浅析交叉口绿灯间隔参数计算方法及其在灯控路口信号配时中的作用
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浅析交叉口绿灯间隔参数计算方法及其在灯控路口信号配时中的作用
作者:周德利
来源:《计算机光盘软件与应用》2012年第19期
摘要:在设计信号方案的时候,绿灯间隔时间的计算是至关重要的,该参数是SCATS系统中一个非常重要的参数,在每个灯控路口信号设计初期就应考虑入内,该参数设置合理性将直接影响到交叉口车辆通行的安全性,此文从绿灯间隔参数概念入手,详细介绍了该参数在路口直行车辆冲突状态下的基本算法和应用方法,并结合工作实际讲述了该参数在信号配时工作实践中所起到的作用。
关键词:绿灯间隔;SCATS系统;参数;算法
中图分类号:U491.51 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 19-0000-02
1 引言
SCATS信号系统是一个先进的自适应信号控制系统,目前已在世界多个大城市中得到应用,如香港、深圳、上海、杭州等。
但从应用现状来看,每个城市对系统的应用水平参差不齐,从应用情况来中,大家普遍注重系统中几个常用参数的设置及优化,如对信号系统的信号周期、绿信比等参数的优化,而对绿灯间隔参数的研究和应用程度却不高。
笔者从工作实践中发现,绿灯间隔参数的设置直接影响到路口通行的安全,是一个关键参数。
笔者结合自身工作,重点分析了系统中绿灯间隔参数的作用、计算方法及应用,以进一步提高交叉口信号配时的科学性和合理性。
2 绿灯间隔时间概念
绿灯间隔时间是相互冲突的一股交通流的绿灯结束时刻和下一股交通流的绿灯开始时刻之间的时间间隔。
一般所需的最短绿灯间隔时间tZ由通过时间tu,,清空时间tr与进入时间te决定:它们之间的关系是:tZ=tu+tr-te
3 绿灯间隔参数作用
受规划、设计、施工等诸多因素影响,每个信号交叉口的断面结构、进口道与出口道间的距离、车道宽度、纵坡度等都不尽相同,这些因素都将直接影响到车辆行经路口的通行速度和所需的通行时间,如果在路口配时缺少了绿灯间隔参数,则容易发生路口“绿灯头”与“绿灯尾”车辆发生冲突,从而引发交通事故。
如图3.1所示,甲车在通过路口停车线后,如果此时路口信号未设置绿灯间隔参数,则当甲车通过停车线行驶至冲突区域范围时,乙车已开始放行,极易与甲车发生冲突,从而引发交通事故。
为有效避免直行车辆间冲突情况发生,就要根据路口实际情况计算出所需的绿灯间隔时间参数数值,并在信号系统中进行设置,通过参数的设置,使甲车完全通过路口冲突区域范围后,乙车行进方向的绿灯开始运行,则两车就不存在冲突点,避免了两车碰撞的可能性,从而确保了安全。
(图3.1)
4 清空距离与进入距离的确定
要计算绿灯间隔时间,首先需要定义清空距离和进入距离。
通常采用车道或者人行道的中心线作为测量距离的参考线。
清空距离sr由基本清空距离s1以及车辆长度lC组成(即sr=s1+lC)。
车辆的基本清空距离是指停车线与冲突点间的距离(如图3.1中的s1)。
车辆的进入距离是指停车线到由清空车辆行驶轨迹线与驶入车辆行驶轨迹线在交叉口内的交点间的距离(如图3.1中的s2),如果冲突区域与驶入点间的距离很近,则进入距离就可以定为0。
5 通过时间、清空时间与进入时间的确定
通过时间tu是在绿灯时间结束与清空时间开始之间的时间间隔(如目前国内部分城市将路口黄灯信号时间设为3秒,此参数也是通过时间的一种),决定了绿灯间隔时间的计算。
清空时间tr是以清空速度vr通过清空距离sr所需的时间。
进入时间te是指驶过进入距离s2所需的时间。
则:tu=3;tr= ;
假设图3.1中乙车行经停车线时速度为40公里/小时,则te= ;
6 绿灯间隔时间算法
以下绿灯间隔时间计算均是假设在标准情况下进行的,由于当地路口特征(如车道宽度、纵坡大小等等)这些因素将会影响到绿灯间隔时间。
以浙江省内一城市的主要路口为例(通过测量,该路口为30米、s2为20米)。
对该绿灯间隔参数进行运算,直行车辆的通过时间一般设为tu为3秒,清空速度取vr=10米/秒,路口基本清空距离为30米、进入距离s2为20米。
则根据绿灯间隔公式tZ=tu+tr-te得tZ=tu+tr-te=3+ - =3+ - =3+3.6-1.8=4.8秒;
即此路口最小绿灯间隔时间应为4.8秒。
7 绿间隔参数在SCATS信号系统中的设置
在SCATS系统中,由于绿灯间隔参数是由“red”参数和“yellow”参数两个参数共同构成的,所以在系统中配置绿灯间隔参数时,需要对“red”参数和“yellow”参数分别配置。
此例中,已知“yellow”参数值为3秒,“red”参数值为tZ-tu即4.8-3=1.8秒,由于SCATS系统时间参数为整数值,则取“red”参数值为2。
将“red”参数值“2”在SCATS系统中进行设置即可。
8 绿间隔参数在实际工作中所取得的成效。
通过对绿灯间隔参数的研究,笔者在工作中充分应用该参数,并取得了一定成效。
2012年6月份以来,共对30余处路口断面超过40米的大型交叉口进行了绿灯间隔参数的计算,并在信号系统中进行了设置。
通过优化,该30余处灯控路口事故发生率降低了20%,路口交通秩序也得到了改善,充分说明了绿灯间隔参数设置的科学性和合理性对路口交通安全是至关重要的,值得同行重视和深入研究。
参考文献:
[1]杨佩昆.交通管理与控制[M].北京:人民交通出版社,1995.
[2]交通信号控制指南—德国现行规范(RiLSA)
[3]人行横道信号灯控制设置规范—中华人民共和国公共安全行业标准。