆到达的随机性,绿灯时间的空放几乎是不可避免的事。特别是在平峰和低峰时期,绿灯时间常常被大量浪费。为了尽量减少绿灯时间的浪费,根据交通流量的时变特征划分信号配时时段是一种可行的办法。此外,在条件允许的情况下,还可以考虑采用感应式信号控制的方法。

感应式信号控制是根据检测到的车流特征实时调节信号控制参数,以使绿灯信号与车流匹配,减少绿灯时间的浪费,提高信号控制效率的一种信号控制方式。在低饱和度运行条件下,感应式信号控制具有良好的调节功能;在各方向车流均饱和的情况下,感应式信号控制的调节功能可能会发挥不出来。

感应信号控制必须有检测器的配合。检测器可以设置在主路进口道上,也可以设置在次路进口道上,当然也可以在所有进口道上都设置。检测器设置的位置不同,感应信号控制的流程也不同,如图4-30所示。

图4-30 感应信号控制流程图

感应信号控制一般适用于以下情况:①交通量变化大且不规则、难以用定时信号控制处理的交叉口;②有一个或多个流向的交通量时有时无或多变的交叉口;③有特殊车辆通过且需要优先通行的交叉口。

除了对普通机动车进行感应控制外,还可以对行人及公交车辆进行感应控制。例如,在行人量较少的路段或交叉口人行横道处,可以通过行人请求进行感应控制,这样对于机动车通行就可以不考虑最短绿灯时间的限制;在有快速公交或有轨电车通过的交叉口,可以通过感应式控制来实现公交优先的目的。

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[38]WEBSTER F V.Traffic signal settings[R].London:HMSO.Road research technical paper No.39,1958.

【注释】

[1]mph:mile per hour,英里/小时。

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