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不同相位相序对协调控制的影响探讨

发表时间:2019-09-20 00:00

一、典型的相位类型

根据相位控制方式的不同,可以分为三种典型的信号控制相位类型:对称放行、单口放行、搭接放行,各种类型有不同的优缺点和适用范围。

1.对称放行

对称放行是指放行某个进口某个方向车流的同时,放行对向的同优异向车流。当路口同一进口道直行车流与左转车流差距较大,且对向也存在类似的特性时可以使用。

2.单口放行

单口放行是指每个进口道作为一个单独相位,让其左转车辆和直行车辆同时放行的方式。当各个进口道的车流量差异较大时可以采用这种放行模式。

3.搭接放行

搭接放行综合了对称放行与单口放行方式,同时存在车流搭接放行的情况,如左转车流在两个相位同时出现的情况。这种方式能够根据各方向的车流量进行放行时间的灵活调整,适应的范围相对较广。


二、 协调控制中的相位影响

在实现单向协调控制中,相位对协调控制的影响基本可以忽略不计,但在双向协调控制中,需要实现两个绿波带均落在该进口道的放行相位中,这时,不同的相位和相序将对协调控制的效果(或者绿波带宽)有非常大的影响。

在协调控制模型(maxband、multiband)中定义了一个变量(交叉口上行红灯的中点和其相近的下行红灯的中点的时间,简称相位变量)来表现上、下行协调控制相位的关系,并在优化求解模型中引入该变量,从而可通过优化路口的相位相序来寻找优先的协调控制方案。

例如,交叉口i上下行的放行时序如下图所示,设Ki为交叉口i上行红灯的中点和其相近的下行红灯的中点的时间,若上行的红灯中点位于下行的红灯中点的右边,则Ki取正,否则取负。


通过该变量,可以摆脱现有只在周期、速度、绿信比等维度寻找优先协调控制方案的瓶颈,进一步扩大了寻优的空间,使得协调控制方案更加灵活多变,更适应现有各种复杂路段、多交叉口的协调控制。

三、不同相位相序对协调控制的影响

通过相位变量,我们进一步对各种典型的相位进行分析,可以得出如下的结论:

1.对称放行

在对称放行相位中,上下行方向处于同一个相位中,相位变量为0,没有其它的数值,协调方案寻优的空间受限,此时无法对相位进行优化。因此,在对称放行相位中,要实现协调控制是相对困难的,也难以获得较好的协调控制效果。但当上下行方向协调方向的绿信比较大时,则仍能获得一定的协调效果。

2.单口放行

在单口放行中,上下行方向处于不同的相位中,此时通过调整不同的相序,相位变量参数可以获得不同的数值。

例如,某个路口各进口道均采用单口放行的方式,设东进口为上行方向(绿信比0.3)、西进口为下行方向(绿信比0.3)、南、北进口绿信比分别为0.18、0.22,则可以有以下的相序:


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