城市半幅占道施工区交通信号控制方法探究

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1、城市半幅占道施工区交通信号控制方法探究　　【摘要】针对城市半幅占道施工区交通组织混乱的问题，提出根据占道施工区通行车流量的主要来源与数据，制定占道施工区及邻近路口的交通信号控制方案，在不改变交通设施的条件下，合理地分配施工区主要路口的交通流量，达到缓解城市半幅占道施工区交通拥堵的目的。【关键词】占道施工区车流量交通设施信号控制方案近年来，我国城市化进程大大加快，为带动城市的发展，施工项目日益增多。随着道路施工建设的不断扩大，城市半幅占道施工严重影响城市道路交通运行，与此同时，占道施工区的交通组织也一直

2、未得到重视。由于缺乏系统的组织方案，额外增加交通负荷，影响施工区周边的交通安全。目前，我国对于城市大型建设项目施工区域的交通特性分析较为欠缺，交通组织设计缺乏相应的理论指导，尚未形成一套成熟实用的占道施工区组织方法，在此情况下，不改变交通设施，通过交通信号对施工区进行合理的分流与截流，是缓解占道施工区交通拥堵的最有效方法。1占道施工区交通特性分析7在占道施工区，尤其是封闭部分道路施工的路段，最为重要的行车特性即合流，行驶于封闭道路上游的车辆需要等待临近车流的可穿越间隙，合流后通过施工区段。这一行为具有

3、强制性，合流过晚容易在上游过渡区形成紊流，降低通行能力，不利于车辆的顺畅通行，甚至引发交通事故，合流过早导致其他路段无必要的拥堵；其次，对于施工车辆，其特性与正常行驶的车辆有较大的差异性，表现为车速较慢、加减速性能差、载重吨位高，因此在交通组织优化时宜安置隔离设施，加强对施工车辆的时间管理和路径管理。施工区道路特征主要分为两个方面：一是路段本身的特性，由于占用道路施工，道路的线性、路面湿度、粗糙度等往往会发生变化，影响车辆的加速、减速、制动、行车视距等，例如北方的冬季施工，当道路上出现积水时要及时清理

4、，以免出现结冰而不利于行车安全的情况；二是交叉口的特性：在城市中心区占道施工导致存在一定数量的畸形交叉口，这些交叉口都普遍存在平面线型怪异、通行能力不足、车道数量不匹配、交通流之间冲突严重等道路交通问题，极大地影响了城市道路网的通行能力及居民出行的安全。2占道施工区路口参数调研占道施工区路口参数调研主要包含施工区A段的通行能力，B段的交通流量及排队长度等。主要调研流量包含：上游路口驶入施工区的流量、施工区内通行的车流量、施工区驶入下游路口的车流量，详见图1所示。7如图1所示，调研包含施工区路口流量a1

5、，b1，a2，b2，c2；相邻路口流量。3信号控制优化算法占道施工区交通信号控制优化主要通过均匀分布进出施工区车流量，合理优化施工区路口信号配时实现。施工中道路结构发生变化的交叉口信号控制也必然需要相应改变。目标为保证各个路口之间滤波带较长，考虑行人过街及车辆通过交叉口的要求，减少交叉口冲突点的数目；合理分配不同方向路口的红绿灯周期。根据以上目标，设定信号灯的优化方案。信号交叉口的控制主要采取两种方法：紧急情况时方法-交通人员疏导：施工区是一个突发事件繁多、交通冲突问题严重的区域，因此突发交通情况时有

6、发生，因此，通常需要较为专业的交通指导人员参与到交叉口的交通疏导当中，尤其是在高峰时期，作为交叉口控制的应急控制方法。日常施工时方法-定时交叉口信号控制方法：以各进道口的流量为数据基础，结合原信号配时方案做出相应的调整。施工区信号控制配时优化主要采用PID信号控制算法。PID控制是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制，对于有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分（PD）控制也能很好改善系统在调节过程中的动态特性。7如上图1所示，需要对B1，B2，B3路口做合理的交通流分配，即可达到优

7、化的目的。通过本文第二部分对各进口的交通流量进行调研，结合路口实际排队长度的观测，建立PID控制模型，通过信号控制调节达到信号交口的交通流。实现PID的信号优化控制要进行以下的建模步骤：（1）建立控制函数（2）建立目标函数（3）PID优化控制与一般的信号控制策略相比，PID控制的目标是保持交叉口通行流量最大化，同时尽可能地减小路口排队车辆数。因此，定义目标函数方程，通过控制目标函数的动态变化来达到预期的控制效果。交叉口通行流量：定义单位时间内通过交叉口的车辆数，来反映交叉口的通行效率，可以对交叉口的通

8、行能力进行定量评价。式中，为交叉口效率，为交叉口进口道数目，为单位时间内通过进口道的车辆数，t为时间，为进口道的小时流量值，单位辆/小时。交叉口相关路段密度：定义单位长度路段上存在的车辆数，由于排队长度的检测存在误差，随着累积误差的增大，排队长度的检测越来越不准确。因此，一般采用检测密度来反映路口交通的实时状态。（1）控制函数公式：交叉口通行流量最大化+排队长度最小化控制函数：式中X（n）：第n个交叉口的饱和度；7Q（n）：第n个交叉口的通行流量；K（n