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      基于Synchro仿真的城市干道交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制優(yōu)化

      2022-04-20 08:47:28封宗榮
      公路交通科技 2022年3期
      關(guān)鍵詞:北路協(xié)調(diào)控制干線

      劉 瀾,封宗榮

      (1.西南交通大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院,四川 成都 610031;2.綜合交通運(yùn)輸智能化國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,四川 成都 610031;3.西南交通大學(xué) 唐山研究生院,河北 唐山 063000)

      0 引言

      進(jìn)入21世紀(jì)以后,世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn),城市規(guī)模不斷壯大,機(jī)動(dòng)車的保有量迅速增加。據(jù)公安部統(tǒng)計(jì),截止到2020年9月份,全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量高達(dá)3.65億輛。居民交通出行需求量驟增,交通時(shí)空資源難以與交通需求的增長(zhǎng)相適應(yīng),導(dǎo)致交通擁堵問題日益嚴(yán)重,交通擁擠呈現(xiàn)從偶發(fā)性向常態(tài)性發(fā)展的趨勢(shì)。干線是城市道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的骨架,是城市內(nèi)部交通大動(dòng)脈。承擔(dān)城市大量交通壓力,兼具通行速度快、通行能力大等優(yōu)點(diǎn)。雙向城市交通干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制是緩解城市交通擁堵,提高城市干道交通效率的主要途徑之一。

      關(guān)于干道交通協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制方面的研究,國(guó)內(nèi)外已有較成熟技術(shù)。LV S J等[1]將遺傳反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法與傳統(tǒng)分析算法相結(jié)合,提出一種新的動(dòng)態(tài)干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制策略,提高了傳統(tǒng)算法的穩(wěn)定性和控制精度,并且實(shí)現(xiàn)干道協(xié)調(diào)控制參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整。YAN J Q等[2]針對(duì)傳統(tǒng)圖解法沒有采用任何尋求最優(yōu)解的方法,提出了一種隨機(jī)最優(yōu)圖解法的雙向綠波控制方法,根據(jù)道路雙向交通通行能力的不同,建立帶寬分配系數(shù)公式,合理分配綠波帶寬。郜軼敏、張存保等[3]以車均延誤與排隊(duì)長(zhǎng)度為優(yōu)化目標(biāo),建立考慮可變導(dǎo)向車道的干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制信號(hào)配時(shí)優(yōu)化模型。

      馬亞峰、劉瀾[4]充分考慮干道上多個(gè)瓶頸交叉口擁堵以及支路競(jìng)爭(zhēng)相位的信號(hào)控制問題,綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制相結(jié)合,充分利用上游交叉口的截留能力和下游交叉口的卸載能力,緩解擁堵交叉口交通壓力。龍科軍、高志波等[5]在車路協(xié)同環(huán)境下,通過車聯(lián)網(wǎng)下干線信號(hào)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制以及車輛速度主動(dòng)引導(dǎo)方法,解決基于車輛到達(dá)被動(dòng)響應(yīng)型控制問題。WEI M等[6]通過分析車輛從上游向下游行駛的分散特性,提出一種基于車隊(duì)離散理論的干線綠波同步協(xié)調(diào)模型。LU K等[7]引入帶寬周期影響因子和帶寬需求比來建立新的干線協(xié)調(diào)控制模型性能指標(biāo)函數(shù),提出了面向不同雙向帶寬需求的干線協(xié)調(diào)控制優(yōu)化模型。曲大義等[8]基于交通波理論模型,從協(xié)同角度優(yōu)化公共周期、綠信比、相位差等控制參數(shù)。徐潔瓊等[9]通過對(duì)交叉口流量的混合聚類處理,制定多時(shí)段控制方案,采用多目標(biāo)粒子群算法確定切換方案的時(shí)刻。

      近年來,有部分學(xué)者考慮對(duì)交叉口相位相序進(jìn)行優(yōu)化以解決車流到達(dá)不匹配而造成時(shí)空資源浪費(fèi)的問題[10-16]。ZHANG C等[10]建立一個(gè)Multi-BAND模型,充分利用協(xié)調(diào)方向可利用綠燈時(shí)間。李祥塵等[11]提出一種基于交叉口相位優(yōu)化的干線綠波協(xié)調(diào)控制方法,通過優(yōu)化干線上的信號(hào)相位組成與相位順序,提升雙線干線綠波帶帶寬。GUO等[12]提出的左轉(zhuǎn)相位提前關(guān)閉或滯后打開等措施在一定程度上增加交通干線雙向綠波帶寬。林麗等[13]基于Ring-barrier雙環(huán)相位控制理念,結(jié)合干線協(xié)調(diào)控制技術(shù),提出了一種適合于公交運(yùn)行的相序與相位結(jié)構(gòu)。

      上述各類方法對(duì)城市交通干道協(xié)調(diào)控制的研究,雖然對(duì)干道協(xié)調(diào)控制有明顯改善,但沒有充分考慮相鄰路口關(guān)聯(lián)性的問題。本研究以城市交通干道協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制的內(nèi)在機(jī)理為出發(fā)點(diǎn),基于城市交通干道相鄰交叉口可協(xié)調(diào)閾因子進(jìn)行交通控制子區(qū)劃分。隨后,協(xié)同優(yōu)化公共周期、相位差、相位相序等信號(hào)配時(shí)參數(shù),使交通干道雙向帶寬達(dá)到最優(yōu)。采用交叉口總延誤,燃油消耗和CO,HC,NOX尾氣排放、停車次數(shù)、交叉口服務(wù)水平性能評(píng)價(jià)指標(biāo),評(píng)價(jià)城市交通干道控制系統(tǒng)優(yōu)化情況。

      1 城市交通干線協(xié)調(diào)控制模型

      1.1 可協(xié)調(diào)閾因子

      路口關(guān)聯(lián)度是一個(gè)相鄰路口之間關(guān)聯(lián)性進(jìn)行定量描述的交通參量,能綜合反映相鄰路口之間交通運(yùn)行狀況和交通干線協(xié)調(diào)控制需求差異對(duì)相鄰路口關(guān)聯(lián)性的客觀影響[16]。一般使用可協(xié)調(diào)閾因子來確定交叉口之間是否需要實(shí)行干線協(xié)調(diào)控制。一般情況下可協(xié)調(diào)閾因子取值在30~100之間,當(dāng)可協(xié)調(diào)閾因子小于30時(shí),表明這兩個(gè)交叉口關(guān)聯(lián)性不強(qiáng),不適宜做干線協(xié)調(diào)控制;當(dāng)可協(xié)調(diào)閾因子大于100時(shí),為了防止路段局部擁堵,需要設(shè)計(jì)干線協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制;當(dāng)可協(xié)調(diào)閾因子在20~100時(shí),表明相鄰交叉口有一定關(guān)聯(lián)性,此時(shí),需要綜合考慮周圍交叉口交通狀況,確定是否需要對(duì)該交叉口進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

      相鄰交叉口可協(xié)調(diào)閾因子計(jì)算模型如下:

      CF=max(CF1,CF2)+AP+Av+Ac,

      (1)

      式中,CF為可協(xié)調(diào)閾因子;CF1為行程時(shí)間的初始協(xié)調(diào)因子;CF2為相鄰交叉口路段間的流量因子;Ap為排隊(duì)因子;Av為流量因子;Ac為周期長(zhǎng)度因子。

      行程時(shí)間的初始協(xié)調(diào)因子計(jì)算公式如下所示:

      (2)

      式中T為相鄰交叉口之間的行程時(shí)間。

      相鄰交叉口路段間的流量因子計(jì)算公式如下:

      (3)

      式中,At為單個(gè)信號(hào)周期通過該交叉口的平均車輛數(shù);Vl為平均每輛車占用路段車道長(zhǎng)度;n為車道數(shù);Ld為相鄰交叉口間距。

      排隊(duì)因子Ap計(jì)算公式如下所示:

      (4)

      (5)

      式中,Nq為周期內(nèi)高峰時(shí)段上游車輛數(shù);Q30為周期內(nèi)最忙的30%車輛到達(dá)交通量;Q60為周期內(nèi)最忙的60%車輛到達(dá)交通量;Qt為每個(gè)周期交通量總和。

      流量因子Av計(jì)算公式如下:

      (6)

      式中Q2為道路兩側(cè)方向車流量總和。

      周期長(zhǎng)度因子Ac計(jì)算公式如下:

      (7)

      式中,T1為相鄰交叉口大周期;T2為相鄰交叉口小周期。

      在進(jìn)行交通干線協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制之前,需要采集一些必要的交通數(shù)據(jù),以此來確定干道協(xié)調(diào)控制范圍。建設(shè)北路是唐山市南北向主要交通干道,車流量大,對(duì)交通信號(hào)控制要求較高,具有干線協(xié)調(diào)控制研究?jī)r(jià)值。以唐山市建設(shè)北路為研究對(duì)象,采集晚高峰18:00—19:00沿線各交叉口各進(jìn)口道交通量、信號(hào)周期、相位、路段間距等交通數(shù)據(jù)。將調(diào)查數(shù)據(jù)輸入Synchro仿真軟件,計(jì)算相鄰路口可協(xié)調(diào)因子,沿線交叉口可協(xié)調(diào)閾因子如表1所示。

      表1 可協(xié)調(diào)閾因子

      由表1可知,可協(xié)調(diào)閾因子在26~91間。建設(shè)北路—北新東道(7#交叉口)可協(xié)調(diào)閾因子為26,表明建設(shè)北路—北新東道(7#交叉口)與建設(shè)北路—體育館道(6#交叉口)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng),將1#~6#交叉口劃分為一個(gè)干道協(xié)調(diào)控制子區(qū)。

      1.2 相位方案設(shè)計(jì)

      交叉口合理設(shè)置保護(hù)相位、許可相位,是降低交叉口延誤,增加干線協(xié)調(diào)帶寬,提高道路通行效率的有效手段。在確定交叉口是否設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)相位之前,需要綜合考慮安全、通行能力、延誤這3個(gè)重要因素。在交通干線協(xié)調(diào)控制中,傳統(tǒng)的相位設(shè)計(jì)方法難以協(xié)調(diào)各進(jìn)口方向飽和度差異,導(dǎo)致交叉口時(shí)空資源浪費(fèi)嚴(yán)重,搭接相位能有效緩解各流向間飽和度不均衡現(xiàn)象,提高交叉口運(yùn)行效率。

      美國(guó)道路通行能力手冊(cè)2010中[17],主要是采用以下4種判斷指標(biāo)判定是否設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)相位:(1)交通量指標(biāo)(左轉(zhuǎn)車流量、對(duì)向直行車流量等);(2)延誤類指標(biāo);(3)交通安全指標(biāo);(4)交叉口幾何結(jié)構(gòu)類型。各類指標(biāo)閾值如表2所示。

      表2 左轉(zhuǎn)保護(hù)相位判斷閾值

      根據(jù)以上指標(biāo),6#交叉口(建設(shè)北路—體育館道)近似T型交叉口,建設(shè)北路東側(cè)設(shè)置障礙,沒有車輛進(jìn)出,所以采用相位方案(1);3#十字交叉口東西進(jìn)口道(非協(xié)調(diào)方向)車流量比較小,進(jìn)口道均為兩車道(1直右、1直左),車輛延誤比較小,擬采用相位方案(2);1#,2#,4#,5#十字交叉口非協(xié)調(diào)方向采用單獨(dú)放行,擬采用相位方案(3);具體相位方案如圖1所示。

      圖1 相位方案

      1.3 公共周期與信號(hào)配時(shí)計(jì)算

      1.3.1 公共周期優(yōu)化模型

      通過韋伯斯特(Webster)算法計(jì)算交叉口信號(hào)周期,并確定一系列信號(hào)配時(shí)參數(shù)。韋伯斯特(Webster)模型主要以車輛延誤最小為目標(biāo),所以由于車輛受阻(過街行人,交通事故等)而引起的被迫停車、排隊(duì)長(zhǎng)度等因素,也在交叉口配時(shí)設(shè)計(jì)的考慮范圍。

      利用Synchro系統(tǒng)在可接受最短周期的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化交叉口信號(hào)周期。若滿足一定百分比的車道組交通量(如90%,70%,50%車道組交通量),則采用當(dāng)前周期,否則增加信號(hào)周期長(zhǎng)度。一直重復(fù)上述過程,直至得到最佳周期。Synchro采用性能指標(biāo)確定是否采用該周期,計(jì)算公式如下:

      (8)

      式中,P為性能指標(biāo);D為交叉口延誤;St為停車次數(shù);Qt為受影響車輛數(shù)。

      Webster計(jì)算模型:

      (9)

      (10)

      (11)

      (12)

      式中,Co為最佳信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng);Y為關(guān)鍵車道組的流率比之和;L為信號(hào)總損失時(shí)間;yi為第i相位的流量比;qi為第i相位車道車流量;si為設(shè)計(jì)飽和交通量;Ls為汽車啟動(dòng)損失時(shí)間;Ii為綠燈間隔時(shí)間;A為黃燈時(shí)間。

      韋伯斯特計(jì)算模型的魯棒性比較差,當(dāng)交叉口交通量過小時(shí),計(jì)算出來的信號(hào)周期過短。為保證車輛能夠安全有序通過交叉口,需要設(shè)置信號(hào)周期最小值,一般設(shè)置25 s。沿線信號(hào)控制交叉口信號(hào)周期經(jīng)Synchro系統(tǒng)優(yōu)化后,5#交叉口(建設(shè)北路—建華東道)經(jīng)優(yōu)化后,最大周期為128 s,為沿線7個(gè)交叉口信號(hào)周期的最大值,故選取5#交叉口(建設(shè)北路—建華東道)作為交通干線協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵路口。經(jīng)分析比選,最終確定公共周期時(shí)長(zhǎng)C為130 s。

      1.3.2 信號(hào)配時(shí)計(jì)算

      在交叉口信號(hào)配時(shí)模型中,某相位實(shí)際顯示的綠燈時(shí)間與間隔時(shí)間之和減去該相位總損失時(shí)間后實(shí)際用于該相位的車輛通行的時(shí)間,即為該相位的有效綠燈時(shí)間[18]。

      (1)有效綠燈時(shí)間:

      Ge=Co-L,

      (13)

      式中Ge為有效綠燈時(shí)間。

      (2)各相位有效綠燈時(shí)間:

      (14)

      式中g(shù)E,i為第i相位有效綠燈時(shí)間。

      (3)各相位綠信比:

      (15)

      式中λi為第i相位綠信比。

      (4)各相位綠燈顯示時(shí)間:

      gi=gE,i+A-Ii,

      (16)

      式中g(shù)i為第i相位綠燈顯示時(shí)間。

      根據(jù)公式(8)~(15)計(jì)算的信號(hào)配時(shí)參數(shù)如表3所示。

      表3 沿線交叉口綠燈顯示時(shí)間與綠信比

      1.4 相位差設(shè)計(jì)

      相位差為相鄰交叉口同相位的綠燈啟動(dòng)時(shí)間之差,計(jì)算模型如下:

      (17)

      式中,θij為第i交叉口到j(luò)相位差;l為(i-j)路段長(zhǎng)度;V為平均行駛速度;p為綠燈時(shí)間內(nèi)到達(dá)車輛比例;Vk為下游交叉口到達(dá)流率;Co為信號(hào)周期;S為下游交叉口的飽和流率。

      一般地,設(shè)置相位差應(yīng)綜合考慮交通量、交通方式、交叉口飽和度等多種因素。通常只在一個(gè)方向設(shè)置理想相位差,一旦某個(gè)方向設(shè)置了理想相位差,另一個(gè)方向的相位差通常已經(jīng)確定。

      2 協(xié)調(diào)控制評(píng)價(jià)指標(biāo)

      2.1 交叉口延誤模型

      《美國(guó)通行能力手冊(cè)》[17]中的交叉口延誤模型,主要針對(duì)車輛隨機(jī)到達(dá)情況下,交叉口就存在排隊(duì)車輛的情況。并且計(jì)算簡(jiǎn)單高效,模型估算方便,精確度高。計(jì)算公式如下:

      D=D1×PF+D2+D3,

      (18)

      式中,D為交叉口延誤;D1為均勻延誤;D2為增量延誤;D3為冗余需求延誤;PF為信號(hào)聯(lián)動(dòng)修正系數(shù)。

      (1)均勻延誤D1:

      (19)

      式中X為車道組的v/c比。

      (2)增量延誤D2:

      D2=900×T×[(X-1)+

      (20)

      式中,T為分析持續(xù)的時(shí)間;K為增量延誤系數(shù),一般取0.5;I為上游交叉口相位轉(zhuǎn)換的增量延誤修正;c為車道組通行能力。

      (3)信號(hào)聯(lián)動(dòng)修正系數(shù)PF:

      (21)

      式中fPA為隊(duì)列到達(dá)的追加修正系數(shù)。

      2.2 燃油消耗模型

      synchro中燃油消耗計(jì)算式如下:

      (22)

      (23)

      (24)

      式中,F(xiàn)i為流向i的平均油耗;TTi為流向i平均行駛路程;Vi為流向i平均行駛速度;di為流向i車輛的平均延誤;hi為流向i車輛的平均停車次數(shù)。

      2.3 尾氣排放模型

      CO,HC,NOX尾氣排放與汽車燃油呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,具體計(jì)算模型如下:

      (25)

      2.4 停車次數(shù)模型

      Synchro系統(tǒng)中的停車次數(shù)計(jì)算與停車延誤息息相關(guān),并且規(guī)定停車延誤小于10 s的車并不完全停車,參數(shù)如表4所示。

      表4 車輛延誤-停車百分比表

      停車次數(shù)計(jì)算模型如下:

      (26)

      (27)

      式中,Ni為第i相位平均停車次數(shù);N為1個(gè)周期內(nèi)總平均停車次數(shù)。

      2.5 服務(wù)水平模型

      Synchro系統(tǒng)采用了HCM2010[17]中對(duì)服務(wù)水平的定義,繼續(xù)使用HCM2000中的控制延誤來評(píng)價(jià)交叉口。控制延誤與服務(wù)水平關(guān)系如表5所示。

      表5 控制延誤與服務(wù)水平關(guān)系表

      3 交通干線協(xié)調(diào)Synchro仿真

      Synchro仿真軟件是由美國(guó)Trafficware公司基于交通部標(biāo)準(zhǔn)HCM規(guī)范研發(fā)的。該規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中的各種參數(shù),是根據(jù)駕駛行為、交通法律法規(guī)等設(shè)定的。Synchro仿真軟件不僅具備感應(yīng)式信號(hào)控制仿真、自適應(yīng)信號(hào)控制仿真、信號(hào)協(xié)調(diào)控制仿真等功能,還兼具一些傳統(tǒng)交通仿真軟件(如CORSM、TRANSYT—7F等)接口,極具工程使用價(jià)值。

      Synchro仿真軟件但能直觀顯示圖形,而且具有較強(qiáng)的計(jì)算能力。計(jì)算得出的總延,CO,HC,NOX尾氣排放、道路服務(wù)水平等結(jié)果,作為方案對(duì)比參數(shù),對(duì)交通管理部門具有一定的參考價(jià)值。

      3.1 仿真環(huán)境建立

      3.1.1 路網(wǎng)模型

      在Google地圖上截取研究路網(wǎng)所在區(qū)域的圖片作為仿真路網(wǎng)模型的底圖。在Synchro7.0軟件中調(diào)用file—Select Backgrounds窗口,加載背景底圖,按照1∶1比例,使軟件里設(shè)置的路段長(zhǎng)度與實(shí)際道路長(zhǎng)度相匹配,繪制的路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

      圖2 路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

      3.1.2 數(shù)據(jù)輸入

      選擇交叉口后,首先調(diào)用Lane setting窗口,輸入各進(jìn)、出口道街道名稱、交叉口橫斷面形式、車道數(shù)、行駛速度、左、右轉(zhuǎn)因素等參數(shù)。為了保證交通仿真的準(zhǔn)確性,需要確定仿真流量加載時(shí)長(zhǎng),進(jìn)行道路網(wǎng)絡(luò)交通量的加載。其次調(diào)用Volume Settings窗口,設(shè)置高峰小時(shí)系數(shù)、大車率、行人沖突等參數(shù)。最后調(diào)用Timing Setting窗口,分別設(shè)置沿線交叉口的大車率、相位方案、有效綠燈時(shí)間等參數(shù)。這里截取建設(shè)北路-長(zhǎng)寧西道(1#)交叉口拓?fù)鋱D,如圖3所示。

      圖3 建設(shè)北路-長(zhǎng)寧西道拓?fù)鋱D

      4.2 生成雙向交通干線協(xié)調(diào)方案

      建設(shè)北路現(xiàn)狀交通信號(hào)主要采用單點(diǎn)控制,主線車流行駛延誤大,平均行駛速度慢。生成雙向交通干線協(xié)調(diào)方案流程如下:

      Setp 1:調(diào)查收集基本交通數(shù)據(jù),根據(jù)可協(xié)調(diào)域因子進(jìn)行協(xié)調(diào)子區(qū)劃分。

      Setp 2:確定關(guān)鍵路口以及公共周期時(shí)長(zhǎng),酌情考慮是否設(shè)置雙周期。

      Setp 3:系統(tǒng)優(yōu)化沿線交叉口綠顯時(shí)間和綠信比。

      Setp 4:設(shè)定干道協(xié)調(diào)控制速度,計(jì)算帶寬以及相位差。

      Setp 5:根據(jù)Sychro仿真系統(tǒng)運(yùn)行效果實(shí)時(shí)調(diào)整信號(hào)控制參數(shù),若方案達(dá)到最優(yōu),則停止進(jìn)行仿真;否則,返回Setp 3繼續(xù)進(jìn)行,直至達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)。

      以5號(hào)交叉口(建設(shè)北路-建華東道)為關(guān)鍵交叉口,公共周期為130 s,3號(hào)交叉口(建設(shè)北路—朝陽(yáng)西道)信號(hào)周期較短,擬采用半周期,干線協(xié)調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)速度為50 km/h。根據(jù)Synchro仿真試運(yùn)行情況,合理分配道路資源,不斷優(yōu)化干線協(xié)調(diào)帶寬、相位差。交通流量不斷變化,并具有不均勻性,擬采用50 th百分比延誤場(chǎng)景(若觀察100個(gè)周期,50 th場(chǎng)景為第50個(gè)繁忙周期)。

      優(yōu)化后南往北干線協(xié)調(diào)帶寬(NB Arterial Band)為23 s,北往南干線協(xié)調(diào)帶寬(SB Arterial Band)為24 s,1#~6#交叉口的絕對(duì)相位差分別為43,122,13,47,18和10 s。優(yōu)化后的時(shí)距圖如圖4所示。

      3.3 仿真評(píng)價(jià)與分析

      根據(jù)上述參數(shù)設(shè)置,調(diào)用SimTraffic Animation窗口,隨時(shí)觀察實(shí)時(shí)路況模擬效果。優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比如表6所示。

      由表6可知,城市交通干線實(shí)行雙向干道協(xié)調(diào)控制后,沿線交叉口控制效果得到了明顯提高。1#交叉口(建設(shè)北路-長(zhǎng)寧西道)總延誤優(yōu)化效果最明顯,優(yōu)化率為26.67%,沿線各交叉口總延誤由40.8 hr降至34 hr,優(yōu)化率為16.67%。朝陽(yáng)西道與長(zhǎng)虹東道(3#,4#交叉口)之間存在無(wú)信號(hào)控制行人過街開口,可能會(huì)導(dǎo)致建設(shè)北路—朝陽(yáng)西道(3#交叉口)出現(xiàn)負(fù)提升。汽車燃油消耗由157.7 L降至136 L,優(yōu)化率為13.76%。CO,HC,NOX尾氣排放與燃油消耗呈現(xiàn)正相關(guān),優(yōu)化率與燃油消耗保持一致。Synchro仿真時(shí)間內(nèi)所有車輛總停車次數(shù)由2 291 次下降到2 033次,優(yōu)化率為11.26%。各交叉口的服務(wù)水平也得到明顯的提升,其中,3#交叉口(建設(shè)北路-朝陽(yáng)西道)提升最為明顯,由D提升到了B,基本達(dá)到了優(yōu)化目標(biāo)。

      4 結(jié)論

      城市交通干道協(xié)調(diào)控制不僅是交通控制領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn),也是智能交通研究的重點(diǎn)。本研究選擇河北省唐山市建設(shè)北路主干線為研究對(duì)象,根據(jù)交叉口可協(xié)調(diào)閾因子劃分交通控制子區(qū),分別計(jì)算控制子區(qū)的協(xié)調(diào)控制參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)收集的交通信息,確定交通干線協(xié)調(diào)控制的公共信號(hào)周期、綠信比等參數(shù),合理設(shè)置搭接相位,優(yōu)化沿線路口相序。運(yùn)用Synchro7.0系統(tǒng)建立仿真模型,仿真結(jié)果,雙向城市交通干線協(xié)調(diào)控制策略可以明顯降低交叉口總延誤和燃油消耗,具有一定實(shí)用性和可行性。

      本研究的不足之處在于在采用Webster計(jì)算公共周期時(shí)沒有考慮非機(jī)動(dòng)車、過街行人、車道車輛滯留等因素。我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家,城市交通基礎(chǔ)設(shè)施在不斷完善過程中,機(jī)非混合現(xiàn)象突出,后續(xù)將著重開展相關(guān)研究。

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