1 概述
作为城市道路的重要组成部分, 交叉路口通常是整个城市道路交通系统的瓶颈点。对交叉口进行信号灯控制, 是为了安全有序的引导交通流, 更好的发挥现有通行能力。但如果交通信号灯发生故障、或者设置不科学, 配时不合理, 也会给居民出行带来不便, 甚至引发交通拥堵。因此, 充分发挥信号控制的优势, 进行交叉路口单点信号优化控制配时策略研究对构建安全有序的交通出行环境具有重要的理论价值和实际意义。
2 数据调研
2.1 交叉路口概况调研
交叉路口概况调研内容主要包括:交叉口名称、类型、进出口车道数、车道宽度、自行车道宽度及位置、人行横道宽度及位置、基本渠化及间距、公交站点位置及发车频率、路边停车位置、宽度情况平曲线、竖曲线等。
2.2 交叉路口交通流量调研
交叉路口交通流量调研的对象为交通流。主要针对机动车交通流量的调研, 对于行人集中的路口, 还需配合行人交通量的调研。根据交叉口的具体位置和行驶特性, 有针对性的选择调查时间, 调查时间一般分为平峰调查、高峰调查两种。调查方法一般为人工记录和观测, 记录进入交叉口的每辆汽车, 并按车辆类型和行驶方向进行统计, 可以选择每5分钟或者每15分钟小计一次。车辆类型一般按小汽车、公交车、货车、摩托车进行分类。
3 F-B配时优化设计
F-B配时优化算法, 也称韦伯斯特法, 其特点是以延误时间作为衡量指标, 对信号配时进行优化设计。其原理是将交叉口所具备的时间资源按各流向的交通量比例分配给各流向, 因而信号配时的关键就在于确定最佳周期。
3.1 最佳周期的确定
F-B配时算法以交叉口延误作为交通效益指标, 交叉口延误指标如公式1所示:
式1中:
D——交叉口延误 (s) ;
C——信号周期 (s) ;
——绿信比;
X——饱和度;
q——交通流量 (pcu/h) ;
由此公式1可得最小延误时间的最佳周期公式2:
式2中:
L——一个周期中各相位的总损失时间 (s) ;
Y——流量比, 交通流量与饱和交通流量之比;
3.2 其他参数的确定
(1) 一个周期中各相位的总损失时间L (s)
式3中:
LS——启动损失时间 (s) ;
I——绿灯间隔时间 (s) ;
A——黄灯时间 (s) ;
K——周期内相位数;
(2) 各相位流量比、总流量比Y
式4中:
qk——第k相位实际到达的交通流量;
sk——第k相位流向的饱和交通流量;
一般情况下, 总流量比Y不应大于0.9。若大于0.9则应重新确定信号相位方案和渠化方案。
(3) 总有效绿灯时间、各相位有效绿灯时间、各相位绿信比
(4) 各相位饱和度xk
4 案例分析
4.1 数据调研
以某交叉口为例, 概况布置为标准四方向, 各方向均为双向六车道。经现场调研并换算为当量小汽车, 小时交通量如表1所示。考虑到南北向为主干道, 且东西向左转车辆不多, 可将此交叉口信号配时设置为三相位, 相序为南北直行, 南北左转, 东西通行。
4.2 信号控制配时优化设计
应用F-B配时优化算法, 交叉口信号控制配时最佳周期为125秒。各相位配时可设计为南北直行52秒, 南北左转25秒, 东西通行33秒。
5 总结
采用F-B配时优化算法得出延误最小的交叉口单点信号优化控制配时, 饱和度小于1, 其中各相位饱和度趋于平均, 信号绿灯时间得到了较合理利用。
摘要：城市交叉路口信号配时方案对车辆通过交叉口时的受阻滞程度、交叉口整体通行能力均有重要的作用。本文从数据调研开始, 应用F-B配时优化算法, 梳理了交叉路口单点信号优化控制配时策略。
关键词：数据调研,信号周期,F-B配时优化算法
参考文献
[1] 李瑞敏, 章立辉.城市交通信号控制.北京:清华大学出版社, 2015
[2] 翟忠民.道路交通组织优化.北京:人民交通出版社, 2004
