学术论坛 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯ０Ｙ ． 圆圈 交叉口非饱和条件下的双向绿波交通实现方法① （１．科技师范学院城市建设学院 河北秦皇岛王鹏飞’ 房媛 ０６６００４；２．大连工业大学信息科学与工程学院 辽宁大连 １１ ６０３４） 摘要：为了缓解城市主干道的交通拥挤，本文提出一种可在交叉口非饱和条件下实施的信号协制方法。其中对相位差．绿波带宽 度．公用周期长度三个重要参数进行了设计；并且对车速、交通量的测定方法以及控制系统的实现方法进行了描述。 关键词：交通拥挤 交叉口 非饱和条件 绿波交通 中图分类号：Ｕ４９１．５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２—３７９１（２０１ ２）０４（ｂ）一０２１ｌ一０２ Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ Ｒｅａｌｉｚｅ Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｇｒｅｅｎ Ｗａｖｅ ｏｎ ｌｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ Ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｐｅｎｇ－ｆｅｉ ＦＡＮＧ Ｙｕａｎ （１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｈｅｂｅｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｈｅｂｅｉ，０６６００４ ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ。１１６０３４） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｌｉｅｖｅ ｃｉｔｙ ｍａｉｎ ｒｏａｄ ｔｒａｆｆｉｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｏｆｆｓｅｔ，ｂａｎｄｗｉｄｔｈ，ｐｕｂｌｉｃ ｃｙｃｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｆｆｉｃ ｆｌｏｗ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｔｒａｆｆｉｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ；Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ；Ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；Ｇｒｅｅｎ－－ｗａｖｅ ｔｒａｆｆｉｃ １研究背景 随着工业化和城市化在全世界的发 展，许多城市都面临着日益严重的交通拥 施，以保证城市道路，特别是城市主干道的 畅通。干线信号协制方法若得到有效 灯，而其实现的这种现象又被交通界形象 的称之为“绿波交通”。 成理论的基础，而这些参数又受到行驶车 速、交通量的制约（图ｌ、图２）。 运用，则可避免多数车辆在交叉口遭遇红 ２．１车速与相位差（ｏｆｆｓｅｔ） 绿灯信号相位差（即相邻交叉口同一相 位绿灯信号开始时间差）由车速与交叉口 间距共同决定。各交叉口间距随着城市规 挤问题。尤其是在发展中国家，因交通拥挤 所带来的社会经济损失越来越大。由于土 地和资金的有限性，交通学者们发现仅依 靠扩建道路这样传统的方法难以从根本上 解决问题。这就要求从管理与控制的 角度人手，最大限度的利用现有的道路设 ２理论设计 划建设已然固定，这样，车速就成为了影响 本章依次对相位差、绿波带宽度、公共 相位差的惟一因素。若某一交叉１７的双向 证双向车辆在同一时刻到达这一交叉ＦＩ， 周期长度三个参数进行设计。这三点是构 车辆以任意的车速进行行驶，则不可能保 这就势必使一方或双方车辆遭遇红灯。因 ＿－Ｊ －． … 一．Ｌ…Ｊ ｋ－： Ｌ＂Ｊ’’Ｌ ．．＿■－●ｌ－＿一 …．．． …一 …．…一……．：…… 此，这就需要双向车辆按照交管中心设定 的车速（或称为推荐车速）进行行驶，以保证 能在同一时刻到达某一交叉口。作为前提 条件，交管中心在计算双向推荐车速之前 需知道交叉ＦＩ间距与车队驶过上一交叉１７ 的时刻。上述内容可以用式（１）进行表示。 由式（１）可知，若各交叉口间距相差不 大（《城市道路交叉口设计规程ｃ ＪＪ１ ５２— ２０ｌ０》要求：干路交叉口间距宜大致相等）， 则系统提供的双向推荐车速不会有太大差 — —＿Ｉ◆ 厶—Ｉ＿－◆ 图１城市主干道示意图 －１ ： ｒ…＿］ ： ｒ¨…］ ： 厂 Ｌ 厂 图２相邻交叉口布设的流量与车速监测仪位置 别，但现实（例如秦皇岛市河北大街中、西 段上的各交叉口间距）往往大相径庭。此 外，系统的推荐车速不应超过干道本身的 车速上限（城市干道分类等级及相应 的设计车速应符合《城市道路设计规范 ＣＪＪ３７－９０））） ｆ，＋（厶２／Ｖ ）＝ｔ３＋（己 ３／堙） 刻。 （１） 其中：ｔ。、ｔ 为车队驶过交叉口ｌ、３的时 图３干线信号协制实现的流程图（三交叉口为例） ２．２车队长度与绿波带宽度（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ） 车队长度与其通过交叉口的车速共 ①基金项目：２０１１年秦皇岛市社会科合会重点应用性课题项目（项目编号：２０１ｌ０５０９４）部分内容。 作者简介：王鹏飞（１９８５一），男，助教，在读博士研究生。主要研究方向：城市智能交通。 房媛（１９８１一），女，讲师，硕士。主要研究方法向：计算机科学技术，无线通信与网络。 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＯＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２ １１ 学术论坛 同决定了绿波带的宽度。而车速（干道车 路交叉口设计规程Ｃ ＪＪｌ ５２—２０１０》）已经由 式（１）得出，因此，只要准确测定交通量 心可以通过控制各交叉口的绿信比来实现 ４结语 在实际操作的过程中，此方法不可能 速与交叉口车速的换算关系参照《城市道 绿波交通。对于现实中的城市主干道（例如 （行驶中的车队长度）即可。平峰或低峰时 段的城市主干道的双向交通量往往相差 秦皇岛市河北大街中、西段），在统一各交叉 保证车辆到达所有交叉口时都不会遭遇红 口的信号周期长度之前，应根据实际情况 灯。例如：对于（１）在两个相邻交叉口之间出 适当调整若干相邻交叉口的信号相位，尽 发的车辆；（２）在某交叉口转弯驶入（驶出）主 干道的车辆。但是，至少可以做到让一直沿 城市主干道行驶的直行车辆尽量减少遭遇 红灯的次数，从而减少大量车辆的时间延 误损失，这对于控制城市主干道的交通流 可能使其在没有特殊的情况下保持一致， 不大，所以，双向绿波带的宽度也相差无 这种做法将有利于绿波交通的实施…。几。若出现双向流量不等的情况，则本着 尽量不累积停车数量的原则，按照式（２） ３实现方法 进行计算： Ｇ ＝ｍａｘ｛Ｇ￣ｑ，Ｇ ｝Ｖｋ 一３．１车速与车队长度的测定 （２） 量，提高交通运行效率来说具有重要的意 因为，若在某一个信号周期内积累了 定数量的车辆，则在下个周期内就不得 不在一定程度上增大绿波带宽度。而信号 周期长度与绿波带宽度并不能无的延 长。式（２）会无形之中增加（直行）绿波带宽 度，也就是要求尽量保持城市主干道的畅 通。这就势必会导致支干道上的车辆遭遇 红灯（在此只讨论干线控制），这将是下一步 研究的重点。 由于车速、车队长度都会实时变化，因 义。此，若不对实时交通信息进行准确把握，将 正如上文所述，此方法的有效实施需 会严重影响绿波交通的实施效果（例如出 现“二次停车”或绿灯信号浪费等现象）。 要一定的前提条件，若交叉口出现过饱和 情况（例如高峰时段），则会严重影响绿波交 对于此问题，交管中心可以在图２中所 通的实施效果。在这种情况下，为了提高绿 示位置处布设电子眼或是感应线圈，对各 波交通的实施效果，避免因交叉口过饱和 车道内的车辆数进行实时监测。对于ｑｐ方 向，监测仪１对ｑｐ交叉口之间出发的车辆进 行监测，监测仪２则可以感应从交叉口ｑ驶 来的车辆数量。同理，ｐｑ方向也是一样。这 样设置监测仪可以更精准的监测实时交通 量与车速。 ３．２信号协制 在交叉口数量不多且为干线（即非区 而产生的“二次停车”现象的出现，就需要 对城市主干道实施流入量控制，这是下一 步研究的重点。 ２．３公用周期长度（ｐｕｂｌｉＣ ｃｙｃｌｅ ｌｅｎｇｔｈ） 若进行控制，则各交叉口的信号 周期长度一般各不相同。但若进行干线信 号协制，就必须要求各交叉口具有统 一参考文献 ［１】王鹏飞，李政，房媛等．秦皇岛市河北大 街中、西段各交叉口信号相位的改进设 计［Ｊ］．河北科技师范学院学报：自然科 学版，２０ｌ１，２５（４）：５～９． 的信号周期长度。其设定方法为： 域）协制的情况下，可采用简单的集中 Ｃ＝ｍａＴ＝｛Ｃ ｝Ｖ七 （３） 式控制系统。即一台中心计算机直接控制 ［２】于泉．城市交通信号控制基础［Ｍ１．北 京：冶金工业出版社，２０ｌ１． 即要选择交通量最大的交叉口的信号 每个信号控制机。计算机把控制指令 周期作为统一的信号周期长度。在短时间 直接传递到控制机，这样每个交叉口只需 内，公用周期长度基本保持不变，而绿波带 要一个标准的信号控制机和接口单元，不 ２】。具体的流程如 宽度则随着实时交通量与车速的变化而变 需要执行任何软件的功能＿化。这直接导致绿信￣（ｓｐｌｉｔ）的变化，交管中 图３所示。 分析很多的火灾隐患，不难看出，相关 ４结语 电子市场是人员密集型场所，属于重 火安全制度，制定防火公约；倡导包括顾客 人员的消防安全意识淡漠是首要的原因，在内的市场所有人员自觉遵守。做到经营、 如果大家稍加注意，很多的隐患就不会存 点火险单位，其火灾危险性较大，要采取行 之有效的措施，尽可能的降低其火灾危险 消防一体化、统一化。并抓好落实情况，不 在。自然，火灾危险性就会大大降低。所以，（上接２１ ０页） 出现只有一纸空约，要真正起到制度的作 如何能够切实提高消防安全意识就成为了 性，从而最大程度的减少该类场所火灾的 用。笔者在电子市场内看到了安全制度，但 消防工作的首要问题。要按照６ｌ号 发生。 是这份制度的落实情况如何，就不得而知 令的规定，切实落实 中华人民共和国消防 了。但至少从市场目前存在的消防安全问 法》赋予的职责，抓好本单位的消防管理工 参考文献 】中华人民共和国消防局．中国消 题来说，制度的落实情况不甚乐观。由此， 作，并对电子市场内的各商家进行必要的 ［１市场的管理方就该思考如何能让制度切实 执行下去，要采取行之有效的方法，不可治 标不治本。 消防安全知识的培训，使其懂得基本的防 火灭火知识，明确自身的消防安全职责。达 到防火意识加强，会报警、会扑救初期火灾 等要求。同时，要利用广播，消防宣传图片 防手册第六卷 公共场所、用火用电防 火建筑消防设施【Ｍ】．上海：上海科学技 术出版社，２００６． 【２】ＧＡ６５４－２００６，人员密集场所消防安全 ３．２人技结合，上下联动 管理【Ｓ１． 方面充分发挥人的作用，大力开展 等多种方式开展消防宣传，以提高顾客的 ＧＢ５００１６－２００６，建筑设计防火规范［Ｓ】． 日常管理与检查，坚持做到日查不停，巡查 防范意识，尽可能降低因人员缺乏自救常 【３１［４】李娟．烈火烧钱—对京城电子市场防 不断。另一方面，维护好市场内的消防设 识而造成的伤害。一施，对自动报警、自动喷淋、应急广播等设 ３．４加强电源管理 电源是市场火灾的主要引发物，加强 施要定期进行测试，确保其完好能用。再 火安全状况的调查【Ｊ］．中国市场，２００４ （４）：２４～２５． 者，管理者和各商家要齐抓共管，建立商家 市场电源的管理，要严格遵循相关国家技 ［５】张鸿鹤．高层公共建筑消防安全现状及 对策［Ｊ】．消防科学与技术，２００８，２７（１２）： 消防联防组轮流值班检查。对消防隐患问 术规范的要求，坚决杜绝乱拉乱接电线的 题，要做到早发现，早排除。将市场内的火 现象发生，所有线路必须穿管，不准超负荷 ９３９～９４１． 灾危险性降到最低。同时，建立完善的奖惩 用电，对必须使用插座插头的地方，必须 机制，以促进大家的防火积极性，将消防工 由专业电工，在符合有关规定的前提下，定 作顺利开展下去。 点定位，统一安装。并指定负责人做好监督 管理工作。 ３．３加强宣传，提高意识 ２ １ ２ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
