边路车辆出入条件下城市干线信号协调相位差优化

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb20200010

摘要/Abstract

摘要：

基于相邻交叉口之间的交通流特性，考虑了边路车辆在下游交叉口处排队、驶离对相位差的影响，分析了6种干线车流在下游交叉口处的到达、排队、驶离情况，分别确定了与各种情况相对应的相位差范围，并进行干线车辆延误分析，构建了干线车辆延误最小的相位差优化模型。选取南昌市赣江北大道的5个相邻交叉口进行模型验证，明确了交叉口间相位差与干线车辆延误的定量关系，确定了干线系统延误最小时的相位差。结果表明：优化模型可明显降低干线车辆延误，干线系统总车均延误减少了89.136%，可为后续研究边路车辆对干线信号协调的影响提供参考。

关键词: 交通工程, 干线信号协调, 边路车辆, 相位差, 延误

Abstract:

Based on the characteristics of traffic flow between adjacent intersections， this paper first considers the influence of queuing and departure of side vehicles on the offset and analyzes the arrival， queuing and departure of six kinds of arterial traffic flow at the downstream intersection. Then， the range of offset corresponding to each situation is determined respectively. Third， the delay analysis of arterial vehicles is carried out. Finally， an optimization model of offset with the minimum delay of arterial vehicles is established. Five adjacent intersections of Ganjiang North Avenue in Nanchang city are selected as examples to verify the proposed model. The quantitative relationship between offset of intersections and the delay of arterial vehicles is clarified， and the minimum delay of arterial system as the aim of offset is determined. The results show that the optimization model can significantly reduce the delay of arterial vehicles， and the total delay of arterial vehicles is reduced by 89.136%. The optimization model proposed can be used as a reference for the follow-up study of the influence of vehicles on side road on the arterial signal coordination.

Key words: traffic engineering, arterial signal coordination, side vehicle, offset, delay

中图分类号:

U491.4

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图/表 15

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

表1

参数说明"

参数	说明
$l ˉ$ /m	车头平均间距
$C$ /s	公共周期时长
$λ$	0或1
$q i + 1, u 饱$ /(pcu·s^-1)	协调相位的单车道饱和流率
$t i, i + 1 k$ /s	车头受阻时车辆的行驶时间
$t i, i + 1 k'$ /s	尾车受阻时车辆的行驶时间
$t i + 1, u e$ /s	上行方向非协调相位车辆在交叉口 $i + 1$ 的消散时间
$t i + 1, u s$ /s	上行方向协调相位车头受阻时，车辆在交叉口 $i + 1$ 的消散时间
$t i + 1, u s'$ /s	上行方向协调相位车队全部受阻时，车辆在交叉口 $i + 1$ 的消散时间
$t i + 1, u s''$ /s	上行方向协调相位车队中间车辆受阻时，车辆在交叉口 $i + 1$ 的消散时间
$t i + 1, u s'''$ /s	上行方向协调相位车尾受阻时，车辆在交叉口 $i + 1$ 的消散时间
$t i + 1, u m$ /s	上行方向协调相位红灯启亮时刻与头车到达交叉口 $i + 1$ 排队等待时刻之间的时间差
$t i + 1, u w$ /s	上行方向协调相位头车在交叉口 $i + 1$ 的停车等待时间
$t i + 1, u n$ /s	上行方向协调相位头车与尾车受阻之间的时间差
$t i + 1, u p$ /s	上行方向协调相位尾车在交叉口 $i + 1$ 的停车等待时间
$D i + 1, u$ /s	上行方向交叉口 $i + 1$ 协调相位车辆的单车道延误
$D i, d$ /s	下行方向交叉口 $i$ 协调相位车辆的单车道延误

表1

图8

表2

赣江北大道各交叉口交通流量 (pcu/h)"

$i$	南进口		北进口		西进口
$i$	直行	左转	直行	右转	左转	右转
1	768	168	730	47	60	174
2	735	93	732	53	48	45
3	663	120	699	24	37	86
4	616	84	624	45	54	99
5	454	216	438	93	129	231

表2

表3

赣江北大道干线各交叉口控制方案及交通特性参数现状"

$i$	相位相序	相位差/s	上行/（pcu·s^-1）			下行/（pcu·s^-1）			$C$ /s
$i$	相位相序	相位差/s	$q i, u 边$	$q i, u 协$	$q i, u 饱$	$q i, d 边$	$q i, d 协$	$q i, d 饱$	$C$ /s
1			0.022	0.142	0.278	-	-	0.278	100
1		54	0.022	0.142	0.278	-	-	0.278	100
2		54	0.020	0.121	0.278	0.006	0.233	0.278	100
2		33	0.020	0.121	0.278	0.006	0.233	0.278	100
3		33	0.017	0.111	0.278	0.011	0.221	0.278	100
3		40	0.017	0.111	0.278	0.011	0.221	0.278	100
4		40	0.020	0.079	0.278	0.013	0.175	0.278	100
4		33	0.020	0.079	0.278	0.013	0.175	0.278	100
5		33	-	-	0.278	0.030	0.183	0.278	100
5			-	-	0.278	0.030	0.183	0.278	100

表3

表4

赣江北大道干线各交叉口控制方案及交通特性参数设计"

$i$	相位相序	上行/（pcu·s^-1）			下行/（pcu·s^-1）			$C$ /s
$i$	相位相序	$q i, u 边$	$q i, u 协$	$q i, u 饱$	$q i, d 边$	$q i, d 协$	$q i, d 饱$	$C$ /s
1		0.021	0.148	0.278	-	-	0.278	67
2		0.016	0.135	0.278	0.006	0.262	0.278	67
3		0.013	0.126	0.278	0.011	0.253	0.278	67
4		0.014	0.091	0.278	0.013	0.238	0.278	67
5		-	-	0.278	0.030	0.211	0.278	67

表4

图9

表5

现状及模型干线信号协调控制延误比较 (pcu/h)"

$i$	现状延误/s		模型延误/s
$i$	$D i, u$	$D i, d$	$D i, u$	$D i, d$
车均总延误/s	2.476	106.402	10.081	1.749
1	-	38.777	-	0.540
2	0	29.346	6.716	0.587
3	0.241	14.960	0.796	0.534
4	0.355	23.319	1.517	0.088
5	1.880	-	1.052	-

表5

图10

参考文献 17

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