諸葛雪玉

(河海大學土木與交通學院，江蘇 南京 210098)

1 概述

陳群和晏克非考慮公交優(yōu)先，并從我國城市交叉口的交通特征出發(fā)對城市交叉口信號配時作了研究[1]。路慶昌等從交叉口的總體效益出發(fā)，以乘客人均延誤最小為目標，以飽和度、短周期、最小綠燈時間為約束條件，提出了公交優(yōu)先周期優(yōu)化模型[2]；Li等人針對乘客延誤和延誤離散程度，制定了信號協(xié)調控制方法，并對交叉口信號配時進行優(yōu)化，并采用VISSIM仿真驗證了模型的可行性[3]。吳志周等人在固定式信號配時方案下，以車均延誤為優(yōu)化目標，建立了停靠站最佳布置位置的選擇模型，并對交叉口和?？空镜慕M合進行實例計算分析，得出信號協(xié)調控制方案下的?？空咀罴巡贾梅桨?，降低了車輛延誤，并且通過VISSIM仿真驗證了模型計算結果[4]。

雖然在交叉口處對公交車輛實施信號優(yōu)先，但是由于交叉口通行特征復雜，特別是很多?？空疽苍O置在交叉口進出口道上，這些?？空?尤其是交叉口下游公交?？空?將會限制交叉口公交通行效率。如果上一相位的公交車輛未能在下游?？空纠帽局芷诘募t燈時間完成乘客上下客服務，綠燈啟亮后，新的公交車輛到達?？空竞笮枰抨牭却M行服務,嚴重時影響社會車輛進入交叉口。這在極大程度上降低了交叉口的通行效率，增加了公交停靠站的乘客候車時間。更重要的是，嚴重影響了公交車輛的服務水平與準點率。因此需要從?？空镜慕嵌瘸霭l(fā)，重點分析下游站點對交叉口交通的影響，研究公交優(yōu)先信號配時方法。

2 公交信號配時優(yōu)化模型建立

在下游公交溢出影響研究基礎上，假設只有一個進口道設置停靠站的交叉口進行公交信號配時優(yōu)化。以交叉口的人總延誤最小為優(yōu)化目標，以避免相位過飽和和最小綠燈時間為約束條件，建立信號配時優(yōu)化模型，調整公交優(yōu)先相位的綠燈時間。

目標函數(shù)為：

(1)

式中：D——交叉口人總延誤；

Pt——公交車平均載客量,per；

ds——站點公交乘客延誤；

xij——相位i的j進口方向飽和度；

λi——i相位綠信比；

C——周期長度,s；

gmini——i相位對應的最小綠燈時間,s。

對社會車和公交車的平均延誤采用韋伯斯特延誤模型，則有：

(2)

3 實例分析驗證

3.1 交叉口交通條件

選取江東北路—清涼門大街交叉路口作為仿真對象。如圖1所示為實驗路段的交叉口布局以及相位設置情況。江東北路—清涼門交叉路口為四相位的十字交叉口，東、西、南、北四個進口道各自設有5條車道，分別為1條右轉車道、2條直行車道以及2條右轉車道。其中南北進口道最右側的直行車道均為公交專用道。本實驗選取的公交?？空緸槟线M口道對應的下游?？空荆送？空驹O有7條公交線路。

對交叉口工作日晚高峰(17:00 PM～18:00 PM)進行交通量調查，流量數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 交叉口交通流特性表

通過統(tǒng)計得到不同線路公交車在站平均消耗時間及乘客占有率，如表2所示。

表2 不同線路公交車平均在站消耗時間及乘客占有率

圖2為該交叉口原始信號配時方案，其中公交相位與南北進口道直行相位屬同一相位。因為四個進口道的右轉方向均設有右轉專用道與右轉專用相位，所以忽略右轉方向。

3.2 信號配時優(yōu)化

南北直行相位為本研究的優(yōu)化相位，根據(jù)HCM2000推薦得到交叉口的飽和流率為1 700 pcu/h/l，公交專用道的通行能力為850 pcu/h/l。根據(jù)實驗研究人員觀測得到社會車輛的平均載客率

為1.8人/輛，公交車輛的平均載客率為26人/輛。假設最小綠燈時間為14 s，計算可得綠燈延長最大時間為13 s。

在約束條件的控制下，對控制目標函數(shù)進行試算，進行綠信比的調整。優(yōu)化后交叉口信號配時如圖3所示。

由延誤公式計算得到信號優(yōu)化前后交叉口的人總延誤，如表3所示。

表3 優(yōu)化前后人總延誤對比表 s

從表3中數(shù)據(jù)分析得到，通過對公交信號優(yōu)先控制，人總延誤降低2.4%。由此說明本文提出的優(yōu)化方法對公交信號優(yōu)先控制有一定的效果，在一定程度上提高了乘客的出行效率。

3.3 仿真結果分析

借助調查數(shù)據(jù)進行VISSIM仿真，由車速和通行能力統(tǒng)計數(shù)據(jù)定義路段的交通屬性，確定交通流輸入情況。并結合信號相位統(tǒng)計情況，通過仿真數(shù)據(jù)的輸出，得到信號控制優(yōu)化前后的交叉口乘客總延誤對比如表4所示。

表4 仿真結果對比表 s

由表4可知，優(yōu)化后交叉口人總延誤下降了3.4%，雖相比于模型計算的結果有一定偏差，但本文仿真結果確實驗證了公交優(yōu)先模型對交叉口的通行效率具有優(yōu)化效果。

4 結語

本文通過研究下游?？空竞徒徊婵诘南嗷プ饔?，考慮下游停靠站排隊公交車輛溢出影響，確定公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方法。以有公交專用道的單點交叉口為研究對象，分析下游停靠站對交叉口范圍內交通流運行特征參數(shù)延誤的影響，進而構建交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化模型，使得交叉口人總延誤得到優(yōu)化，提高了公交車服務水平，在一定程度上減緩了交通流擁堵。