馬亞鋒，劉 瀾

(西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川成都610030)

干線局部擁堵的綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略

馬亞鋒，劉 瀾

(西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川成都610030)

中國(guó)城市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量快速上升，導(dǎo)致交通需求與供給之間的矛盾日益突出，城市交通擁堵日益嚴(yán)重。針對(duì)干線局部擁堵提出綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略。其原理是：通過(guò)綠波帶控制，利用下游交叉口和路段，對(duì)瓶頸交叉口的擁堵車(chē)流進(jìn)行快速疏散和卸載；通過(guò)紅波帶控制，運(yùn)用上游交叉口和路段的空間優(yōu)勢(shì)，有效地將到達(dá)瓶頸交叉口的車(chē)流分別截流在上游的交叉口和路段，延長(zhǎng)其到達(dá)瓶頸交叉口的行程時(shí)間，以防止瓶頸交叉口的擁堵蔓延和上溯。選擇交叉口進(jìn)口道協(xié)調(diào)相位飽和度和路段排隊(duì)長(zhǎng)度比作為評(píng)估指標(biāo)，討論協(xié)調(diào)控制策略的啟動(dòng)與結(jié)束條件。通過(guò)交叉口關(guān)聯(lián)度模型分析協(xié)調(diào)控制的范圍，并對(duì)協(xié)調(diào)控制的綠波帶和紅波帶進(jìn)行控制方案設(shè)計(jì)。算例分析表明，綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略可以明顯降低車(chē)輛在干線交叉口上的平均停車(chē)次數(shù)(-15%)和平均延誤(-27%)，提高干線交通運(yùn)行效率。

城市交通干線；局部擁堵；綠波帶；紅波帶；協(xié)調(diào)控制策略

0 引言

交通擁堵已成為困擾和限制大城市發(fā)展的重要因素之一，因擁堵而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境損失也在逐年上升。干線道路作為城市交通通行的大動(dòng)脈，具有等級(jí)高、運(yùn)行速度快、通行能力大等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)交通的集散和疏導(dǎo)具有非常重要的意義。確保干線通暢運(yùn)行，避免和減緩干線交通擁堵是城市交通正常運(yùn)行的重要保障。在交通量大的情況下，尤其是早晚高峰時(shí)段，大量車(chē)輛不斷進(jìn)入干線道路，容易在關(guān)鍵交叉口或者瓶頸交叉口排隊(duì)累積形成擁堵，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)纤菀绯?，阻斷和延緩本向和相交方向的?chē)輛通行，極大地降低交通網(wǎng)絡(luò)的通行效率。此時(shí)原有的信號(hào)配時(shí)不僅無(wú)法適應(yīng)和緩解擁堵，反而會(huì)加劇擁堵向更大范圍蔓延，需要針對(duì)干線道路交通狀況，開(kāi)發(fā)更加有效的控制策略和方法，防止擁堵蔓延，降低交叉口排隊(duì)溢出的可能性。

瓶頸交叉口之所以容易發(fā)生擁堵，是因?yàn)檐?chē)輛的到達(dá)流率大于離開(kāi)流率，無(wú)法在一個(gè)正常的綠燈時(shí)間內(nèi)放空交叉口累積的全部車(chē)輛。滯留車(chē)輛隨著每個(gè)周期進(jìn)行累積，形成排隊(duì)甚至溢出到上游交叉口的現(xiàn)象，影響本向和相交方向車(chē)輛通行，加劇交通擁堵。而解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于積極增加下游車(chē)流卸載能力并降低上游車(chē)輛的到達(dá)流率。本文研究以綠波帶和紅波帶協(xié)調(diào)控制方法緩解瓶頸交叉口的擁堵，避免和減少其上溯可能引起的局部擁堵。

1 研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)干線交通擁堵的管理和控制進(jìn)行了大膽的嘗試和細(xì)致的研究。文獻(xiàn)[1]研究綠燈相位下飽和流和非飽和流的特征，通過(guò)對(duì)車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度和相位差的研究生成擁堵控制策略。文獻(xiàn)[2]考慮到干線道路高峰小時(shí)的潮汐現(xiàn)象，設(shè)計(jì)用于擁堵條件下分方向的公交優(yōu)先控制策略，可以有效提高公共汽車(chē)運(yùn)行效率。文獻(xiàn)[3]通過(guò)進(jìn)行連續(xù)的時(shí)間和空間維度上的駕駛?cè)诵袨榉抡?，采用多目?biāo)、多智能體的信號(hào)控制結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生擁堵控制策略，可以有效降低車(chē)輛的延誤和排隊(duì)上溯。文獻(xiàn)[4]引入元胞自動(dòng)機(jī)模型，考察SynChro綠波控制下車(chē)輛排隊(duì)的演變，得出綠波控制的核心在于車(chē)輛(車(chē)隊(duì))的速度控制，減少車(chē)輛之間的速度差；文獻(xiàn)[5]通過(guò)對(duì)車(chē)輛速度的研究得出綠波系統(tǒng)的車(chē)速控制可以使車(chē)輛運(yùn)行軌跡更順暢，同時(shí)有利于減少尾氣排放。文獻(xiàn)[6]提出以擁堵地點(diǎn)為終點(diǎn)，向上游設(shè)置紅波帶控制模型，對(duì)駛向擁堵點(diǎn)的車(chē)流進(jìn)行截留處理，以緩解擁堵。文獻(xiàn)[7]提出干線道路局部擁堵的紅波帶控制策略并進(jìn)行了流程和控制參數(shù)設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[8]研究了干線交叉口的截留卸載設(shè)計(jì)對(duì)中心區(qū)交叉口交通壓力的緩解作用，以保山市正陽(yáng)路為例進(jìn)行實(shí)例分析，取得較好效果。

學(xué)者和科研機(jī)構(gòu)也開(kāi)發(fā)了交通控制系統(tǒng)和優(yōu)化軟件應(yīng)用于干線交通擁堵控制中。典型的軟件包括：SynChro根據(jù)交通狀態(tài)劃分，在擁堵條件下采用事先設(shè)定的相位差，為排隊(duì)方向提供負(fù)向相位差或縮小周期以緩解擁堵[9]；TRANSYT-7F系統(tǒng)提出針對(duì)干線交通擁堵的聯(lián)動(dòng)控制方法，采用逐步模擬的方式對(duì)交通擁堵?tīng)顩r進(jìn)行模擬分析并產(chǎn)生控制方案[10]；SCOOT系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)器的合理設(shè)定來(lái)檢測(cè)交通擁堵的發(fā)生，在處理干線交通擁堵問(wèn)題時(shí)，采用小增量尋優(yōu)方法形成控制策略[11]；SCATS系統(tǒng)根據(jù)干線交通狀態(tài)，按照各相位飽和度相等或接近的原則，通過(guò)調(diào)整各個(gè)相位的綠信比，增加擁堵相位的綠燈通行時(shí)間來(lái)緩解擁堵[12]。

已有的大部分研究成果主要是在交叉口滿足排隊(duì)長(zhǎng)度約束下，通過(guò)改變交叉口的配時(shí)方案和設(shè)置不同交叉口之間的綠燈相位差，使車(chē)流盡快通過(guò)交叉口(群)，將上游的車(chē)輛盡快疏散到下游，從而達(dá)到疏散擁堵的目的。也有部分學(xué)者提出采用紅波控制方法來(lái)緩解擁堵，但是只針對(duì)單個(gè)交叉口擁堵的情況，沒(méi)有充分考慮多個(gè)交叉口擁堵及支線競(jìng)爭(zhēng)相位的擁堵控制問(wèn)題。根據(jù)干線控制的原理和實(shí)踐可知，干線控制主要適用于中等及中等以下的交通量，在擁堵條件下控制效果欠佳，因?yàn)槠浔举|(zhì)是犧牲支線競(jìng)爭(zhēng)相位的綠燈時(shí)間以滿足干線的快速通行，實(shí)際上干線除關(guān)鍵交叉口以外其他交叉口的綠燈時(shí)間均較為充裕。在交通量較大的情況下，干線控制不僅會(huì)導(dǎo)致支線由于通行時(shí)間不足而產(chǎn)生擁堵，也會(huì)導(dǎo)致干線上的局部擁堵(一般發(fā)生在關(guān)鍵交叉口，本文統(tǒng)稱(chēng)為“瓶頸交叉口”)，而干線局部擁堵必然會(huì)壓縮通行帶的寬度，降低通行帶的通過(guò)能力，導(dǎo)致滯留車(chē)輛的累積，加劇交通擁堵上溯溢出。因此，在干線局部擁堵情況下，應(yīng)綜合考慮下游卸載能力和上游截流能力，通過(guò)設(shè)置綠波帶和紅波帶的方法疏解擁堵交叉口。

2 綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制原理與實(shí)施流程

2.1 基本原理

綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略是以發(fā)生擁堵的瓶頸交叉口為中心，建立向下游的綠波帶和向上游的紅波帶控制系統(tǒng)，使向下游行駛的車(chē)輛盡量順暢地通過(guò)下游路段和交叉口，增大瓶頸的通過(guò)能力；同時(shí)使上游車(chē)輛在到達(dá)瓶頸交叉口之前在上游交叉口多次停車(chē)，增加上游車(chē)輛到達(dá)瓶頸交叉口的行程時(shí)間，間接地降低瓶頸交叉口的交通到達(dá)流率(見(jiàn)圖1)。在減少上游流入率的同時(shí)增加下游的流出率，以達(dá)到減輕瓶頸交叉口交通壓力、緩解干線交通擁堵的目的。其核心思想是將下游卸載和上游截流相結(jié)合，預(yù)防瓶頸交叉口交通擁堵的擴(kuò)散和上溯，利用干線上多個(gè)交叉口和多條路段組成的系統(tǒng)疏解擁堵，避免只對(duì)擁堵交叉口進(jìn)行疏導(dǎo)的傳統(tǒng)方法的局限性。雖然綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略會(huì)增加上游車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)，但是并不一定會(huì)增加上游車(chē)輛和協(xié)調(diào)范圍內(nèi)車(chē)輛的交通延誤。紅波帶控制策略只是將瓶頸交叉口的多個(gè)周期停車(chē)排隊(duì)轉(zhuǎn)化為多個(gè)上游交叉口的單周期停車(chē)排隊(duì)，同時(shí)還可以避免擁堵的惡化。

2.2 實(shí)施流程

實(shí)施綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略之前，首先應(yīng)判斷干線上各個(gè)交叉口的交通狀態(tài)以決定是否啟用綠波帶與紅波帶控制策略，接著確定控制范圍和啟動(dòng)時(shí)機(jī)，計(jì)算控制參數(shù)，得出協(xié)調(diào)控制方案。在控制方案運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通狀態(tài)的變化，檢驗(yàn)控制方案的效果并進(jìn)行優(yōu)化；當(dāng)瓶頸擁堵解決后恢復(fù)原有交通控制方案，以提高交通運(yùn)行效率(見(jiàn)圖2)。

2.3 啟動(dòng)與結(jié)束條件

評(píng)估干線上的瓶頸交叉口，一方面需要考慮其在綠燈時(shí)間的通過(guò)能力，主要反映當(dāng)前交叉口的疏解能力；另一方面需要考慮其上游連接路段的容納能力，可以反映瓶頸交叉口對(duì)上游來(lái)車(chē)的緩沖能力。本文選用交叉口進(jìn)口道協(xié)調(diào)相位飽和度SCP(Saturation of Coordinated Phase)[7,13]和路段排隊(duì)長(zhǎng)度比QR(Ratio of Queue Length on Segments)[14]分別對(duì)瓶頸交叉口的疏解能力和緩沖能力進(jìn)行評(píng)估?？紤]到對(duì)交通擁堵的預(yù)測(cè)作用、交通的不均衡性和上游交叉口的右轉(zhuǎn)交通(中國(guó)不控制右轉(zhuǎn)交通)，對(duì)選取的兩個(gè)指標(biāo)分別預(yù)留一定的富余空間。

圖1 綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制原理Fig.1 Principle of coordinated control of green wave and red wave band

通常飽和度為80%～90%時(shí)，交叉口可以獲得較好的運(yùn)行條件；當(dāng)達(dá)到100%時(shí)，擁堵已形成并且會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速蔓延導(dǎo)致交通環(huán)境惡化。因此，本文認(rèn)為交叉口進(jìn)口道協(xié)調(diào)相位飽和度臨界值取90%較為合適。對(duì)于路段排隊(duì)長(zhǎng)度比的臨界值，考慮路段對(duì)上游車(chē)輛的緩沖作用和瓶頸交叉口進(jìn)口道排隊(duì)車(chē)輛在綠燈放行時(shí)的疏散時(shí)間，取0.85。

綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略啟動(dòng)與結(jié)束的條件應(yīng)該綜合上述兩個(gè)指標(biāo)。當(dāng)檢測(cè)到SCP≥0.9且QR≥0.85時(shí)，達(dá)到啟動(dòng)時(shí)機(jī)，計(jì)算協(xié)調(diào)控制方案，實(shí)施協(xié)調(diào)控制并實(shí)時(shí)優(yōu)化。啟動(dòng)之后，當(dāng) SCP＜0.9且QR＜0.85時(shí)，達(dá)到綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略的結(jié)束閾值，認(rèn)為交通擁堵已得到有效緩解，結(jié)束協(xié)調(diào)控制策略，恢復(fù)原有控制方案。

2.4 協(xié)調(diào)控制范圍

綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制需要確定合理的控制范圍。一方面可以避免范圍過(guò)小無(wú)法有效地對(duì)交通流進(jìn)行截流和卸載，導(dǎo)致在擁堵疏散和控制中的局限性。同時(shí)，也可以避免控制范圍過(guò)大，將與瓶頸交叉口擁堵方向不太相關(guān)的路段和交叉口一并劃入，增加控制難度，無(wú)法及時(shí)有效地實(shí)現(xiàn)交通擁堵控制和疏散效果。因此，選擇合適的控制范圍對(duì)協(xié)調(diào)控制策略的實(shí)施和交通擁堵的控制至關(guān)重要。

采用美國(guó)《統(tǒng)一交通控制設(shè)施手冊(cè)》(Manual on Uniform Traffic Control Devices,MUTCD)[15]中的模型計(jì)算交叉口關(guān)聯(lián)度。

式中：I為交叉口關(guān)聯(lián)度；t為從上游交叉口到達(dá)下游交叉口的行程時(shí)間/s；n為上游交叉口的車(chē)輛駛?cè)敕种?shù)(交叉口路段數(shù)-1)/輛；qmax為上游交叉口主線方向的最大流率/(輛·h-1)；qi為上游交叉口i到達(dá)下游交叉口的流率/(輛·h-1)。該手冊(cè)認(rèn)為當(dāng)I≥0.4時(shí)，兩個(gè)交叉口之間具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。參考該手冊(cè)，本文選取關(guān)聯(lián)交叉口作為控制范圍的原則為：

1）干線上與瓶頸交叉口相鄰的交叉口直接劃入控制范圍；

2） 上游交叉口 I≥0.4且 QR＜0.85時(shí)，選擇其作為紅波控制交叉口，下游交叉口I≥0.4時(shí)，選擇其作為綠波控制交叉口；

3）考慮到實(shí)際的計(jì)算量和控制成效，當(dāng)上、下游控制交叉口數(shù)量均達(dá)到5個(gè)時(shí)，達(dá)到控制范圍上限，不再選取新的控制交叉口。

3 協(xié)調(diào)控制策略及方案設(shè)計(jì)

在干線協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中，所有交叉口采用一個(gè)信號(hào)周期，稱(chēng)為公共周期，其來(lái)源是干線協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中全部交叉口的最大周期；各交叉口規(guī)定某一方向?yàn)閰f(xié)調(diào)方向，產(chǎn)生協(xié)調(diào)相位；沿著協(xié)調(diào)方向相鄰的兩個(gè)交叉口的綠燈或紅燈起點(diǎn)時(shí)間差為相對(duì)相位差，各交叉口的綠燈或紅燈起點(diǎn)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)交叉口的時(shí)間差為絕對(duì)相位差。設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)時(shí)要調(diào)查收集各交叉口的交通數(shù)據(jù)，對(duì)公共周期、各交叉口的綠信比和相位差進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

在方案設(shè)計(jì)時(shí)，假設(shè)已知干線上控制范圍內(nèi)所有交叉口和路段的幾何參數(shù)和交通流數(shù)據(jù)，瓶頸交叉口的位置、各路段上車(chē)輛的行程速度及原有的信號(hào)控制方案。

3.1 下游綠波帶設(shè)計(jì)

如圖3所示，0號(hào)交叉口是干線上的瓶頸交叉口，自西向東方向發(fā)生擁堵，需協(xié)調(diào)下游的1，2，3，4號(hào)交叉口。

3.1.1 公共周期

式中：Li為第i個(gè)交叉口的周期損失時(shí)間/s，等于其各相位的損失時(shí)間之和；Yi為第i個(gè)交叉口各相位的總交通量。

依據(jù)各交叉口的交通流參數(shù)，采用單點(diǎn)信號(hào)控制計(jì)算方法，求出各交叉口的最佳信號(hào)周期和綠信比，選取與原有公共周期接近或者比原有公共周期略大的信號(hào)周期作為最終的公共周期C。其中，采用韋伯斯特法計(jì)算最佳周期

3.1.2 綠波帶相位差

在圖3中設(shè)置從0到4號(hào)交叉口的綠波帶協(xié)調(diào)控制，計(jì)算其相鄰交叉口的相位差

3.1.3 相位差修正

考慮到交叉口排隊(duì)車(chē)輛和上游競(jìng)爭(zhēng)相位的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車(chē)流的駛?cè)耄绻凑绽硐氲南辔徊钸M(jìn)行設(shè)置，協(xié)調(diào)相位的交通流到達(dá)時(shí)已有部分車(chē)輛排隊(duì)通行，影響綠波帶通行效率。因此，可以對(duì)下游交叉口協(xié)調(diào)相位設(shè)置一個(gè)提前量，提前將排隊(duì)車(chē)輛清出進(jìn)口道，從而當(dāng)協(xié)調(diào)相位車(chē)流到達(dá)時(shí)，可以直接通行。應(yīng)用提前量修正后的相位差

圖2 實(shí)施流程Fig.2 Practice framework

圖3 下游綠波帶交通控制示意Fig.3 Downstream green wave control strategy

式中：Oi→j為修正后相鄰交叉口i與交叉口j之間的相位差/s；ter為相位差提前量/s；為下游交叉口 j每周期排隊(duì)車(chē)輛數(shù)平均值/pcu，可由統(tǒng)計(jì)得出；S為下游交叉口 j協(xié)調(diào)相位的飽和流率/(pcu·h-1)。

3.2 上游紅波帶設(shè)計(jì)

如圖4所示，0號(hào)交叉口是干線上的瓶頸交叉口，自西向東方向發(fā)生擁堵，需協(xié)調(diào)上游的1，2，3，4號(hào)交叉口。采用紅波信號(hào)控制系統(tǒng)，通過(guò)交通控制設(shè)施對(duì)交通流進(jìn)行分解和截流。紅波帶控制策略中每組相鄰的交叉口形成一個(gè)截流系統(tǒng)，是一個(gè)離散控制系統(tǒng)，與綠波帶控制策略的連續(xù)性具有很大差異。

紅波帶的公共周期采用公式(2)中所得的公共周期C。其上游交叉口i的綠燈啟亮?xí)r刻與相鄰的下游交叉口 j的紅燈啟亮?xí)r刻之間的時(shí)間差(Time Gap,TG)恰好為車(chē)流從上游交叉口i到下游交叉口 j的行程時(shí)間

圖4 上游紅波帶交通控制示意Fig 4 Upstream red wave control strategy

相應(yīng)的紅燈啟亮相位差分以下3種情況進(jìn)行討論：

1） TGi→j＜Gi＜C ，即車(chē)流從上游交叉口i到下游交叉口 j的行程時(shí)間小于上游交叉口i的綠燈時(shí)間Gi，此時(shí)紅燈啟亮相位差

2） Gi＜TGi→j＜C ，即車(chē)流從上游交叉口i到下游交叉口 j的行程時(shí)間大于上游交叉口i的綠燈時(shí)間，同時(shí)小于公共周期，此時(shí)紅燈啟亮相位差

3） TGi→j＞C，即車(chē)流從上游交叉口i到下游交叉口 j的行程時(shí)間大于公共周期，此時(shí)紅燈啟亮相位差

綜合上述分析可得，紅波帶控制策略中相鄰兩個(gè)交叉口之間的紅燈啟亮相位差

關(guān)于紅波帶控制中的綠燈時(shí)間，在保證競(jìng)爭(zhēng)相位的車(chē)輛順暢通行的條件下，采用反饋策略進(jìn)行設(shè)置。在下游路段上距離下游交叉口85%處設(shè)置檢測(cè)器，當(dāng)檢測(cè)到此處有排隊(duì)停車(chē)時(shí)，即認(rèn)為此路段及其下游交叉口已趨于飽和。向上反饋至上游交叉口切換相位，中止上游交叉口的綠燈放行，以預(yù)防下游擁堵蔓延和上溯。

4 算例分析

如圖1所示的交通干線，初始采用綠波帶交通控制，綠波帶速度為40km·h-1。在某一時(shí)刻，交叉口A產(chǎn)生擁堵，達(dá)到協(xié)調(diào)控制策略啟動(dòng)條件，同時(shí)設(shè)上游來(lái)車(chē)流率不變，計(jì)算綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制前后車(chē)輛在路徑C→B→A→D→E上各交叉口的平均停車(chē)次數(shù)及平均延誤，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可得，采用協(xié)調(diào)控制策略后，上游交叉口車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)和延誤均有所增加，但是干線上的平均停車(chē)次數(shù)由5.3次降至4.5次，下降15%；平均延誤從196.8 s降至143.6 s，下降27%?？梢?jiàn)，此協(xié)調(diào)控制策略可以明顯降低車(chē)輛在局部擁堵干線上的停車(chē)次數(shù)和交通延誤。

表1 各交叉口協(xié)調(diào)控制前后平均停車(chē)次數(shù)及平均延誤對(duì)比Tab.1 Comparison of stop times and average delay at each intersection before and after implementing coordinated control

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)城市交通干線局部擁堵條件下的交通預(yù)防、控制與疏導(dǎo)問(wèn)題，提出綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略。旨在通過(guò)綠波帶控制，利用下游交叉口和路段，對(duì)瓶頸交叉口的擁堵車(chē)流進(jìn)行快速疏散和卸載；同時(shí)通過(guò)紅波帶控制，運(yùn)用上游交叉口和路段的空間優(yōu)勢(shì)，有效地將到達(dá)交叉口的車(chē)流分別截流在上游交叉口和路段上，延長(zhǎng)其到達(dá)瓶頸交叉口的行程時(shí)間，以防止瓶頸交叉口的擁堵蔓延和上溯。

算例分析表明，綠波帶與紅波帶協(xié)調(diào)控制策略可以明顯降低車(chē)輛在干線交叉口的停車(chē)次數(shù)(-15%)和交通延誤(-27%)，提高干線交通運(yùn)行效率，具有一定的實(shí)用性和可行性。該方法操作性強(qiáng)、簡(jiǎn)單快捷，可應(yīng)用于城市路網(wǎng)中干線交通局部擁堵的管理與控制。

本研究的不足之處在于對(duì)上游交叉口的交通狀態(tài)考慮較少，只簡(jiǎn)單通過(guò)在交叉口上游路段85%處設(shè)置檢測(cè)器來(lái)判斷，可能會(huì)使上游交叉口產(chǎn)生擁堵。其次，缺乏對(duì)紅波帶設(shè)置后交通流向其他路段和方向轉(zhuǎn)移的分析，后續(xù)將著重開(kāi)展相關(guān)研究。

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Coordinated Control of Green Wave and Red Wave Band for Arterials

Ma Yafeng,Liu Lan
(School of Transportation&Logistics,Southwest Jiaotong University,Chengdu Sichuan 610030,China)

With the significant increasing of motor vehicles ownership across Chinese cities,the contradiction between the travel demand and supply becomes more and more prominent,which makes urban traffic congestion deterioration.A coordinated control strategy of green wave and red wave band is thus proposed for mitigating traffic congestion on arterials in this paper.It is designed to use green wave band for utilizing the capacity of downstream intersections and segments to discharge the congested traffic at the bottleneck intersections,in the meantime,to use red wave band for utilizing the space on upstream intersections and segments to hold the traffic approaching bottleneck intersections.The paper further selects saturation of coordinated phase and ratio of queue length as indicators for controlling activation and termination of proposed strategy.Then,a relation model is adopted to explore the workable range of proposed methodology.The results show that coordinated control strategy is able to reduce the average number of stops by 15%and delays by 27%.

urban arterials;local congestion;green wave band;red wave band;coordinated control strategies

1672-5328（2017）01-0066-06

U491.5+4

A

10.13813/j.cn11-5141/u.2017.0110

2015-01-01

馬亞鋒(1988—)，男，陜西咸陽(yáng)人，在讀博士研究生，主要研究方向：交通擁堵。E-mail:mayafeng1988@126.com