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单点自适应控制的配时方法研究

作者:时间:2011-06-08来源:网络收藏

摘要:针对交通饱和期间车辆滞留的问题,提出了一种信号机的配时方法。考虑到道路车辆密度、流量检测方法等因素对交通流量的影响,改进了交通流量检测方法,并对实时检测的交通流量进行补偿修正,同时结合F-B配时方法,对周期时长和绿信时间进行优化,从而加快滞留车辆的消散速度,有效地缓解车辆滞留情况。
关键词:交通流;自;周期时长;绿信时间

0 引言
随着经济的发展,机动车日益普及,我国的大中型城市,交通拥挤的现象越来越严重,甚至威胁到城市交通系统及社会经济的发展。经验表明,缓解交通拥挤,提高道路通行能力的最有效方法就是提高交通能力和管理水平。交通信号的技术关键在于信号配时方法。对于单个交叉口,信号配时的主要内容是周期时长和绿信时长。
本文以减少滞留车辆为出发点,分析了交通密度和交通流量检测方法对信号配时的影响,提出了一种信号机控制的配时方法。该方法能够根据检测器测量数据实时调整信号配时方案,从而有效地减少车辆滞留,提高交叉口通行效率。

1 常用交叉口配时方法
目前,常用的信号配时方法在国际上主要有英国的TRRL法、澳大利亚的ARRB法以及美国的HCM法等。我国有“停车线法”和“冲突法”等。其中,TRRL法和AARB法都是在F·Webster-B·Cobber提出理论和方法(简称F-B法)的基础上进行的进一步修正和补充。
F-B法理论的基本点是车辆通过交叉口时,以其受阻延误时间作为惟一的衡量指标,然后对信号配时方案进行优选。韦伯斯特通过蒙特卡罗模拟法对随机延误和平均延误进行标定,得到了较为精确的延误时间计算公式:
a.jpg
式中:d表示车辆平均延误(单位:s);C表示信号周期时长(单位:s);λ表示绿信比;q表示流量(单位:辆/h);X表示饱和度。
为了得到使交叉口总延误达到最小的最佳周期时长,将总延误D对C求偏导(D=∑qidi),并令偏导数为零,即dD/dC=0,可得到最佳周期时长:
b.jpg
式中:C0表示最佳信号周期时长(单位:s);L表示每个周期总的损失时间(单位:s);Y表示交叉口总的交通流量比。
与信号周期时长的确定一样,各相位之间,绿信时长的分配也是以车辆阻滞延误最少为原则。按照这一原则,绿信比应该与相位的交通流量比大致成正比,因此可以推出每一相位的绿信时长:
c.jpg
根据式(2)和(3)交通配时的主要参数,周期时长和绿信时间即可确定。

2 交通量对F-B精确度的影响
F-B法所推演的是一个理想模型,它表示在确知一段时间内的交通流量时,可以根据该模型进行信号配时,使得上一个周期内到达路口的车辆,总能在下一周期的绿信时间内通过路口。因此如何确定准确的交通流量是影响F-B法配时的一个关键性问题。


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