十字路口交通信號(hào)燈控時(shí)研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 17:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 nshields在1935年也通過實(shí)際的觀測(cè)數(shù)據(jù)分析也得出了以上模型，為該模型提供了實(shí)踐的支持。道路通行能力是指單位時(shí)間內(nèi)能夠通過道路指定斷面的最大車輛數(shù)，通行能力與環(huán)境、天氣、服務(wù)等息息相關(guān)，如果我們忽略其他因素的影響，在理想的道路交通條件下，且考慮車輛為具有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的車輛，前后車間車頭距離達(dá)到最小安全值計(jì)算，可以得到城市干道的通行能力N（輛/h，指通過道路制定斷面的最大車輛數(shù)）。以v表示速度，d表示前后車輛的最小車頭距離，得到： （8） 顯然，d與剎車距離密切相關(guān)，而車速是剎車距離的直接影響因素，根據(jù)交通工程的相關(guān)書籍： d=d1+d2+d3+d4=vt0+cv2+d3+d4 （9）d1表示司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車行距離，d2表示剎車階段車行距離，d3是車輛之間的安全距離，d4表示車輛標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。（9）帶入（8）及前面的結(jié)論可以得到(有單位換算)： (10) （11）此即為城市干道的通行能力模型。從交通控制工程的專業(yè)教材中，可以找到一般情況下，司機(jī)反應(yīng)時(shí)間t0 = 1s，c = ，安全距離d3= 2m，標(biāo)準(zhǔn)車輛長(zhǎng)度一般取為d4 = 5m。針對(duì)十字路口的道路通行能力，一般定義為在一個(gè)相位下，單位時(shí)間內(nèi)通過停止線的最大車輛數(shù)，假設(shè)紅燈時(shí)，車輛已進(jìn)入排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行等待，當(dāng)綠燈亮起排在首位的車立即啟動(dòng)并通過停止線，剩余車輛以平均的時(shí)間間隔通過。在前面已經(jīng)提到，十字路口的四相位信號(hào)燈控制，如果我們以T表示四相位信號(hào)燈的周期，而tgreen表示某一個(gè)相位的綠燈時(shí)間，綠燈時(shí)第一輛通過停止線時(shí)間t1，以后每輛車直行通過或右轉(zhuǎn)通過停止線的時(shí)間是ts，那么在理想狀況下，該相位一次綠燈的通過能力為： (12)而事實(shí)上，在十字路口車輛的分布并不一定按照均勻的狀態(tài)，而經(jīng)驗(yàn)告訴我們，路口車輛分布越不均勻，G的值將越小，為了與實(shí)際情況相擬合，我們可以用一個(gè)系數(shù)α，當(dāng)α=1時(shí)為理想狀態(tài)，α隨著道路車輛分布不均勻程度遞減，那么一個(gè)相位的綠燈通過能力為： α∈（0,1） （13）因此，若以十字路口每小時(shí)在一個(gè)方向上通過的最大車輛數(shù)為Cmax為衡量標(biāo)準(zhǔn)，則： （14）這就是十字路口信號(hào)燈控制下的某一方向的通行能力。十字路口采用交通信號(hào)燈的目的是控制車輛流動(dòng)，保證車輛通行秩序，以提升道路的通行能力，十字路口的交通信號(hào)燈采取的控時(shí)策略，應(yīng)當(dāng)與十字路口所在點(diǎn)東西方向、南北方向的具體車流量情況相結(jié)合，設(shè)置與之匹配的相位時(shí)間策略，以減少車輛的平均滯留時(shí)間，提升十字路口的交通服務(wù)水平。總體而言，十字路口的交通信號(hào)燈控制應(yīng)當(dāng)達(dá)到以下目標(biāo)：a. 在一個(gè)紅燈相位的時(shí)間內(nèi)，車輛停留的總長(zhǎng)度應(yīng)該小于兩個(gè)路口之間的距離D；b. 單位時(shí)間內(nèi)，所有車輛在十字路口所停滯的時(shí)間總和最小；c. 任何一個(gè)紅燈的設(shè)置，其時(shí)間應(yīng)當(dāng)在行人心理承受能力之內(nèi)，不出現(xiàn)闖紅燈等影響交通通行的情況；為了達(dá)到以上目標(biāo)，我們可以根據(jù)前述探討進(jìn)行分析。在交通順暢無阻的情況下，并不存在車輛排隊(duì)超過路口之間的距離的情況。而當(dāng)車輛較為密集或者十分密集時(shí)，十字路口出現(xiàn)紅燈時(shí)車輛將進(jìn)入排隊(duì)系統(tǒng)，為了保證道路的通行，在紅燈時(shí)間內(nèi)，到達(dá)該排隊(duì)系統(tǒng)的車輛，其排隊(duì)長(zhǎng)度應(yīng)該小于兩個(gè)信號(hào)燈路口的總長(zhǎng)度，否則會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的交通擁堵。如果我們以β表示在較為高峰的時(shí)段，道路的實(shí)際通行量達(dá)到通行能力N的比率，那么我們可以得到在高峰時(shí)段，針對(duì)某個(gè)路口的某個(gè)方向，其車輛紅燈時(shí)間內(nèi)到達(dá)排隊(duì)系統(tǒng)的數(shù)量A為： ∈（0,1） (15)由于車輛均勻和車輛較多難以找到嚴(yán)格的區(qū)分界線，將（2）和（7）分別帶入N的表達(dá)式中，得到： （車輛適中時(shí)，對(duì)應(yīng)為） （16）（車輛較多時(shí)，對(duì)應(yīng)為）顯然，為了達(dá)到控制目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)由D≥A*d，d為輛車車頭之間的平均距離，同時(shí)，為了保證到達(dá)的車輛能夠通過十字路口進(jìn)行疏通，那么車輛到達(dá)應(yīng)該小于十字路口的最大通行能力，于是： （17） 以上的不等式就是交通信號(hào)燈控時(shí)條件的約束條件。在保持十字路口的車輛通行順暢的基礎(chǔ)上，要提升十字路口的車輛通行服務(wù)水平，則從總體上優(yōu)化服務(wù)水平的衡量指標(biāo)可以以所有車輛在十字路口所等待停滯的時(shí)間總和作為衡量指標(biāo)，顯然，所有車輛所等待的總時(shí)間越小，十字路口的服務(wù)水平越高，也就意味著交通信號(hào)燈的控時(shí)得到了更加的優(yōu)化。針對(duì)十字路口的交通信號(hào)燈控時(shí)，從《道路交通自動(dòng)控制》及專業(yè)的交通控制教材可以知道，最佳的紅綠燈周期公式為： (18) Tbes為最優(yōu)的紅綠燈周期配置公式，而TL為一個(gè)周期內(nèi)的總損失時(shí)間。q指車流量，而S是指飽和車流量，即顯然，TL由四個(gè)相位的每一相位所損失的時(shí)間之和。在綠燈出現(xiàn)
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