红绿灯的最佳配时

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1、红绿灯的最佳配时摘要:控制红绿灯的基础是计算单点十字交叉口红绿灯的配时问题，红绿灯的最佳配时，就是要找出最佳的周期及各相位绿灯时间。本文根据等待时间最短，停车次数最少，小时交通流量最优的原则，通过逐次迭代的方法建立数学模型解决交叉口红绿灯的最佳配时。关键词:红绿灯周期配时一、前言北京的汽车拥堵问题日益突显，在今年的两会期间也成为一个热门的话题。为此北京市政府也积极调研听证，群策群力制定了各种措施来治理拥堵。通过查阅各种资料及现场调查表明，北京目前的主要路段的交通信号设置是科学的并且通过计算得出的，但是拥堵的

2、原因是非常复杂的，在乘车出行时发现有时拥堵是由于红绿灯信号设置的周期不科学造成的，有效地控制交叉口的红绿灯，可以减少拥堵，提高人们的出行效率。为此根据对北京市丰台区嘉园路和镇国寺北街的交通路口的观察和统计，通过逐次迭代的方法建立了计算十字交叉路口红绿灯的最佳配时的计算模型，应用数学计算来解决信号灯周期不合理造成拥堵的问题。二、术语及定义本文将用到以下术语和定义：1.当量小汽车（PCU）passengercarunit以4～5座的小客车为标准车，作为各种型号车辆换算道路交通量的当量车种。换算系数如下表[3]当

3、量小汽车换算系数车辆类型换算系数自行车0.2二轮摩托0.4三轮摩托或微型汽车0.6小客车或小于3t的货车1.0旅行车1.2大客车2.0[3]转弯车辆与直行车辆换算系数表第1页/共13页行驶类型换算系数直行1.0左转车（有干扰）2.5左转车（无干扰）1.0右转车（有干扰）2.0右转车（无干扰）1.02.机动车信号灯motorvehiclesignals由红色、黄色、绿色三个几何位置分立的无图案圆形单元组成的一组信号灯，指导机动车通行。3.方向指示信号灯directionsignals由红色、黄色、绿色三个几何

4、位置分立的内有同向箭头图案单元组成的一组信号灯，用于指导某一方向上机动车通行。箭头方向向左、向上和向右分别代表左转、直行、右转。绿色箭头表示允许沿箭头所指示的方向通行；红色或黄色箭头：表示仅对箭头所指方向起红灯或黄灯的作用。4.相位phase即信号相位，是指在一个周期内，按路口需求和按次序设定的绿灯通行权序列组。5.延误delay是指交通冲突或信号控制设施的限制给车辆带来的时间损失。6.周期cycletime各相位信号灯轮流显示一次所需要的时间总和，或从某相位的绿灯启亮开始到下次该绿灯再次启亮之间的一段时间

5、。7.车头间距spacing连续的两辆车的车头间距离叫做车头距离间隔或车头间距。8.车头时距timeheadway连续的两辆车的车头时间间隔叫车头时距。三、实际交通流量调查通过对北京市丰台区嘉园路和镇国寺北街的十字交叉口各个方向的交通流量的调查和统计（包含机动车和非机动车），依据中国国家标准GB14886-2006将此交通流量换算为当量小汽车流量。然后调查十字交叉口各个方向的宽度，最后调查行人的流量及老人和小孩的行走速度。这些数据将作为实际配时计算的依据。选择该路口是因为该道路为双向双车道路口，路口信号灯设

6、置典型规范，为二相位十字交叉路口。同时该路段的车流量比较均衡，受上下班高峰影响第2页/共13页小，很少堵车滞留等特例情况，便于统计和建造计算模型。本次调查我们采用的工具为秒表、直尺及摄录机。原始数据表如下（调查时间：2011年3月14日～18日16：30～17：30）北向南南向北西向东东向西直左右直左右直左右直左右行转转行转转行转转行转转自行车3033217121225218643二轮摩托2113252732433519三轮摩托15313183292422小客车61121236429291292042113

7、9161107118大客车111222395311210按车辆类711362404855913529958145229178118型换算按行驶类71191240485147135299145145229446118型换算北向南南向北西向东东向西小时当量小汽车1042767589793PCU注1：以上数据为嘉园路(南北）与镇国寺北街（东西）十字交叉路口5天统计的平均值；2：非机动车右转时，无干扰，不统计。四、计算模型建立计算模型的建立主要是用于计算最佳周期及各相位绿灯时间。（一）计算平均等待时间T均等和周期T

8、。我们以四相位十字交叉口为例来分析1个周期的总等待时间，四相位的相位示意图及红绿灯配时图如下：相位一相位二相位三相位四南北双向直行南北双向左转东西双向直行东西双向左转第3页/共13页相位示意图相位一相位二相位三相位四T绿1ThaT绿2ThaT绿3ThaT绿4Tha南向北直行左转北向南直行左转西向东直行左转东向西直行左转红绿灯配时图从上面的配时图可知：T=T绿1+T绿2+T绿3+T绿4+4（Th+a）（1）T等=2