王大海， 王 茜

(1.北京匯海博科技發(fā)展有限公司， 北京 100022； 2.中國移動(dòng)北京公司， 北京 100007)

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不停車通過待行區(qū)的交通信號(hào)精細(xì)化控制與優(yōu)化

王大海1， 王 茜2

(1.北京匯海博科技發(fā)展有限公司， 北京 100022； 2.中國移動(dòng)北京公司， 北京 100007)

對(duì)于有待行區(qū)的交叉口，通過精細(xì)化設(shè)計(jì)信號(hào)控制，由路口停車線到二次停車線的距離sj和首車的最慢車速vej決定Tj；首車綠燈前進(jìn)入時(shí)間如小于等于Tj，并以最慢車速vej行駛，可不停車直接通過待行區(qū)；消除2種放行時(shí)間損失，及減速停車再加速過程中的油耗損失、尾氣污染和剎車噪聲；改善環(huán)境空氣質(zhì)量. 還可把該路口納入與相鄰路口協(xié)調(diào)控制. 由最小綠燈時(shí)間組成的最小周期整幅配時(shí)方案出發(fā)，待行區(qū)不停車放行效益與周期的比值在所有綠燈前進(jìn)入時(shí)間等于對(duì)應(yīng)的Tj時(shí)達(dá)到最大，11層次數(shù)據(jù)例表明，待行區(qū)8個(gè)框架車流進(jìn)口的有效放行時(shí)間總和相當(dāng)于周期時(shí)長的3.7倍. 成倍提高了路口乃至城市地面路網(wǎng)通行能力. 相當(dāng)于再建個(gè)地面路網(wǎng).

待行區(qū)； 釋放時(shí)間損失； 不停車； 通行能力； 改善空氣質(zhì)量

交通信號(hào)控制(Traffic Control，TC)系統(tǒng)已有上百年的歷史，因機(jī)動(dòng)化進(jìn)程遠(yuǎn)超修路速度，交通傷害和擁堵廣泛發(fā)生，尾氣污染嚴(yán)重. 聯(lián)合國大會(huì)[3]認(rèn)為，應(yīng)由TC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者負(fù)主要責(zé)任，而不是道路使用者. 設(shè)計(jì)者主要包括道路管理者、汽車行業(yè)、警察、政界人士和立法機(jī)構(gòu). 道路使用者僅負(fù)有遵紀(jì)守法的責(zé)任.

北京市大氣污染防治條例規(guī)定“機(jī)動(dòng)車駕駛員在停車3 min以上時(shí)，應(yīng)當(dāng)熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)”. 說明：1)機(jī)動(dòng)車停車不熄滅發(fā)動(dòng)機(jī)確實(shí)污染大氣；2)存在TC方案某紅燈時(shí)間超過3 min.

機(jī)動(dòng)車待行區(qū)技術(shù)自2001年和2005年專利文獻(xiàn)[4-5]公開，國內(nèi)外雖已廣泛應(yīng)用，但尚存爭(zhēng)議[6-7]. 2006年[8]就發(fā)現(xiàn)“設(shè)置待行區(qū)引起車輛平均停車次數(shù)增加，存在減速停車再加速過程中的油耗損失、尾氣污染和剎車噪聲”；且目前的停車待行存在待行區(qū)滿載后至啟動(dòng)波傳遞到進(jìn)口停止線之前的車輛不能進(jìn)入的時(shí)間損失，及把同一進(jìn)口車流斷為2部分先后進(jìn)入路口停車線，并隔斷了相鄰路口間協(xié)調(diào)控制.

如實(shí)施不停車通過待行區(qū)，則可消除上述弊端，發(fā)掘巨大通行能力，也強(qiáng)化協(xié)調(diào)控制.

1 待行區(qū)設(shè)置的基本理論

1.1 平面交叉口定理

不同交通流經(jīng)過的共同區(qū)域?yàn)闆_突區(qū)域，使平面交叉口成為地面交通路網(wǎng)的瓶頸，通過提高平面交叉口的通行能力將同步提高交通路網(wǎng)的通行能力.

路口各車流通行能力是通過其進(jìn)口車道數(shù)和有效綠燈放行時(shí)間、綠信比來體現(xiàn)的，即：

Gej=Gj+A-l=Cλj

(1)

式中,Gej為車流j有效綠燈放行時(shí)間(s)；Gj為車流j綠燈時(shí)間(s)；l為綠燈損失時(shí)間(s)；C為周期(s)；λj=Gej/C，為綠信比.

文獻(xiàn)[9-10]提出：行人和非機(jī)動(dòng)車通行能力可通過拓寬其過路寬度而獲得. 而機(jī)動(dòng)車進(jìn)口道數(shù)量則局限于路口四角建筑，故應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注存在機(jī)動(dòng)車間沖突的車流，稱為框架車流.

C=∑(Gi+Iij)

(2)

式中Iij是一股交通流i整幅放行綠燈結(jié)束時(shí)刻和下一股沖突交通流j整幅放行綠燈開始時(shí)刻的間隔，稱為綠燈間隔時(shí)間. 在多相位方案中式(2)一般包含4個(gè)框架車流.

例1：如按英國實(shí)測(cè)，取綠燈損失時(shí)間為1.48 s，其中黃燈末損失時(shí)間為0.13 s[1]. 且傳統(tǒng)十字路口控制方案，周期C=100 s，黃燈4 s，全紅3 s，則Iij=7 s；在黃燈禁行時(shí)期，8個(gè)框架車流各進(jìn)口有效放行時(shí)間總和僅達(dá)136 s；黃燈通行免罰后，也僅達(dá)168 s.

1.2 沖突區(qū)域不變定理

同一交通流存在多個(gè)沖突區(qū)域，通過設(shè)置二次停車線，可把沖突區(qū)域劃分在前、后兩側(cè)：靠近出口的沖突區(qū)域稱為線后沖突區(qū)域；靠近進(jìn)口的沖突區(qū)域稱為線前沖突區(qū)域. 二次停車線的位置雖影響沖突區(qū)域名稱，但不改變沖突區(qū)域?qū)嶋H位置.

1.3 待行區(qū)可設(shè)置原理[4]

信號(hào)控制系統(tǒng)采用各進(jìn)口“先直后左”的放行順序，可使每個(gè)框架車流，在緊貼其整幅放行前一段時(shí)間內(nèi)，其線前沖突區(qū)域上無其他交通流通行，可設(shè)置為該框架車流的待行區(qū)，在整幅放行之前進(jìn)入，待出口放行時(shí)駛出.

1.4 清空定理

與行人安全島不同，進(jìn)入待行區(qū)所有車輛，皆須在出口放行期間出交叉口.

1.5 綠燈前進(jìn)入待行區(qū)時(shí)間定理

待行區(qū)車流存在3種進(jìn)入待行區(qū)時(shí)間：綠燈前進(jìn)入時(shí)間、整幅放行綠燈時(shí)間和黃燈時(shí)間；傳統(tǒng)綠燈初損失時(shí)間和黃燈末損失時(shí)間分屬其首末.

2 二次停車線位置和待行區(qū)的5種信號(hào)燈信號(hào)組合

二次停車線位于待行區(qū)終點(diǎn)，需滿足如下要求：①在待行區(qū)等待的車輛不得影響正在放行的交通流通行；②在滿足①的前提下使路口停車線到二次停車線的最小距離min{sj}盡可能長；③盡可能使首車能以最大速度通過第1個(gè)線后沖突區(qū)域，占據(jù)沖突區(qū)域時(shí)間最短.

例2：對(duì)于待行區(qū)不停車而言，要求③可通過待行區(qū)首車駕駛員自動(dòng)實(shí)現(xiàn)：根據(jù)出口紅燈倒計(jì)時(shí)信息和距離，可自主控制車速，恰好在允許通行時(shí)，不停車越過二次停車線.

顯示車輛越過二次停車線的路權(quán)也需信號(hào)燈信號(hào)，但只需2種燈色：紅燈停，綠燈行，不需黃燈. 為區(qū)分不同流向的出口信號(hào)燈，須附箭頭指示，如圖1. 初次使用時(shí)，須公示.

設(shè)置了出口信號(hào)燈組后，原整幅信號(hào)燈組的紅、綠、黃信號(hào)功能就轉(zhuǎn)變?yōu)轱@示車輛越過路口停車線路權(quán)的進(jìn)口信號(hào). 此設(shè)置可有5種實(shí)用信號(hào)組合，其放行順序和路權(quán)含義如下：

1) 進(jìn)口綠燈，出口紅燈：允許車輛越過路口停車線，但不允許越過二次停車線；

2) 進(jìn)、出口綠燈都亮：相當(dāng)于整幅放行綠燈，既允許車輛越過路口停車線，也允許越過二次停車線；

3) 進(jìn)口黃燈，出口綠燈：相當(dāng)于傳統(tǒng)整幅放行黃燈，表示禁止通行的紅燈將亮，既允許車輛越過路口停車線，也允許越過二次停車線；

4) 進(jìn)口紅燈，出口綠燈：相當(dāng)于傳統(tǒng)整幅放行紅燈，表示禁止通行，不允許車輛越過路口停車線；但已在待行區(qū)的車輛可優(yōu)先通行，其他車輛應(yīng)禮讓；

5) 進(jìn)、出口紅燈都亮：相當(dāng)于整幅放行紅燈，禁止通行，不允許車輛越過路口停車線和二次停車線；該信號(hào)組合只能在待行區(qū)車輛已全部出走后出現(xiàn).

設(shè)置出口紅燈倒計(jì)時(shí)，提示待行區(qū)首車駕駛員到達(dá)二次停車線的時(shí)間，方便其自主控制車速，恰在出口綠燈開始時(shí)不停車越過二次停車線；也改善越過二次停車線的飽和度.

設(shè)置進(jìn)口黃燈倒計(jì)時(shí)，幫助尚未越過進(jìn)口停車線的駕駛員準(zhǔn)確判斷，自己是否能在紅燈之前安全越過進(jìn)口停車線，如不能就必須在進(jìn)口停車線之前順次及時(shí)停車，闖紅燈必罰.

各倒計(jì)時(shí)只顯示個(gè)位，留有時(shí)間方便動(dòng)態(tài)修改變動(dòng)控制方案的控制參數(shù).

3 關(guān)鍵點(diǎn)和最短綠燈間隔時(shí)間

用文獻(xiàn)[9-10]方法可使待行區(qū)車道數(shù)成倍大于進(jìn)口車道數(shù). 如圖1.

圖1 一種平面十字交叉口的最優(yōu)渠化方案

關(guān)鍵點(diǎn)為同一沖突區(qū)域中對(duì)于同一放行順序最易發(fā)生沖突的點(diǎn). 文獻(xiàn)[9-10]提出：

存在性定理：在保安全的前提下，Iij必存在最短值Imij，稱為最短綠燈間隔時(shí)間.

3.1 最短綠燈間隔時(shí)間定理

清空始于紅燈初. 在“燈頭讓行燈尾”的法律下，有

Imij=A+max{tci}-min{tej}

(3)

式中：A為黃燈時(shí)間(s)；tci為綠燈i尾車通過清空距離所用時(shí)間(s)；清空距離為綠燈i尾車從其停止線越過關(guān)鍵點(diǎn)所走距離(m)；max{tci}為tci累積分布函數(shù)的85%位值(s)；tej為綠燈j首車通過進(jìn)入距離所用時(shí)間(s)；進(jìn)入距離為綠燈j首車從其停止線到達(dá)關(guān)鍵點(diǎn)所走距離 (m)；min{tej}為tej累積分布函數(shù)的15%位值(s). max{tci}與min{tej}分別對(duì)應(yīng)車速累積分布函數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)min{vci}與max{vej}，可測(cè).

此定理明確：式(3)的Imij能且必能實(shí)現(xiàn)：即使整幅綠燈i尾車在黃燈末時(shí)刻越過停車線，并以速度min{vci}前進(jìn)，也能在整幅綠燈j首車以速度max{vej}到達(dá)關(guān)鍵點(diǎn)之前，安全越過關(guān)鍵點(diǎn). 即使偶爾出現(xiàn)極端情況，“燈頭讓行燈尾”者也不會(huì)久等.

3.2 線后關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)入距離定理

式(3)對(duì)于設(shè)置待行區(qū)的路口依然成立. 二次停車線后關(guān)鍵點(diǎn)的進(jìn)入距離從二次停車線起算，清空距離從進(jìn)口停車線起算.

根據(jù)文獻(xiàn)[9-10]提出的最短綠燈間隔時(shí)間計(jì)算定理，有關(guān)鍵點(diǎn)定理：關(guān)鍵點(diǎn)處的最短綠燈間隔時(shí)間Imij最大.

3.3 推論

對(duì)于沖突區(qū)域的匯合角g，和實(shí)際運(yùn)行車輛的車速累積分布函數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的最小清空速度min{vci}與最大進(jìn)入速度max{vej}：如min{vci}

4 待行區(qū)可不停車定理

4.1 待行區(qū)可不停車定理

設(shè)計(jì)信號(hào)控制方案，可由min{sj}和首車現(xiàn)實(shí)可實(shí)現(xiàn)的最慢車速的平均值vej確定穿越時(shí)間Tj=min{sj}/vej，j=1,2,…,8,對(duì)應(yīng)各框架車流；如綠燈前進(jìn)入時(shí)間小于等于Tj，首車以最慢車速平均值vej行駛，必可在放行期間不停車通過二次停車線.

圖2 交叉區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)

例3：待行區(qū)首車因二次停車線可能停車，并存在燈頭讓行燈尾的任務(wù)，可合理取加速度aej=2 m/s2，速度vej=1.5 m/s(即5.4 km/h)，為安全取max{vej}=2 m/s(即7.2 km/h).

低速的首車更能集中精力安全禮讓各種尾單元，使行人和非機(jī)動(dòng)車更安全.

按圖1渠化，首車速度1.5 m/s，左轉(zhuǎn)待行區(qū)最小長度60 m，Tj=60/1.5=40 s，直行待行區(qū)最小長度48 m，Tj=48/1.5=32 s.

故進(jìn)入待行區(qū)的首車加速時(shí)間t0=vej/aej=1 s；加速距離s0=vejt0/2=1 m，sej小于s0的min{tej}=s1/2，sej大于s0的min{tej}=0.5+sej/2. 清空速度可記為：min{vci}=15 m/s(即54 km/h)，略小于路段最高限速16.7 m/s(即60 km/h).

存在停車時(shí)，出待行區(qū)的首車由二次停車線開始加速，如出口無堵塞，加速度可達(dá)5 m/s2，max{vej}=15 m/s，幾乎等于清空車速. 加速時(shí)間t0=3 s；加速距離s0=22.5 m，當(dāng)sej小于s0的min{tej}=(10 s)1/2/5，sej大于s0的min{tej}=1.5+sej/15.

統(tǒng)一取：非機(jī)動(dòng)車速vnj=4 m/s/h，快速行人速度vpi=1.5 m/s，黃燈時(shí)間A=4 s. 有行閃=4 s.

即使未達(dá)到max{vej}，遵循公式(3)，取max{vej}=15 m/s，綠燈間隔也最安全，從而有進(jìn)入時(shí)間min{tej}=sej/15. 設(shè)車輛皆為標(biāo)準(zhǔn)小汽車，車長6 m，(其他車型可用折減系數(shù)換算).

注意到進(jìn)入待行區(qū)的最大進(jìn)入速度與離開待行區(qū)穿越二次停車線的最大速度可能存在的巨大差異，從而根據(jù)上面的推論，使二次停車線前后沖突區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)位置完全不同.

4.2 關(guān)鍵點(diǎn)位置可變定理

二次停車線前后沖突區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)位置可因進(jìn)入待行區(qū)的進(jìn)入速度取值的巨大差異而完全不同. 相對(duì)各關(guān)鍵點(diǎn)的清空距離和進(jìn)入距離也因此不同.

例4：因max{vej}約為0.13min{vci}，且圖1中作為線前沖突區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)1、2、3、7的匯合角都是鈍角，遠(yuǎn)大于臨界角，故位于進(jìn)入首單元外側(cè)最前端進(jìn)入沖突區(qū)域處的b點(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn)5、11的匯合角小于臨界角82.3度，故位于交通流內(nèi)側(cè)匯合處的c點(diǎn)；而作為線后沖突區(qū)域的關(guān)鍵點(diǎn)4、6、8、9、10、12，因進(jìn)入速度與清空速度相近，則皆位于進(jìn)入首單元外側(cè)最前端進(jìn)入沖突區(qū)域處的b點(diǎn). 如圖1灰色區(qū)域中點(diǎn)1～12所示.

基于上述參數(shù)，據(jù)圖1路口渠化比例，可得各最短綠燈間隔時(shí)間.

文獻(xiàn)[9-10]提出了縮小周期損失時(shí)間的4個(gè)互補(bǔ)技術(shù)，與待行區(qū)相互兼容，故完全可繼承和發(fā)展、應(yīng)用.

分道提速定理：利用路口內(nèi)空間資源，使待行區(qū)車道數(shù)大于對(duì)應(yīng)進(jìn)口車道數(shù)，因分道后續(xù)車輛在進(jìn)口處車速與飽和流量高于前車，可由首車的低速自然逐步提高至最高的清空車速，極大地提高了在進(jìn)口處的車速與飽和流量，降低了綠初損失時(shí)間，提高了路口放行能力.

例5：后續(xù)車輛不擔(dān)心其他車輛、非機(jī)動(dòng)車和行人干擾，無讓行問題；分道使車輛越過路口停車線的時(shí)間距也逐漸縮小，若前7個(gè)分別為6.1、4.9、4.0、3.2、2.6、2.2、2.0 s/pcu，則綠燈初損失時(shí)間為11 s. 待行區(qū)放行23 s后達(dá)正常飽和流率.

5 待行區(qū)最大放行效益定理

無待行區(qū)的放行方案僅是不停車通過待行區(qū)方案的一特例：首車以正常速度行駛. 較無待行區(qū)而言，待行區(qū)所增的放行效益就體現(xiàn)在首車可實(shí)施慢速行駛的程度上；首車取合理最慢車速vej可增待行區(qū)最大放行效益.

此定理意義在于使待行區(qū)與無待行區(qū)方案的放行能力具有了可比參量和優(yōu)化方向.

例6：應(yīng)用文獻(xiàn)[9-10]技術(shù)，可尋找由最小綠燈時(shí)間組成的最小周期整幅配時(shí)框架方案.

各車流最小綠燈時(shí)間{Gmi}：東直Gm1=7 s、西左Gm2=3 s、北直Gm3=8 s、南左Gm4=3 s、西直Gm5=7 s、東左Gm6=3 s、南直Gm7=8 s、北左Gm8=3 s. 最小相容組合{Iij}：I1=9 s、I2=8 s、I2′=8 s、I3=9 s、I4=8 s、I4′=8 s、I5=9 s、I6=8 s、I6′=8 s、I7=9 s、I8=8 s、I8′=8 s.

則不同整幅周期鏈的鏈長皆為55 s，定為周期. 各相位階段時(shí)間：7、3、8、3 s；相位間隔時(shí)間：9、8、9、8 s；如圖3. 因車輛越過路口停車線后再越過二次停車線，需一定行駛時(shí)間. 出口綠燈須亮到?jīng)_突車流首車通過線后的關(guān)鍵點(diǎn). 絕不能因信號(hào)錯(cuò)誤把車輛攔在待行區(qū)內(nèi).

圖3 圖1交叉口周期55 s的信號(hào)組- 時(shí)間序列圖

6 待行區(qū)的最大綠燈前可進(jìn)入時(shí)間與綠燈初損失時(shí)間

綠燈配時(shí)可改變綠前可進(jìn)入時(shí)間定理：影響綠燈前可進(jìn)入時(shí)間的主要是前沖突框架車流綠燈遲斷(早斷)時(shí)間、最短綠燈間隔時(shí)間和累積相位間隔時(shí)間，并由之影響各前沖突非機(jī)動(dòng)車和行人綠燈時(shí)間的擴(kuò)大. 綠燈配時(shí)可改變累積相位間隔時(shí)間，從而改變綠前可進(jìn)入時(shí)間.

例7：如文獻(xiàn)[9-10]，利用綠燈間隔，可計(jì)算圖3中各框架車流的最大綠燈前可進(jìn)入時(shí)間. 左轉(zhuǎn)車可提前31 s進(jìn)入待行區(qū)，差9 s不到40 s；東、西直行車可提前20 s進(jìn)入待行區(qū)，差12 s不到32 s. 南、北直行車可提前19 s進(jìn)入待行區(qū)，差13 s不到32 s. 可不停車通過.

在紅燈倒計(jì)時(shí)的提示下，誘導(dǎo)待行區(qū)首車駕駛員，根據(jù)有限的距離和時(shí)間，可自愿且自主控制車速約為1.5 m/s，并適時(shí)加速；在出口綠燈亮起時(shí)刻，恰好到達(dá)二次停車線，實(shí)現(xiàn)不停車通過.

例8：注意到傳統(tǒng)“黃燈禁行”期間周期小于100 s的無待行區(qū)方案的每周期各框架車流的有效放行時(shí)間總和僅相當(dāng)于1.5個(gè)周期，“黃燈允行”后比值升為1.8. 而本待行區(qū)不停車最小綠時(shí)方案為2×[(20-11)+7+4+(31-11)+3+4]+2×[(19-11)+8+4+(31-11)+3+4]=188 s，相當(dāng)于周期55 s的3.4倍. 與例1比，為其多出的放行能力就是待行區(qū)放行效益.

7 不停車優(yōu)化效果的數(shù)據(jù)例題

不停車優(yōu)化定理：如各待行區(qū)容量足夠大，可優(yōu)化篩選信號(hào)控制系統(tǒng)諸多參數(shù)：如由最小綠燈時(shí)間組成的最小周期整幅配時(shí)框架方案的某些綠前可進(jìn)入時(shí)間不能達(dá)到穿越時(shí)間Tj，通過增加某直行綠燈時(shí)間可等量增加對(duì)向左轉(zhuǎn)的綠前可進(jìn)入時(shí)間和周期長度，通過增加某左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)間可等量增加左側(cè)進(jìn)口直行的綠前可進(jìn)入時(shí)間及周期長度，也增加待行區(qū)放行效益與周期的比值；如某些綠前可進(jìn)入時(shí)間超過對(duì)應(yīng)穿越時(shí)間Tj，可延遲進(jìn)入時(shí)間到等于Tj，確保首車能不停車通過二次停車線；此延遲不能縮小周期長度；如所有綠前可進(jìn)入時(shí)間都已等于對(duì)應(yīng)的穿越時(shí)間Tj，則每周期待行區(qū)不停車效益已最大，再增周期長度就會(huì)降低待行區(qū)不停車效益與周期長度的比值；在不停車通過各待行區(qū)的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化篩選諸多參數(shù)，包括最小相容組合參數(shù)等，使待行區(qū)放行效益/周期的比值最大.

例9：因圖3由最小綠燈時(shí)間組成的最小周期整幅配時(shí)框架方案的各綠前可進(jìn)入時(shí)間皆不能達(dá)到Tj，故可適當(dāng)增大綠燈時(shí)間，使各車流綠燈時(shí)間{Gi}分別為：東直G1=16 s、西左G2=16 s、北直G3=17 s、南左G4=15 s、西直G5=16 s、東左G6=16 s、南直G7=17 s、北左G8=15 s. 使直行各綠前進(jìn)入時(shí)間皆為32 s，左轉(zhuǎn)提前進(jìn)入時(shí)間皆為40 s，皆達(dá)到對(duì)應(yīng)的Tj；周期達(dá)到98 s. 配時(shí)框架方案如圖4.

圖4 圖1交叉口周期98 s的框架車流信號(hào)組- 時(shí)間序列圖

例10：增加綠前進(jìn)入時(shí)間，需驗(yàn)證待行區(qū)動(dòng)態(tài)容量，不能溢出. 查各pcu動(dòng)態(tài)空間距若平均12 m，則左轉(zhuǎn)待行區(qū)3車道可容納14個(gè)pcu；直行待行區(qū)4車道可容納16個(gè)pcu；大于可進(jìn)入量，確無溢出.

例11：除去待行區(qū)放行的綠初損失時(shí)間11 s，每周期待行區(qū)框架車流各進(jìn)口的有效放行時(shí)間總和可達(dá)2×[(32-11)+16+4+(40-11)+16+4]+2×[(32-11)+17+4+(40-11)+15+4]=360 s，相當(dāng)于周期98 s的3.7倍. 與例1比，提高通行能力1倍多.

8 結(jié)論

本文應(yīng)用文獻(xiàn)[9-10]的精細(xì)化技術(shù)，拓展了待行區(qū)技術(shù)的圖1渠化極限長度和車道數(shù).

1) 不僅消除了文獻(xiàn)[6]所述待行區(qū)的種種弊端，而且發(fā)掘出待行區(qū)技術(shù)具有的巨大放行效益，可改善、推廣待行區(qū)技術(shù).

2) 通過11層次數(shù)據(jù)例，結(jié)合首車駕駛員和合理的極限低速，明確了極限綠前可進(jìn)入時(shí)間，證實(shí)了不停車優(yōu)化定理和最大放行效益定理.

3) 不停車通過待行區(qū)，有助避免交通傷害、緩解交通擁堵和尾氣、噪聲污染；可登峰造極，成倍增加路口乃至路網(wǎng)通行能力和放行效率，相當(dāng)于再建個(gè)城市地面路網(wǎng).

認(rèn)識(shí)世界的目的是改造世界. 每周期的首車合理最低速的待行區(qū)不停車技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益巨大，應(yīng)用需求迫切，推廣前景廣闊. 已經(jīng)申請(qǐng)專利，具有中國完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)[5，9]. 性價(jià)比高，綠色環(huán)保可持續(xù)；時(shí)間和空間資源的浪費(fèi)是不可彌補(bǔ)的，應(yīng)搶先推廣、應(yīng)用.

[1] 吳兵, 李曄. 交通管理與控制[M]. 北京: 人民交通出版社, 2009.

[2] 全永燊, 城市交通控制[M]. 北京: 人民交通出版社, 1989.

[3] 2011—2020年道路安全行動(dòng)十年全球計(jì)劃. 聯(lián)合國大會(huì)在2010年3月通過的A/RES/64/255號(hào)決議[EB/OL]. http:∥www.who.int/roadsafety/decade_of_action/zh/.

[4] 王茜, 王大海. 按半幅路權(quán)進(jìn)行路口交通流分離的方法和交通信號(hào)機(jī)[P]. CN201010103079. 2.

[5] 王大海. 多相位平面交叉路口的交通信號(hào)控制系統(tǒng)(已獲權(quán))[P]. ZL 200520011383. 9.

[6] 王殿海, 李麗麗, 陳永恒. 機(jī)動(dòng)車左彎待轉(zhuǎn)區(qū)設(shè)置的臨界條件[J]. 公路交通科技, 2009, 26(11): 132-135.

[7] 宗二凱, 邵長橋. 設(shè)有待行區(qū)的左轉(zhuǎn)車道通行能力計(jì)算方法研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 33(10): 64-68.

[8] 倪穎, 李克平, 徐洪峰. 信號(hào)交叉口機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)待行區(qū)的設(shè)置研究[J]. 交通與運(yùn)輸, 2006(B12): 32-36.

[9] 王大海, 王茜. 可具有負(fù)系統(tǒng)損失時(shí)間的動(dòng)態(tài)信號(hào)控制系統(tǒng)的控制方法[P]. 專利申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)文件101010103079. 2；交通信號(hào)控制系統(tǒng)、設(shè)計(jì)方法和特殊設(shè)備, 國際專利[P], 申請(qǐng)?zhí)朠CT/CN2011/070879.

[10] 王大海, 王茜. 周期損失時(shí)間L進(jìn)入負(fù)值的精細(xì)化最優(yōu)自適應(yīng)交通信號(hào)控制[A]. 第九屆中國智能交通年會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì). 第九屆中國智能交通年會(huì)優(yōu)秀論文集[C], 北京: 電子工業(yè)出版社, 2014: 191-200.

Optimization of the Traffic Signal Fine Control for Passing Through the Waiting Area Without Any Stop

WANG Da-hai1， WANG Qian2

(1.Beijing HHB Sci.& Tech Co. Ltd., Beijing 100022； 2.China Mobile Group Beijing Co. Ltd., Beijing 100007)

For the intersection with waiting areas,Tjjcan be calculated based on the distancesnfrom the stop line to the second stop line, and the first slowest bus speedvej; if the first bus enters the intersection at mostTjbefore the next green and runs at the slowest speedvej, it will be able to go through the waiting area without any stop; this would eliminate the two types of starting time loss,reduce fuel consumption and brake noise, and improve the air quality; And the intersection with waiting area can be interconnected with the adjacent intersections to facilitate progression, and this will increase intersection capacity. Based on the empirical data analysis,the ratio of the waiting area without stop benefit to the cycle reaches the maximum when the first bus enters the intersectionTjbefore the beginning of the next green. Further analyses show that, the sum of the effective release time of waiting area for eight frame works of traffic is 3.86 times the cycle length. This new method is proven to increase the capacity of the intersection significantly.

waiting area； release time loss； no stop； traffic capacity； improved air quality

10.13986/j.cnki.jote.2015.01.010

2014- 10- 13.

王大海(1948—)，男，研究員，研究方向?yàn)榻煌ㄐ盘?hào)控制的優(yōu)化和自適應(yīng). E-mail:Wang6dh@163.com.

U 491.9+2； U 491.2+65

A

1008-2522(2015)01-52-06