专家导读

点评专家：姚健威

案例来源：重庆北碚项目

关键词：相位差、协调控制、区域绿波

该案例为“一横三纵”协调控制设计，其设计思路为先确定横向协调控制方案，再进行纵向方案设计，由于存在协调控制交叉点会增加区域协调难度，协调路段交叉口最好能使用单边放行控制方式，有利于相序调整配合协调控制。案例中在整体路口运行周期不大情况下，各路段均能达到协调效果，较为难得。

路段概况

嘉德大道、嘉运大道、嘉瑞大道、同源路是重庆市北碚蔡家片区主要交通干道。嘉德大道、嘉运大道、嘉瑞大道南北走向，同源路东西走向，周边学校、厂区、住宅区较多，蔡家区域主要车流量集中在该片区。

本次选取嘉德大道、嘉运大道、嘉瑞大道、同源路共计10个交叉口进行联动协调控制，形成“一横三纵”，“E”字型交叉绿波带。

表1 协调优化路口情况表

 

存在问题

（1）区域未设置统一协调配时方案，车流的通行随机性大，常出现连续停车现象，行车舒适度较低。

（2）位于关键节点的路口，如嘉运大道与同源路、嘉德大道与同源路，需兼顾四个方向的协调，相位差、控制方案设计存在困难。

（3）由于北碚区蔡家片区为工业园区，大货车、拖挂车辆较多，停车启动延误较大，易影响车辆行驶速度，进而影响绿波效果。

优化思路

本次区域协调实际为4段路协调控制，横向路段与纵向路段分别有3个路口交叉，需先完成横向路段（同源路）设计后，再以嘉德、嘉运、嘉瑞大道等纵横交叉路口为基准点分别设计纵向协调方案。

根据调研的各路段交通需求、路口间距，确定横向路段设计东西双向协调控制，纵向路段设计南北双向协调控制。

优化方案

1.调研道路条件和行程车速

通过视频观察及跟车调研测试得出以下协调路段优化前速度、行程时间。

 

2. 统一公共周期

由于本次区域协调需同时兼顾东南西北四个方向，因此选取嘉运大道与同源路、嘉德大道与同源路、嘉瑞大道与同源路3个交接节点为关键交叉口，以这3个路口的协调方案为基准，统一公共周期100s，设置双向绿波图，通过设计各个路口的相位、相序和相位差，在保证交叉口正常运作的情况下，对该区域实行交通信号协调控制。

3. 调整路口相位

原嘉瑞大道中央大街、向家岗等路口方案多为对放、单口轮放，不利于协调方案设计，在不影响路口正常运行的情况下，运用搭接相位对路口进行相位相序的调整，来达到双向绿波效果最优化。

将嘉瑞大道中央大街原本对放方案调整为单放，向家岗单放方案调整为搭接放行，具体方案如图6、图7。

4. 调整绝对相位差与相对相位差

相对相位差：指在各路口的周期时间均相同的联动信号系统中，相邻两个交叉路口协调相位的绿灯起始时间之差。

绝对相位差：指在联动信号系统中，选定一标准路口，规定该路口的相位差，其他路口相对与标准路口的相位差叫绝对相位差。

（1）横向同源路绿路设置：

以E型区域顶点嘉德大道与同源路为零点路口，设置横向同源路方向协调，具体协调方案如表2所示。

表2 同源路相位、相位差（涂黄区域为协调交叉路口相位差）

（2）纵向嘉德大道、嘉运大道、嘉瑞大道绿路设置：

基于同源路协调基础，以嘉德大道与同源路、嘉运大道与同源路、嘉瑞大道与同源路为零点路口，相位差0、89、75基准方案保持相位差、放行方案不变情况下，进行纵向路段协调方案设计。

表3 嘉德大道相位、相位差

表4 嘉运大道相位、相位差

表5 嘉瑞大道相位、相位差

5.设计绿路协调方案

同源路受限于嘉瑞大道与同源路，其绿灯时间为27s，绿路带宽绿灯比(绿路带宽/绿灯时间)为74.07%；

嘉德大道受限于嘉德大道与同源路，其绿灯时间为34s，绿路带宽绿灯比为64.70%；

嘉运大道受限于向家岗路口，其绿灯时间为27s，绿路带宽绿灯比为70.37%；

嘉瑞大道受限于嘉瑞大道与同源路，其绿灯时间为21s，绿路带宽绿灯比为95.23%。

优化效果

同源路平峰时段，东向西方向优化后行程时间146秒，较优化前节省行程时间约32秒，停车次数由3次下降为不停车；西向东方向优化后行程时间153秒，较优化前节省行程时间约36秒，停车次数由3次下降为0次。

表6 同源路优化效果表

嘉德大道平峰时段，北向南方向优化后行程时间110秒，较优化前节省行程时间约80秒，停车次数由2次下降为不停车；南向北方向优化后行程时间127秒，较优化前节省行程时间约80秒，停车次数由2次下降为0次。

表7 嘉德大道优化效果表

嘉运大道平峰时段，北向南方向优化后行程时间126秒，较优化前节省行程时间约52秒，停车次数由2次下降为不停车；南向北方向优化后行程时间124秒，较优化前节省行程时间约54秒，停车次数由2次下降为0次。

表8 嘉运大道优化效果表

嘉瑞大道平峰时段，北向南方向优化后行程时间71秒，较优化前节省行程时间约49秒，停车次数由2次下降为不停车；南向北方向优化后行程时间69秒，较优化前节省行程时间约46秒，停车次数由2次下降为0次。

表9 嘉瑞大道优化效果表

高德智能交通公共平台显示，协调区域平峰时段环比优化前车速平均提高12.10%，拥堵指数平均下降10.04%，以下为高德数据图表：

通过“一横三纵”区域协调，使蔡家片区整体拥堵指数相比之前有较明显的下降，平均速度上升，车辆等待时间减少，也进一步提高了驾驶员的行车体验。

案例小结

“E”型区域协调主要适用于区域内交通流较为稳定，各个路口周期差距不大的情况，找到关键节点路口是协调重点，在保持节点路口相位差、配时方案不变的条件下，再设计相对应的绿路协调。

本次协调根据蔡家片区通行需求与实际情况，将嘉德大道、嘉运大道、嘉瑞大道、同源路沿线，通过搭接相位和相位差协调，有效减少上述路段沿线通行延误的同时，保证单个路口运行方案为最优方案，提高片区整体通行效率及将绿灯时间利用最大化，更切合实际交通需求。