城市道路信控交叉口车辆延误分析与治理对策

第 30 卷
过距离 L 所需的行驶时间 ; t0 为车辆不受信号控 制影响时以正常行驶速度行驶所需的行驶时间; d 为车辆通过距离 L 的总延误时间; t 1 为受阻车辆 减速延误时间; t2 为受阻车辆启动加速延误时间; ts 为机动车辆停车延误时间 ; A 、 B 为观测线。 通常进入交叉口的车辆, 由于受到交通信号 灯的作用 , 往往要改变行车状态。在红灯期间到 达的车辆 , 必须在达到停车线之前 制动减速、 停 车, 待绿灯亮后重新启动加速 , 通过交叉口 , 这种 行车过程为完全停车。若在绿灯期 间到达的车 辆, 由于前面有排队机动车辆 , 根据跟驰原则 , 往 往要减速 , 然后再加速通过交叉口 , 这种行车过程 成为不完全停车。若在绿灯后期到达的车辆 , 由 于前面没有排队车辆 , 可以不停车顺利通过交叉 口。因此 , 完全停车和不完全停车都要造成车辆 运行时间的损失 , 从而产生延误。
所造成的延误 ; 第 3 项是从车流模拟实验计算得 出的 , 它的数值一般为前 2 项之和的 10% 。 2. 2. 2 入口引道每辆车的平均延误估算 按照入口 引道中各车道 延误的加权 平均数 估算 dA =
i
d i qi /
i
qi
( 6)
其中, d A 为入口引道 A 每辆车的平均延误 ; d i 为 入口引道 A 中第 i 车道每辆车的平均延误; q i 为入 口引道 A 中第 i 车道的高峰 15 min 时的交通流量 ( 辆/ 15 min) 。 2. 2. 3 整个交叉口每辆车的平均延误估算 按该交叉口中各入口引道延误的加权平均数 估算 : dI =
各时刻停在引道内车辆数 15 s 23 16 8 24 26 97 30 s 14 22 13 25 16 90 371
小计
表2 入口引道 东入口 西入口 南入口 北入口 总延误 / ( 辆 5 565 4 815 4 515 4 965
三孝口信控交叉口延误实测调查结果表 ( 点样本法) s- 1 ) 每一停驶车辆的 平均延误 / s 57. 371 56. 647 54. 398 56. 420 入口引道上每 辆车的平均延误 / s 51. 055 46. 298 42. 196 45. 550 停驶车辆 百分率 / ( % ) 88. 99 81. 73 70. 94 80. 73
0
引
言
1
车辆通过交叉口的运行过程分析
车辆在交通信号控制下, 通过停车线穿过交
[ 2, 3]
随着城市经济和车辆工业的发展 , 城市道路 网交通拥挤和交通事故等诸多交通问题越来越凸 现出来, 成为社会共同关注的难点 。交叉口作 为城市道路网上的节点 , 是城市道路交通系统的 咽喉 , 提高城市道路信号交叉口的运行效率和服 务水平尤为重要。而信号交叉口延误是评价交叉 口的运行效率和服务水平的重要指标 , 它不仅反 映了信号交叉口交通控制、 交通设计的合理性 , 同 时也反映了道路使用者的受阻程度和感受的服务 质量 , 以及能源消耗和环境影响等。 本文针对合肥市主干道三孝口交叉口的交通 状况进行调查、 延误分析和服务水平评估, 并提 出了综合治理的对策。
三孝口交叉口的交通调查 三孝口交叉口是位于安徽省合肥市主干道长
查获得交 叉口延误数据 的一种最基本方 法
[ 4, 5]
。
即观测在连续时间间隔内交叉口入口引道上停车 的车辆数 , 从而得到车辆在交叉口入口引道上的 排队时间 ( 停车时间 ) 。 总延误= 总停车数 观测时间间隔 ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) 每一停驶车辆的平均延误 = 总延误 / 停驶车辆总数 交叉口入口引道上每辆车的平均延误= 总延误 / 引道总交通量 停驶车辆百分率 = ( 停驶车辆总数 / 引道总交通量 ) 2. 2 韦伯斯特模型法 韦伯斯特根据理论研究和数值模拟的方法, 最早建立了定时信号交叉口各入口引道上车辆延 误的近似计算模型, 并被广泛应用
表3 入口引道 东入口 车道组流向 直行及右转 左转 西入口 直行及右转 左转 南入口 直行及右转 左转 北入口 直行及右转 左转
三孝口信控交叉口延误计算结果表 ( 韦伯斯特模型法 ) 交通流量 /(辆 h- 1 ) 周期 /s 154 154 154 154 154 154 154 154 0. 182 0. 338 0. 182 0. 338 0. 260 0. 169 0. 260 0. 169 绿信比 饱和度 x 0. 620 0. 503 0. 636 0. 491 0. 555 0. 527 0. 603 0. 552 车道组 延误 / s 58. 187 52. 769 323 651 311 812 167 882 175 42. 117 58. 420 53. 038 41. 796 52. 258 49. 463 51. 318 60. 339 50. 198 51. 956 60. 816 入口引道 延误 / s 交叉口 延误 / s
Analysis of vehicle delay at signal intersections on the urban road and countermeasures of comprehensive control
YIN An dong, YAN Yao shuang
源自文库
( S chool of M achin ery and A ut omobil e Engineering, H ef ei U niversit y of Techn ol ogy, H ef ei 230009, China)
[ 1]
叉口的运行过程如图 1 所示
。
图1
车辆通过交叉口运行过程图
图 1 中, L 为观测线之间的距离 ; ti 为车辆通
收稿日期 : 2006 03 06 作者简介 : 尹安东 ( 1963- ) , 男 , 安徽桐城人 , 合肥工业大学副教授 , 硕士生导师 .
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合肥工业大学学报( 自然科学版 )
Abstract: T he process of vehicle t ravel at signal int ersections on t he urban road and the met hod to ob t ain t he delay are described. A case st udy of t he Sanx iaokou int ersect ion in H efei Cit y is made. T he Webster model and t he indiv idual sample survey m et hod are used t o comput e t he v ehicle delay respec t ively . T he result s of t he tw o methods are close. T he service level of t he intersect io n is ev aluat ed, and som e co unt erm easures of comprehensive cont rol are present ed. T his st udy is benif icial t o t raff ic plan ning and manag em ent and local tr af f ic contr ol in cities. Key words: urban road; signal int ersection; vehicle delay
其中 , d 为每辆车的平均延误 ( s ) ; C 为信号周期 长度 ( s) ; 为所计算车道的绿信比 ; x 为饱和度; q 为交通流量( 车辆 / s ) 。 ( 5) 式中的第 1 项是由于车辆到达的均匀性 所造成的延误; 第 2 项是由于车辆到达的随机性
第3期
尹安东 , 等 : 城市道路信控交叉口车辆延误分析与治理对策
A
d A qA /
A
qA
( 7)
其中 , d I 为交叉口每辆车的平均延误 ; q A 为交叉 口入 口 引 道 A 中 高 峰 15 m in 的 交 通 流 量 ( 辆/ 15 min) 。
2
2. 1
信控交叉口延误的确定方法
点样本实测法 点样本实测法是通过道路交叉口现场观测调
3
3. 1
实例信控交叉口车辆延误分析
图2 三孝口信控交叉口交通流向流量图
各入口引道延误数值基本接近。
辆
表1 观测时间 0s 8 8 8 8 8 30 31 32 33 34 合计 12 8 23 28 17 88
三孝口信控交叉口东入口引道上的延误实测表 引道交通量 45 s 25 14 17 18 22 96 停驶车数 24 18 20 21 14 97 109 未停驶车数 2 4 3 2 1 12
[ 8- 10]
100%
。
2. 2. 1 各车道每辆车的平均延误估算
2 x2 d = C( 1 - ) + 2( 1 - x ) 2q( 1 - x ) 1/ 3 ( 2+ 5 ) 0 . 65( C x 2) q
对通过三 孝口信控交叉口的 交通量进行
实测 , 并整理绘出该交叉口交通流向流量图 , 如图 2 所示。图中数据 表示高峰 小时的 当量 交通量 ( 5) ( 以标准小客车为基准) 。 ( 2) 交叉口延误调查。采用点样本法对三孝 口信控交叉口交通高峰期的延误进行实测 , 其中 东入口引道的延误实测数据, 见表 1 所列。 3. 2 三孝口交叉口的延误计算 ( 1) 采用点样本法的延误计算。将表 1 中的 实测数据分别代入( 1) ~ ( 4) 式计算 , 得出东入口
第 30 卷 第 3 期 2007 年 3 月
合肥工业大学学报( 自然科学版) JO U RN AL O F H EFEI U N IV ERSIT Y OF T ECH N OL O GY
Vol. 30 No . 3 M ar. 2007
城市道路信控交叉口车辆延误分析与治理对策
尹安东,
摘
阎耀双
230009)
[ 6, 7]
江路与金寨路交汇点处的一个典型十字型单点多 时段信控交叉口 , 它采用多相位 ( 4 相位 ) 控制方 案, 各入口引道均有直行车道 2 条、 左右转弯车道 各 1 条 , 并具备较完善的交通工程设施。针对三 孝口交叉口交通状况 , 在各入口引道进行了交通 量和延误的实地调查。实测时三孝口信控交叉口 的交通信号相位配时情况是 : 交叉口信号周期 C 为 154 s; 东西向直行及右转向的有效绿灯时间为 28 s, 左转向的有效绿灯时间为 52 s; 南北向直行 及右转向的有效绿灯时间为 40 s, 左转向的有效 绿灯时间为 29 s。 ( 1) 交 叉 口 交 通 量 调 查。 采 用 人 工 观 测 法
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引道上的延误情况 , 总延误为 5 565 辆
s,
每一停驶车辆的平均延误为 57. 371 s, 交叉口入 口引道上每辆车的平均延误为 51. 055 s; 停驶车 辆百分率为 88. 99% 。 同理 , 根据西、 南、 北入口引道的延误实测数 据, 计算得出三孝口信控交叉口延误调查结果, 见 表 2 所列。 ( 2) 采用韦伯斯特模型法的延误计算。将实 测三孝口信控交叉口的交通信号相位配时和交通 流量数据分别代入 ( 5) ~ ( 7) 式, 计算整理见表 3 所列。 由表 2 和表 3 可以看出 , 分别采用点样本实 测法和韦伯斯特模型法计算的三孝口信控交叉口
( 合肥工业大学 机械与汽车工程学院 , 安徽 合肥
要 : 文章以合肥市三孝口信控交叉口为例 , 分析了城市道路信控交叉口车辆的运行过程和确定延误 方法 ,
分别采用韦伯斯特模型法和点样本实测法对其进行延误计算和比较 , 结果表明两者接近。最后评估了三孝口 信号交叉口的服务水平 , 并提出综合治理对策 , 为城市交通规划、 交通管理和区域交通控制提供参考依据。 关键词 : 城市道路 ; 信控交叉口 ; 车辆延误 中图分类号 : U 121 文献标识码 : A 文章编号 : 1003 5060( 2007) 03 0353 04