【《干线信号协调控制配时方案过渡理论概述》3200字】

干线信号协调控制配时方案过渡理论概述目录TOC\o"1-3"\h\u8264干线信号协调控制配时方案过渡理论概述 179461.1干线信号协调控制系统的基本参数和评价指标 11941.1.1干线信号协调控制系统的基本参数 1127501.1.2干线信号协调控制的评价指标 729401.2干线信号协调控制方案过渡原理 81.1干线信号协调控制系统的基本参数和评价指标1.1.1干线信号协调控制系统的基本参数单点信号控制的基本参数为周期时长和相位差。在干线信号协调控制系统中，也包含这两个基本参数，但是这两者在点控制和线控制系统中的确定方法稍有不同。除此之外，干线信号控制系统中还有一个关键参数，叫相位差。周期时长周期时长是指某一进口道的红绿黄灯信号依次显示一次所需的时间；或是某一相位的相邻两次绿灯启亮时刻之间的时间间隔，见图2-1。用C表示周期时长，单位为秒（s)。图2-1两相位信号配时图在干线信号协调控制系统中，为形成协调控制达到绿波运行效果，就需要设置一个公共的周期时长。为此，先根据各交叉口的交通数据，结合单点信号配时的设计方法，见图2-2，计算出各交叉口的最佳周期时长。对计算出的各最佳周期时长进行排序，选择周期时长最大的交叉口作为线控系统的关键交叉口，并采用该周期时长作为整个控制系统的周期时长。图2-2单点信号配时设计流程本文选用Webster最佳周期计算模型，相关配时参数计算公式如下所示：①信号周期时长计算按式（2-1）计算：C0式中：L:一个周期内的总损失时间，s;Y:交叉口各相最大设计流量比总和。②信号总损失时间，按式（2-2）计算：L=k式中：LsI：绿灯间隔时间，s；A：黄灯时长，s；k：一个周期内的相位数。③流量比总和，按式（2-3）计算：Y=i=1④根据Webster法计算出干线各交叉口的周期时长CiCm绿信比绿信比为一个周期内某一相位的有效绿灯时间与周期时长的比值，可用百分数（%）表示ADDINNE.Ref.{1DA37F58-E4C9-4930-A114-98DC798B3DC2}[15]。在干线交通信号协调控制系统中，各交叉口的绿信比并不一定相同。其计算方法如下：利用交叉口中主次道路流量比，结合该线控系统的的公共周期时长以及总损失时间，计算各交叉口的有效绿灯时间和显示绿灯时间，再根据各相位最大设计流量比确定各相位的有效绿灯时间和显示绿灯时间，如式（2-5）和式（2-6）所示。gmegm式中：gme:关键交叉口干线方向的有效绿灯时间（sgm:关键交叉口干线方向的显示绿灯时间（sCm:系统周期时长（sLm:关键交叉口总损失时间（sym1YmIm:关键交叉口绿灯间隔时间（sl:启动损失时间（s）。根据绿信比的定义，计算各交叉口各相位的有效绿灯时间与公共周期时长的比值，得到对应交叉口某相位的绿信比。相位差在干线交通信号协调控制系统中，相位差是影响系统的通行效率和干线绿波实施效果的关键所在。相位差又根据基准交叉口的不同分为相对相位差和绝对相位差。相对相位差：是相邻两信号的同一时刻参考点的时间间隔。绝对相位差：是干线上各交叉口信号相对于某一基准交叉口同一时刻参考点的时间间隔。为了使干线绿波协调控制系统中的交通流，能够连续通过尽可能多的绿灯，减少停车次数，必须使干线各信号间的相位差与通过相应交叉口间距的行程时间相适应NE.Cms_Insert。确定信号相位差，有图解法和数解法两种经典方法。图解法是在时间-距离图的基础之上确定线控系统的相位差，通过几何绘制还可以协调绿波带的带速和带宽以及控制系统的周期时长。如图2-3所示，将干线上的五个连续的交叉口进行协调控制。假设系统周期时长为60s，在时间-距离图上进行几何绘制，在图上做出最后的通过带，算得带速约为57km/h，通过带带宽16s。图2-3图解法协调相位差示例数解法以干线各信号到理想信号的挪移量最小为目标，通过确定理想信号的位置，并将其与实际信号的相对位置的比较，确定干线各信号的协调方式结合相应交叉口的绿信比求得绿时差，并用求得的绿时差与系统周期时长相乘得到各信号的相位差。数解法优化求解干线绿波控制系统的相位差流程，如图2-4所示。数解法示例计算结果，如图2-5所示。图2-4相位差数解法优化流程图2-5数解法计算结果示例1.1.2干线信号协调控制的评价指标交通信号控制的目的是在道路相交处进行车辆通行权的合理分配，保障交通安全畅通，行人行车安全。干线协调控制效益评价的指标主要包括延误、排队长度、停车次数、等。在合理的信号周期时长范围内，周期时长越长，交叉口的通行能力越大，但是这样势必增加车辆的停车等待和延误。因此，信号控制交叉口应选择合适的周期时长，使得交叉口相应的通行能力稍微大于其交通需求量，既保证交通流的畅通，又减少停车等待和运行成本。延误延误是车辆在道路上行驶过程中，由于受到交通干扰、交通信号控制等驾驶员无法控制的因素造成的行程时间损失。影响延误的因素诸多，如驾驶员的性别年龄、心理和生理特征及行为特性、行人过街对交通流的干扰等人为因素，车辆类型及其动力性能，道路与交叉口的布局形态，转向车比例及交通组成等交通条件，信号周期及绿信比等管制条件。延误的调查方法主要有试验车观测法、车辆牌号登记法、驶入驶出测量法等ADDINNE.Ref.{FE5D02D1-DEB9-4CA5-833F-8468D6E61DEC}[16]，本篇论文采取的是仿真法。排队长度排队长度受到交通量与路段通行能力关系的影响，由于交通供给无法满足交通需求的增加，导致交叉口进口道的排队车辆过多无法在其通行相位内通过交叉口而形成的车队长度。一般以交叉口进口道绿灯启亮时的排队长度作为其最大排队长度。停车次数停车次数是单位时间内交叉口进口道停车线前因信号控制、排队等引起的车辆停车的次数总和。交叉口进口道停驶百分比是该进口道在观测时间内的停驶车辆数与入口交通量的比值。停车次数是一项负面指标，停车次数与交通信号控制效益的优劣成反比。在一定的道路、交通和管制条件下，交叉口入口引道上的停车次数越少，表征该信号控制交叉口的控制效率越好。1.2干线信号协调控制方案过渡原理对干线上的n个交叉口进行协调控制，当干线各信号处于原方案时，各信号与基准交叉口的同一相位绿灯起点形成绝对相位差。而线控制系统中的相位差主要由交叉口的间距、干线上的交通量、干线交通流的运行车速等共同决定。干线处于过渡后的配时方案时，各信号与基准交叉口的同一相位绿灯起点仍会形成新的相位差。因此，在干线信号协调控制方案过渡中，相位差的调整是不可避免的。而周期时长的调整与否，还要视干线所产生的交通拥挤的类型而定，若是偶发性交通拥挤则可以不需要调整线控制系统的周期时长，若是常发性交通拥挤则就有调整信号周期时长的必要。常发性交通拥挤相较于偶发性交通拥挤对交通系统运行状况的影响更为严重且对常发性交通拥挤的研究更有代表性。因此，在绝大多数情况下是需要调整线控系统的周期时长。而绿信比的调整与否，要根据道路功能性质和实际交通流状态而定，即根据道路是否为通过性干道、道路交通流是否达到饱和状态进行相应调整。图2-6干线信号协调控制方案原理图图中：ColdCnewTranslatePeriod（TP）：信号配时方案过渡时期Offset（O）：基准时刻1时各交叉口相对于交叉口1的绝对相位差O＇：基准时刻２时各交叉口相对于交叉口1的绝对相位差由图2-6可知，线控制系统中新旧两种配时方案的过渡，通常是在过渡时期完成的。最简单的转变方案就是通过事先设定交叉口信号控制机的周期时长、相位差和绿信比直接实现配时方案切换，这种方案适用于交通量较小且受交通信号控制影响不大的交叉口。而干线承担城市跨区间的中长距离交通流的输送，交通流波动性较大，需要在不同配时方案