淺析綠波交叉口信號(hào)控制研究

何輝

【摘 要】綠波控制必須具備相同的周期、統(tǒng)一時(shí)鐘和選擇適當(dāng)?shù)南辔徊钊齻€(gè)基本條件。文章通過(guò)交通信號(hào)綠波控制這一理論在不同交通情況的多條道路上實(shí)際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)實(shí)施和取得較好的綠波效果，除必須具備上述三個(gè)基本條件外，還應(yīng)考慮幾個(gè)因素和控制策略。

【關(guān)鍵詞】交通信號(hào)；綠波；控制；因素；策略

一、綠波控制應(yīng)考慮的因素

1.綠波路口群中機(jī)動(dòng)車道數(shù)量應(yīng)當(dāng)匹配

為了保證較好的綠波效果，特別是保證大流量時(shí)綠波效果，綠波路口群中，供綠波車輛行駛的車道數(shù)量，中間路口應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蚨嘤趦啥似瘘c(diǎn)進(jìn)口。如果供綠波車輛行駛的車道數(shù)量，某中間路口少于兩端起點(diǎn)進(jìn)口，即該路口的車道數(shù)量與綠波群中車道數(shù)不匹配，那么，不匹配的路口會(huì)有大量車輛排隊(duì)滯留，嚴(yán)重時(shí)造成交通擁堵。如我們?cè)鴮?duì)舟山沿港東路3個(gè)路口進(jìn)行綠波協(xié)調(diào)控制，綠波控制后，發(fā)現(xiàn)高峰期中間第二路口西向東排隊(duì)長(zhǎng)度遠(yuǎn)比單點(diǎn)控制時(shí)要長(zhǎng)，究其原因是中間第二個(gè)路口西向東各布置一條直行和一條左轉(zhuǎn)進(jìn)口車道，而西邊第一路口西向東有二條直行進(jìn)口車道，即第一與第二路口西向東的綠波直行進(jìn)口車道數(shù)量不相匹配，在綠燈放行時(shí)間里，第一路口西向東的二條直行車道上車輛經(jīng)過(guò)路口后源源不斷匯入中間第二路口的一條直行車道，導(dǎo)致第二路口西進(jìn)口道通行能力下降，車輛積壓。原因查清后，沿港東路3個(gè)路口退出綠波協(xié)調(diào)，恢復(fù)單點(diǎn)控制，交通擁堵得到明顯改善。

2.相交方向駛?cè)刖G波線上的車流量應(yīng)少

要實(shí)現(xiàn)綠波，相位差必須使上游綠波控制線上車輛行駛到達(dá)下游路口時(shí)遇綠燈。上游相交方向綠燈放行時(shí)，駛?cè)刖G波線上的車輛到達(dá)下游路口必遇紅燈，排隊(duì)在路口等候放行信號(hào)。為了保證上游綠波控制線上車輛行駛到達(dá)下游路口遇綠燈通過(guò)，那么下游路口的綠燈時(shí)間為清空排隊(duì)時(shí)間和上游車輛通過(guò)時(shí)間之和。當(dāng)相交方向駛?cè)胲囕v較多，那么下游需較長(zhǎng)的清空排隊(duì)時(shí)間，這時(shí)該相位綠燈時(shí)間大大增長(zhǎng)，路口周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最佳周期，車輛延誤增加，最后導(dǎo)致交通秩序混亂、路口交通堵塞，綠波控制失效。如舟山環(huán)城北路上的人民北路和環(huán)城東路二個(gè)路口間距只有200 m，高峰期時(shí)，每個(gè)周期從相交的人民北路、環(huán)城東路右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)分別進(jìn)入環(huán)城北路的汽車都多達(dá)30輛以上，這30多輛汽車進(jìn)入后，幾乎從下游路口排隊(duì)到上游路口等候放行信號(hào)，由于清空這些車輛需約用時(shí)90 s以上，環(huán)城北路上一個(gè)方向綠燈用時(shí)過(guò)多，路口排隊(duì)長(zhǎng)度和等候放行信號(hào)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，秩序混亂，最后造成交通堵塞，因此綠波控制失敗。

3.設(shè)有機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)車道

一般情況下，要實(shí)現(xiàn)綠波控制的路口，應(yīng)當(dāng)設(shè)有機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)車道，否則左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車會(huì)妨礙甚至堵住車道后方直行車輛，抵消綠波效果。但以下二種情況下的路口，因左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車不會(huì)妨礙或堵住車道后方直行車輛，可不設(shè)單獨(dú)左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車道。一是當(dāng)?shù)缆酚兄虚g綠化帶，又可利用其端頭與路口中心之間設(shè)左彎待轉(zhuǎn)區(qū)，而一個(gè)周期左轉(zhuǎn)汽車數(shù)又少于或等于待轉(zhuǎn)區(qū)容納數(shù)；二是綠波帶中心線交點(diǎn)遠(yuǎn)離交叉口中心，采取單口左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)同時(shí)放行的路口。

4.應(yīng)按實(shí)際運(yùn)行速度計(jì)算相位差

機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)嗽隈{駛時(shí)，是根據(jù)道路實(shí)際交通狀況選擇行車速度。如果我們?yōu)榱说玫嚼碚撋陷^好的綠波方案，采用推薦速度，并向駕駛?cè)嗣魇?，駕駛?cè)艘餐詴?huì)對(duì)推薦速度置之不理。所以要實(shí)現(xiàn)較好的綠波效果，必須按道路上實(shí)際運(yùn)行速度計(jì)算相位差。為了實(shí)現(xiàn)較好的綠波效果，在制定綠波方案中，就必須根據(jù)不同時(shí)間段的機(jī)動(dòng)車實(shí)際運(yùn)行速度，精確計(jì)算不同時(shí)間段時(shí)的相位差，并制定多套的綠波方案。

5.上游到達(dá)下游時(shí)間應(yīng)具有相對(duì)穩(wěn)定性

要實(shí)現(xiàn)綠波控制，一個(gè)綠波方案中，要求路口相位差是穩(wěn)定不變的。在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，如果機(jī)動(dòng)車從上游到達(dá)下游時(shí)間變化幅度較大，相位差難以確定，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)綠波控制。影響機(jī)動(dòng)車從上游到達(dá)下游時(shí)間，主要是混合交通中非機(jī)動(dòng)車的干擾。因此，在混合交通中制定綠波方案，必須考慮非機(jī)動(dòng)車混合程度，如果非機(jī)動(dòng)車干擾會(huì)使機(jī)動(dòng)車從上游到達(dá)下游時(shí)間沒(méi)有規(guī)律可循，是多變和不確定的，即相位差無(wú)法確定，就無(wú)法實(shí)行綠波控制；只有當(dāng)非機(jī)動(dòng)車干擾少，機(jī)動(dòng)車從上游到達(dá)下游時(shí)間基本穩(wěn)定，方可實(shí)施綠波控制。

二、控制策略

1.零相位差應(yīng)當(dāng)差選擇在流量相對(duì)少路口

綠波周期應(yīng)以滿足流量最大的路口，即單點(diǎn)控制時(shí)路口最長(zhǎng)周期作為綠波周期，但作為相位差計(jì)算和信號(hào)機(jī)校時(shí)的基準(zhǔn)點(diǎn)的路口，即零相位差路口不應(yīng)設(shè)在按單點(diǎn)控制時(shí)流量最大、周期最長(zhǎng)的路口。交通高峰期，流量最大的路口易趨于或接近飽和狀態(tài)，出現(xiàn)交通擁堵，其需要的周期要遠(yuǎn)大于綠波路口群中其它路口。為了既解決高峰期交通流量大路口交通擁堵，又能使綠波路口群中其它路口周期盡可能接近實(shí)際所需周期，減少交通違法行為，那么，高峰時(shí)就要把流量大或交通擁堵的路口從綠波群中脫離出來(lái)，交通控制中心重新賦以周期和綠信比。這時(shí)，因流量大路口周期改變，原綠波系統(tǒng)協(xié)調(diào)破壞，但如果零相位差路口選擇在流量相對(duì)少，高峰期交通控制中心不需重新賦以新的周期的路口，那么，作為相位差計(jì)算和信號(hào)機(jī)校時(shí)的基準(zhǔn)點(diǎn)的路口仍在綠波群中，整個(gè)綠波群只是被那個(gè)脫離路口截成兩段，兩端仍能按原相位差各自進(jìn)行綠波運(yùn)行。所以零相位差因選擇在流量相對(duì)少的路口。

2.分段綠波

①路口實(shí)際所需周期遠(yuǎn)小于綠波周期，該路口應(yīng)退出綠波群。綠波控制須有一個(gè)共同周期，該共同周期是以單點(diǎn)控制時(shí)最大周期作為共同周期。如綠波群中某個(gè)路口實(shí)際周期遠(yuǎn)不需要這么長(zhǎng)的共同周期，那么綠波中該路口就會(huì)出現(xiàn)交通守法率大大下降，當(dāng)偶爾有車到達(dá)通過(guò)時(shí)，安全風(fēng)險(xiǎn)增加。因此，實(shí)際所需周期遠(yuǎn)小于綠波周期的某個(gè)路口應(yīng)退出綠波群，原綠波群可分兩段綠波控制。

②與上游路口距離過(guò)長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車離散到達(dá)，該路口應(yīng)退出綠波群。當(dāng)距上游路口間距過(guò)長(zhǎng)，車輛駛離上游路口到達(dá)下游路口時(shí)，出現(xiàn)離散，下游路口綠波協(xié)調(diào)失去意義，那么該下游路口不應(yīng)納入綠波群。該下游路口退出綠波群后，原綠波群可分兩段綠波控制。

③綠波方向上供綠波車輛行駛的車道數(shù)量不匹配，該路口應(yīng)退出綠波群。綠波路口群中的某個(gè)路口車道數(shù)量與其它路口相不匹配，那么，不匹配的該路口會(huì)有大量車輛排隊(duì)滯留，不能綠波通過(guò)路口或綠波效果大打折扣。因此，該路口應(yīng)退出綠波群，兩端重新進(jìn)行分段綠波控制。

3.單向變向綠波

由于路口非機(jī)動(dòng)車交通組織方式、路口間距、相位、相序等因素，雙向綠波方案難以生成或綠波方案雖能夠生成，但由于缺乏非機(jī)動(dòng)車二次過(guò)街交通組織方式，不利交通安全，可選擇單向綠波。如該條綠波道路潮汐交通流明顯的，可根據(jù)潮汐方向，采取單向變向綠波控制。

4.多時(shí)段綠波

白天和夜間、上下班高峰與平峰車流量變化大，所需周期和綠信比相差較大，用一個(gè)長(zhǎng)周期綠波方案，會(huì)延長(zhǎng)平峰或夜間車輛空等時(shí)間。為減少車輛空等，綠波控制更適合實(shí)際交通流量，應(yīng)采用多時(shí)段綠波控制方案。

三、結(jié)語(yǔ)

本文是通過(guò)綠波控制理論在實(shí)踐中應(yīng)用，從實(shí)戰(zhàn)中研究所得到的結(jié)論。上述提出的綠波控制應(yīng)考慮的因素和控制策略，可開拓綠波控制思路，有利于在實(shí)戰(zhàn)中綠波控制的大量應(yīng)用。同時(shí)，由于作者水平有限，文中可能存在不足之處，供參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周蔚吾.道路交通信號(hào)燈控制設(shè)置手冊(cè)[M].北京：知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社，2009.