两个相邻较近路口信号灯控制方案初探

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［摘要］本文通过对徐州市区中山北路夹河街至庆云桥路段的两个相邻较近路口信号灯控制的研究，初步探讨一台信号机控制两个路口的可行性。

［关键词］相邻较近路口 一台信号机 控制 相位方案

［中图分类号］U491.2［文献标识码］A［文章编号］1009－5349（2011）10－0119－02

引言

传统信号灯路口的控制大多为单个路口进行单点信号机控制，俗称“点控”，[1]而一台信号机同时控制两个相邻较近路口信号灯的情况比较少见。一般情况下，两个路口的信号协调控制，往往采用线控模式。[2]但是由于线控对控制设备的要求过高，参数的计算较为复杂，所以给方案实施带来很多困难。对于两个灯控路口，由于相邻且较近，如果没有协调好相位差，很容易造成短距交叉口车辆的溢出，引发路通拥堵。

本文通过徐州市中山北路夹河街至庆云桥路段上的两个相邻较近路口控制方案的设计，摈弃了传统的线控模式，提出把路段当作一个“点”来控制的方法，并给出渠化设计、相序设计、相位时间计算的一般方法。

一、控制方案总体设计

夹河街路口至庆云桥南口直线距离仅为136米，为典型的短距交叉口。对于这样路口的信号控制，一般应计算相位差，采用线控模式。本设计方案，抓住两个路口相邻较近的特点，把复杂问题简单化，把两个路口当作一个“点”来控制，这样其控制策略就适应单点控制的一般设计流程，如图1所示。

二、渠化设计

（一）流量调查

交通流量调查是信号控制方案确定的前提，我们在设置信号灯前对该路段进行了长期的交通流量调查。根据表1显示，中山北路南北方向进出主城区车辆较为集中，东西方向以黄河南路左转弯、右转弯车辆为主。该路段东西方向交通流量差距较大，所以设计交通组织的同时，必须充分考虑这点，以便在相位配时时，运用算法，有效解决这个问题。

（二）交通渠化

由于中山北路是中心城区连接北区的惟一主干道，经过调研发现，进入主城区的车辆往东的车辆，可以自中山北路与黄河南路交叉口的北口左转弯，经黄河南路到达，而不必经夹河街驶入，这样对中山北路与夹河街交叉口的北口，完全可以实施禁止左转弯，以避免车辆集中在庆云桥南口至夹河街北口这一狭小路段。同样对于夹河街左转弯的机动车，可以实施禁止左转弯，机动车可以由该处直行，经夹河东街左转进入黄河南路，右转弯驶出主城区，绕行距离不超过1000米。路段渠化图如图2所示。

三、相位方案的实施

（一）相序的排列

从图2、表1可以看出，两个路口南北方向较为规则，车道数相同或相近，双向交通流量基本相同，道路红线较宽，所以两个路口相序采用相同的步序，即相同方向的绿灯同时开启，同时熄灭。

先左转弯后直行和先直行后左转弯在控制步序上，一直存在争论，[3]其实，通过对车辆行驶轨迹的冲突点分析可知，步序的排列与左转弯、直行步序冲突点离各自停车线之间的行驶轨迹距离相关。通过分析，当直行的尾车刚通过冲突点，左转弯的前车恰好抵达冲突点，故采取先直行后左转弯的控制模式。

同时由于夹河街路口由北向东实施禁止左转弯，为了提高由南向北的通行效率，减轻中心区域的交通压力，南口直行信号在北口直行结束后和左转信号并放8秒，加入的这个“小相位”，[4]既能解决不对称交通流问题又没有阻断大交通流方向机动车的连续性，提高了信号灯控制效率。

东西方向由于道路红线相对较窄，且夹河街东西为斜型道路，西侧道路较东侧向北偏移了数米，为不规则道路。西口驶入、驶出中心城区的车辆较多，所以东西方向实施不对称放行方式。西口所有方向车辆同时放行25秒后，结束庆云桥南口左转弯方向，而后与东口所有方向车辆同时放行26秒。其中交通冲突点主要集中在夹河街路口的东口由东向南左转弯与该路口西口由西向东直行之间的冲突，对此，经过我们长期观察发现，由西向东的车辆在夹河街路口行驶45秒左右后，流量已经明显减少，故该冲突点不明显。

（二）信号周期的确定

由于是用一台信号机控制两个路口，信号周期的选用必须统一。当然，从两个路口流量分析得知，流量基本等同，故选择夹河街路口为例计算信号周期。周期跟相位数与等效交通量的关系如下公式：

T= （1）

式中：P-相位数，Ve-等效交通量。

我们应当注意，信号周期过短，绿信比不高，会造成通行能力低，周期时间过长则会导致等待放行的交通参与者，特别是非机动车、行人失去等待的耐心，从而闯红灯。根据我们长期灯控路口调查，信号灯最大周期不宜超过160秒。

（三）相位时间的计算

信号相位放行时间应把排队长度作为控制目标，其和最大排队长度Q、绿初损失时间d、饱和车头时距hi相关，可以根据以下公式进行时间计算。

t=Qhi+d（2）

（3）

绿初损失时间为d=t4-4hi（4）

同时应当考虑各相位最短绿灯时间Gmin应当大于15秒，否则机动车有效绿灯时间太小，容易造成车辆积压。两个路口同方向绿灯时间应以最大相位时间为准。

四、结论

本文针对两个路口相邻较近的特点，提出并实施一台信号机控制两个路口的方法。该方法以路网渠化为基础，减少排队长度为目标，把两个路口当成一个“点”来控制，有效地解决短距交叉口车辆溢出路口的问题，为类似路口路段的信号控制，提供了一种新的控制参考方法。

【参考文献】

[1]张生瑞.交通流理论与方法[M].北京:中国铁路出版社,2010.

[2]张蕾,宋晓磊,田健坤.城市主干道的交通流疏导与绿波带控制[J].天津城市建设学报,2007,13(4):260-263.

[3]程民.智能交通控制系统的设计与研究[D].西安:西安建筑科技大学,2010.

[4]陈虹.城市路通信号的自适应模糊控制策略的研究[D].成都:西南交通大学,2010.