实现双向绿波信号控制的方法及其应用实现
发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:526
|
随着社会和经济的发展，城市中的交通工具日益增多，城市干道的交通压力也随之增大。要缓解这一压力，提高交通流量，防止出现交通堵塞，一种方法是把干道上若干连续交叉口的交通信号通过一定的方式连接起来，并对各交叉口的信号灯设计一种相互协调的配时方案，各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行，使车辆通过这些交叉口时不会经常遇到红灯，减少大量车辆的停车次数与延误。这种方法称为“绿波信号控制”。下面介绍一种基于两相位实现双向绿波信号控制的方法。
1 设计思想及相关公式
如图1所示，某辆车在干道上由西向东行驶至r1交叉口，当r1交叉口干道方向信号灯为绿时，该车通过r1交叉口，经过一定的时间到达r2交叉口。如果r2交叉口干道方向信号灯也为绿通行状态时，该车将无须停留就可继续通过r2交叉口，再经过一段时间后到达r3交叉口。如果该干道无论对由西向东还是由东向西行驶的车辆来说，在各个交叉口都不需停留就可连续通过，则该干道就实现了“绿波”信号控制或绿波带。这只是一种理想状态，实际应用中将受到多种因素的制约。本文只就车速、相邻交叉口间距离和信号周期几个方面来建立实现干道双向绿波信号控制的相关公式
以图1的三个交叉口为例，设交叉口r1至r2路段的平均车速为v1，交叉口r2至r3路段的平均车速为v2，r1、r2和r3交叉口的信号周期分别为t1、t2和t3。l1和l2分别为相邻交叉口间距离，y1、y2和y3分别为r1、r2和r3交叉口的车辆延误时间。设r1交叉口的信号控制机为控制主机，为了使通过r1交叉口的车辆分别按车速v1和v2行驶到达r2、r3交叉口时无需停留就可连续通过，各交叉口干道方向绿灯启亮时间的关系必须如表1(正向）所示。同样，为了能保证分别按车速v2和v1反向行驶而来的车辆到达r2、r1交叉口时也无需停留就可连续通过，各交叉口干道方向绿灯的启亮时间的关系必须如表1（反向）所示。
由表1可求得各相邻交叉口的正向绿时差分别为：
其中，δt12和δt23分别为r1、r2交叉口之间和r2、r3交叉口之间的绿时差。δy1和δy2分别为r1、r2交叉口和r2、r3交叉口的平均车辆延误时间。
由于r2交叉口在t+l1/ v1和t+(l1/v1+2l2/ v2) 时刻绿灯启亮，则r2交叉口信号周期必须满足公式
其中，m取正整数。 每次以三个交叉口类推，即可求出各个交叉口的最佳信号周期t以及本交叉口到下一交叉口的绿时差δt分别为：
其中，m取正整数，l为本交叉口到下一个交叉口的距离，v为车辆从本交叉口行驶到下一个交叉口的平均车速，ys为本交叉口的车辆延误时间，yn为下一交叉口的车辆延误时间，δy为本交叉口与下一交叉口的平均车辆延误时间。
绿时差δt为相邻两交叉口的绿灯时间中点时刻的差值，ys和yn的值可采用webster公式进行计算，其具体实现方法请参见文献〔1〕。
由上面的公式(4)可推知，当各交叉口间的距离相等且各路段的车速都为v时，各个交叉口的信号周期就相同。此时，如果按车速v行驶的车辆从上一个交叉口行驶到下一个交叉口所需的时间正好是信号周期一半的整数倍时，双向绿波信号控制可获得理想的效果。下面讨论几种各交叉口间距离不相等时的情况。
（1） 相邻两交叉口间的距离很小时，可把相邻两交叉口看作一个交叉口，采用相同的配时方案，绿灯亮灭时刻相同。
（2） 各相邻交叉口间距离虽然不等，但相差也不大。这时，可将它们看作近似相等来处理，各交叉口采用相同的信号周期，各路段采用相同的车速。?
（3） 各相邻交叉口间距离相差很大。这种情况下，各交叉口可分别按公式
（4）求出本交叉口的信号周期（其中m选取合适的正
|
随着社会和经济的发展，城市中的交通工具日益增多，城市干道的交通压力也随之增大。要缓解这一压力，提高交通流量，防止出现交通堵塞，一种方法是把干道上若干连续交叉口的交通信号通过一定的方式连接起来，并对各交叉口的信号灯设计一种相互协调的配时方案，各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行，使车辆通过这些交叉口时不会经常遇到红灯，减少大量车辆的停车次数与延误。这种方法称为“绿波信号控制”。下面介绍一种基于两相位实现双向绿波信号控制的方法。
1 设计思想及相关公式
如图1所示，某辆车在干道上由西向东行驶至r1交叉口，当r1交叉口干道方向信号灯为绿时，该车通过r1交叉口，经过一定的时间到达r2交叉口。如果r2交叉口干道方向信号灯也为绿通行状态时，该车将无须停留就可继续通过r2交叉口，再经过一段时间后到达r3交叉口。如果该干道无论对由西向东还是由东向西行驶的车辆来说，在各个交叉口都不需停留就可连续通过，则该干道就实现了“绿波”信号控制或绿波带。这只是一种理想状态，实际应用中将受到多种因素的制约。本文只就车速、相邻交叉口间距离和信号周期几个方面来建立实现干道双向绿波信号控制的相关公式
以图1的三个交叉口为例，设交叉口r1至r2路段的平均车速为v1，交叉口r2至r3路段的平均车速为v2，r1、r2和r3交叉口的信号周期分别为t1、t2和t3。l1和l2分别为相邻交叉口间距离，y1、y2和y3分别为r1、r2和r3交叉口的车辆延误时间。设r1交叉口的信号控制机为控制主机，为了使通过r1交叉口的车辆分别按车速v1和v2行驶到达r2、r3交叉口时无需停留就可连续通过，各交叉口干道方向绿灯启亮时间的关系必须如表1(正向）所示。同样，为了能保证分别按车速v2和v1反向行驶而来的车辆到达r2、r1交叉口时也无需停留就可连续通过，各交叉口干道方向绿灯的启亮时间的关系必须如表1（反向）所示。
由表1可求得各相邻交叉口的正向绿时差分别为：
其中，δt12和δt23分别为r1、r2交叉口之间和r2、r3交叉口之间的绿时差。δy1和δy2分别为r1、r2交叉口和r2、r3交叉口的平均车辆延误时间。
由于r2交叉口在t+l1/ v1和t+(l1/v1+2l2/ v2) 时刻绿灯启亮，则r2交叉口信号周期必须满足公式
其中，m取正整数。 每次以三个交叉口类推，即可求出各个交叉口的最佳信号周期t以及本交叉口到下一交叉口的绿时差δt分别为：
其中，m取正整数，l为本交叉口到下一个交叉口的距离，v为车辆从本交叉口行驶到下一个交叉口的平均车速，ys为本交叉口的车辆延误时间，yn为下一交叉口的车辆延误时间，δy为本交叉口与下一交叉口的平均车辆延误时间。
绿时差δt为相邻两交叉口的绿灯时间中点时刻的差值，ys和yn的值可采用webster公式进行计算，其具体实现方法请参见文献〔1〕。
由上面的公式(4)可推知，当各交叉口间的距离相等且各路段的车速都为v时，各个交叉口的信号周期就相同。此时，如果按车速v行驶的车辆从上一个交叉口行驶到下一个交叉口所需的时间正好是信号周期一半的整数倍时，双向绿波信号控制可获得理想的效果。下面讨论几种各交叉口间距离不相等时的情况。
（1） 相邻两交叉口间的距离很小时，可把相邻两交叉口看作一个交叉口，采用相同的配时方案，绿灯亮灭时刻相同。
（2） 各相邻交叉口间距离虽然不等，但相差也不大。这时，可将它们看作近似相等来处理，各交叉口采用相同的信号周期，各路段采用相同的车速。?
（3） 各相邻交叉口间距离相差很大。这种情况下，各交叉口可分别按公式
（4）求出本交叉口的信号周期（其中m选取合适的正
 热门点击
推荐技术资料
| |
公网安备44030402000607
