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技術(shù)文章

智慧城市下交通信號(hào)如何控制

閱讀:627          發(fā)布時(shí)間:2020-6-3

近年來我國的城市化進(jìn)程日益加速,城市規(guī)模隨之增大,城市居民的收入和生活水平也大幅度提高。隨之而來的是:生活節(jié)奏越來越快、時(shí)間觀念越來越強(qiáng)、出行距離越來越遠(yuǎn)、私家車的數(shù)量越來越多,城市與城市間的人員往來更加頻繁,交通需求的大幅度增長對(duì)城市現(xiàn)有的交通設(shè)施產(chǎn)生了極大的壓力。而當(dāng)前,交通設(shè)施的發(fā)展總體上跟不上交通需求的增長速度,遂產(chǎn)生了交通擁擠問題,且日益嚴(yán)重,這不僅給人們的正常工作、學(xué)習(xí)和生活帶來了不便,還導(dǎo)致資源浪費(fèi),影響到居住環(huán)境、空氣質(zhì)量以及城市的健康快速發(fā)展。

目前國內(nèi)大多城市交通信號(hào)概況

目前國內(nèi)大多數(shù)城市使用的交通信號(hào)機(jī)采用單純的固定周期信號(hào)控制,信號(hào)燈配時(shí)未考慮交通流量實(shí)時(shí)變化情況,控制方式相對(duì)來說比較單一,無法綜合運(yùn)用多種信號(hào)控制方式,對(duì)交叉口的時(shí)空資源進(jìn)行深度研判,形成綜合優(yōu)化方案。在平峰時(shí)期,無車方向綠燈仍在亮,造成道路資源的極大浪費(fèi),降低了通行效率;而在交通流量高峰期時(shí),不能根據(jù)交通擁堵的實(shí)時(shí)情況,來調(diào)節(jié)交通流量。信號(hào)燈與交通標(biāo)志標(biāo)線等交通設(shè)施互不協(xié)調(diào)。信號(hào)燈的設(shè)置與道路車道功能不匹配導(dǎo)致交叉口沖突點(diǎn)增多,高峰期間長期處于擁堵狀態(tài)。此外,交叉口行人過街時(shí)間也有不合理現(xiàn)象,大型交叉口行人過街時(shí)間設(shè)置過短,導(dǎo)致行人無法在綠燈期間安全通過交叉口,存在安全隱患。

城市結(jié)構(gòu)形態(tài)呈現(xiàn)為強(qiáng)中心形態(tài)且單一,其主要功能以中心分散分布,工作、居住等分布集中,居民出行距離較短,出行次數(shù)多,非機(jī)動(dòng)車流量大,自行車、電動(dòng)車等是居民主要的出行方式。

 

大多城市由于道路交通規(guī)劃起步較晚,沒有經(jīng)過合理的道路交通系統(tǒng)的規(guī)劃,對(duì)城市發(fā)展、機(jī)動(dòng)車保有量增加預(yù)計(jì)不足,中心城區(qū)大多為狹窄、無拓寬空間的道路,加上城區(qū)舊規(guī)劃系統(tǒng)未對(duì)停車設(shè)施進(jìn)行前瞻性規(guī)劃,導(dǎo)致大量機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車違停亂?,F(xiàn)象,城市大型商業(yè)中心、醫(yī)院等早晚高峰時(shí)段產(chǎn)生大量瓶頸點(diǎn)。針對(duì)這一區(qū)域,可以通過在上游有蓄車能力的交叉口采取截流的控制策略,降低關(guān)鍵交叉口的交通壓力,在外圍區(qū)域?qū)⒔煌ㄘ?fù)載均衡分配到每一個(gè)交叉口,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵交叉口及瓶頸點(diǎn)段高峰期間不擁堵的目標(biāo),確保整個(gè)路網(wǎng)的均衡、暢通。

干線綠波協(xié)調(diào)控制適用于交叉交通流量大致接近,每個(gè)交叉口之間的間距大致相等,綠波帶方向的通行能力大致相當(dāng),路段上交通秩序比較好(橫向干擾少)的主要干線路段??紤]到車隊(duì)離散問題,線控系統(tǒng)的交叉口間距一般不應(yīng)超過800米。通過設(shè)置周期和適當(dāng)?shù)南辔徊钍沟密囕v達(dá)到通過交叉口時(shí)都是綠燈的效果。對(duì)于區(qū)域性擁堵,進(jìn)城方向應(yīng)采取截流、紅波控制,減緩車輛進(jìn)入擁堵區(qū)域的速度,均衡路網(wǎng)交通流分配;出城方向,綠波協(xié)調(diào)控制,加快車輛出城速度。距離較為接近的交叉口考慮運(yùn)用同步控制方法進(jìn)行協(xié)調(diào),達(dá)到雙向車流不停車通過之間較短路段,避免引起車流堵塞溢出至上游信號(hào)交叉口。

Q:

城市交通信號(hào)控制方法

1. 單點(diǎn)交叉口實(shí)時(shí)優(yōu)化與多時(shí)段方案相結(jié)合

單點(diǎn)交叉口的信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)于其他交叉口相距較遠(yuǎn)、關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的交叉口,通過對(duì)單點(diǎn)交叉口的優(yōu)化設(shè)計(jì),使交叉口放行效率高、通行能力大。對(duì)單點(diǎn)交叉口而言,建議增設(shè)檢測器等設(shè)備對(duì)交叉口進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,獲取進(jìn)口車道的流量、排隊(duì)長度、時(shí)間占有率、車頭時(shí)距及交通通行狀態(tài)等基本參數(shù),在此基礎(chǔ)上結(jié)合多時(shí)段配時(shí)方案設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)交叉口信號(hào)配時(shí)方案的設(shè)計(jì)。

在一些行人非機(jī)動(dòng)車較多的交叉口,增加機(jī)動(dòng)車右轉(zhuǎn)紅燈相位設(shè)置,通過相位遲開早閉的方式,對(duì)機(jī)動(dòng)車右轉(zhuǎn)車輛進(jìn)行放行控制,降低右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車與直行非機(jī)動(dòng)車、行人沖突時(shí)間。

2. 不同交通狀態(tài)下路段協(xié)調(diào)控制

大多城市因道路交通出行較為集中,高峰平峰及夜間路段交通流狀態(tài)差異較大,在路段低飽和狀態(tài)下,信號(hào)控制優(yōu)化可以協(xié)調(diào)方向“少停車次數(shù)”為優(yōu)化目標(biāo),通過交叉口飽和度模型計(jì)算信號(hào)公共周期,根據(jù)交叉口之間路段長度和車流速度計(jì)算相位差,建立低飽和狀態(tài)下路段協(xié)調(diào)控制,達(dá)到進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)子區(qū)車輛盡可能的減少停車次數(shù)通過子區(qū)。

在路段準(zhǔn)飽和狀態(tài)下,信號(hào)控制優(yōu)化以“控制子區(qū)均衡交通流”為前提,以協(xié)調(diào)方向“大綠波帶寬”為優(yōu)化目標(biāo),通過交叉口飽和度模型計(jì)算信號(hào)公共周期,根據(jù)準(zhǔn)飽和狀態(tài)下實(shí)際運(yùn)行車速調(diào)整相位差,達(dá)到進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)子區(qū)綠波帶寬車輛盡可能增大,保證大部分車流順利通過協(xié)調(diào)子區(qū)。

在市中心路段,往往因道路條件限制、商業(yè)中心聚集等因素,造成部分路段出現(xiàn)過飽和甚至交叉口回溢現(xiàn)象,在此種狀態(tài)下,信號(hào)控制優(yōu)化應(yīng)采用以“面”保“點(diǎn)”控制策略,以“截流”為主要目標(biāo),通過干線紅波的設(shè)置,將車輛截流均衡分配至外圍交叉口,降低老城區(qū)關(guān)鍵交叉口的飽和度,減少車輛二次等待紅燈次數(shù),提高交叉口的通行能力。在夜間低谷時(shí)部分路段應(yīng)考慮減少信號(hào)控制相位,合并左轉(zhuǎn)與直行相位,以干線雙向綠波協(xié)調(diào)控制為主。

 

僅靠交通供給方面的對(duì)策,很難從根本上解決城市交通中供求不平衡的矛盾,必須通過城市規(guī)劃、交通規(guī)劃等對(duì)交通發(fā)生源進(jìn)行調(diào)整,通過交通政策和交通管理等的導(dǎo)向作用,以及全體市民交通意識(shí)的提高,使城市交通供求關(guān)系維持在均衡狀態(tài)下的有序增長。

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