趙 巍，徐漢清

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300051)

長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制對(duì)排隊(duì)消散特性的影響

趙 巍，徐漢清

(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津300051)

長(zhǎng)周期和倒計(jì)時(shí)是中國(guó)相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家城市道路交叉口信號(hào)控制方案的兩個(gè)獨(dú)有特征。基于實(shí)證數(shù)據(jù)分析兩類信號(hào)控制特征對(duì)車輛排隊(duì)消散特性的影響。共觀測(cè)天津市兩處典型的長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制交叉口的7條直行車道。實(shí)證數(shù)據(jù)表明，中國(guó)城市道路交叉口長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制下的排隊(duì)消散過程大致可分為3個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)階段、穩(wěn)定階段和上升階段。通過有序樣品聚類的方法確定3個(gè)階段的分割點(diǎn)。這與HCM 2010等經(jīng)典理論假設(shè)的排隊(duì)消散特性明顯不同，因此分析傳統(tǒng)通行能力估計(jì)算法HCM 2010的適用性，并提出簡(jiǎn)單線性法、拋物線法和兩段線法3種通行能力估計(jì)方法以減少傳統(tǒng)方法估計(jì)中的誤差。通過比較發(fā)現(xiàn)，拋物線與兩段線擬合方法對(duì)通行能力的估計(jì)較為準(zhǔn)確，均方根誤差(RMSE)均小于30 pcu·h-1。

城市交通；信號(hào)控制；排隊(duì)消散特性；通行能力；有序樣品聚類；長(zhǎng)周期；倒計(jì)時(shí)

0 引言

相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家的道路交叉口信號(hào)控制方案，中國(guó)城市普遍存在兩個(gè)明顯的不同特征：1)大多數(shù)倒計(jì)時(shí)數(shù)字直接通過信號(hào)燈組或通過附加LED屏顯示；2)信號(hào)周期設(shè)定較長(zhǎng)，普遍為150～300 s，特別是主干路相交或流量較大的交叉口。

研究表明，長(zhǎng)周期或倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制對(duì)飽和流率和通行能力會(huì)造成顯著影響。然而，少有針對(duì)中國(guó)城市交通背景的研究。與長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制下車輛排隊(duì)消散特性相關(guān)的研究主要包括兩方面：1)飽和流率和排隊(duì)消散特性；2)倒計(jì)時(shí)信號(hào)對(duì)排隊(duì)消散特飽和流率增加或下降情況[7-8]。性的影響。

飽和流率是道路交叉口設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)的重要參數(shù)。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，綠燈啟亮后排隊(duì)消散流率會(huì)迅速上升達(dá)到穩(wěn)定最大值，并將維持該最大值直到排隊(duì)完全消散，該穩(wěn)定最大值即飽和流率[1]，HCM 2010以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了細(xì)化分析[2]。

然而近年的研究往往會(huì)發(fā)現(xiàn)不同于傳統(tǒng)排隊(duì)消散的過程，部分學(xué)者通過實(shí)地?cái)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)排隊(duì)消散過程中排隊(duì)末尾車輛的車頭時(shí)距存在下降趨勢(shì)[3]，還有研究發(fā)現(xiàn)排隊(duì)消散過程中消散流率呈持續(xù)下降趨勢(shì)且并未出現(xiàn)穩(wěn)定值[4]。另一些研究也發(fā)現(xiàn)消散過程中排隊(duì)末尾的消散流率下降[5-6]。其他學(xué)者通過評(píng)估非穩(wěn)定排隊(duì)消散特性在通行能力和延誤評(píng)估以及信號(hào)配時(shí)中的誤差，發(fā)現(xiàn)末尾車輛出現(xiàn)

表1 調(diào)查地點(diǎn)信號(hào)配時(shí)參數(shù)Tab.1 Signal tim ing parametersof the surveyed sites s

圖1 研究交叉口和攝像機(jī)觀測(cè)位置Fig.1 Location of targeted intersection and equipped cameras

倒計(jì)時(shí)信號(hào)對(duì)道路交叉口安全和運(yùn)行效率的影響也被廣泛研究，普遍采用借助有無對(duì)比或者前后對(duì)比的方法[9-10]。文獻(xiàn)[11-12]分析了混合交通狀況下倒計(jì)時(shí)信號(hào)對(duì)排隊(duì)消散特性的影響，結(jié)果表明倒計(jì)時(shí)信號(hào)燈的使用使得啟動(dòng)損失和清空損失均明顯下降，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)闖紅燈的傾向在綠燈末尾下降而在綠燈啟動(dòng)時(shí)有所升高。也有一些研究分析倒計(jì)時(shí)信號(hào)對(duì)駕駛行為和交通流參數(shù)的影響[13-14]。

基于上述討論，本文對(duì)中國(guó)城市長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制的排隊(duì)消散特性進(jìn)行研究。

1 數(shù)據(jù)收集和整理

1.1 數(shù)據(jù)采集地點(diǎn)和數(shù)據(jù)收集

選擇天津市兩個(gè)典型的長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制交叉口開展調(diào)查，重點(diǎn)分析其中3個(gè)進(jìn)口道的7個(gè)直行車道。這兩個(gè)交叉口分別是衛(wèi)津路—鞍山道交叉口(以下簡(jiǎn)稱“AS”)和衛(wèi)津路—南京路交叉口(以下簡(jiǎn)稱“NJ”)。兩個(gè)交叉口由主干路衛(wèi)津路連接，均為主干路與主干路相交，相隔約1 km；調(diào)查對(duì)象在工作日高峰小時(shí)常處于過飽和狀態(tài)，過飽和時(shí)段多為 7∶00—11∶00 和 16∶00—19∶00。在觀測(cè)時(shí)段，兩個(gè)交叉口均為具有左轉(zhuǎn)專用相位的四相位信號(hào)控制。

AS觀測(cè)南進(jìn)口道2個(gè)直行車道，NJ觀測(cè)北進(jìn)口道3個(gè)直行車道、南進(jìn)口道2個(gè)直行車道，信號(hào)配時(shí)信息如表1所示。7個(gè)觀測(cè)車道寬度均大于3m，且進(jìn)口道停車線附近無公共汽車站，觀測(cè)車道的公共汽車很少，自行車和行人有足夠的行駛空間且與機(jī)動(dòng)車道采用物理隔離。

調(diào)查于2013年7月2日上午開展，采用錄像法，對(duì)每個(gè)交叉口布設(shè)兩臺(tái)攝像機(jī)，一臺(tái)記錄觀測(cè)車道車輛行駛情況，另一臺(tái)拍攝觀測(cè)車道的信號(hào)燈信息。其中NJ的幾何圖形和攝像機(jī)拍攝角度見圖1。

1.2 數(shù)據(jù)整理

本文采集的數(shù)據(jù)重點(diǎn)是直行車道過飽和周期下的連續(xù)車頭時(shí)距，采用方法與HCM 2010一致：以車輛后輪作為判定車輛是否駛出的參考點(diǎn)，將停車線作為觀測(cè)斷面，排隊(duì)車輛包括所有的初始排隊(duì)車輛和在綠燈開始后加入排隊(duì)的車輛，測(cè)量精度0.02 s。為使數(shù)據(jù)更可靠，選擇分析的信號(hào)周期必須滿足有足夠長(zhǎng)的初始排隊(duì)且交叉口小型車占主體地位。不計(jì)大型車產(chǎn)生的前后車頭時(shí)距以排除其帶來的隨機(jī)干擾，保持剩余小型車駛離次序的不變。刪除車輛故障等原因產(chǎn)生的異常車頭時(shí)距。共獲得146個(gè)可用周期樣本和3 801個(gè)排隊(duì)消散車頭時(shí)距。

2 排隊(duì)消散特性識(shí)別

2.1 消散特性分析

首先根據(jù)不同排隊(duì)位置對(duì)應(yīng)的平均車頭時(shí)距變化曲線從整體上分析整個(gè)相位時(shí)長(zhǎng)的排隊(duì)消散特性(見圖2)。其中“AS-SB車道一”代表鞍山道南進(jìn)口的第一個(gè)直行車道，其他以此類推?？砂l(fā)現(xiàn)兩個(gè)特征：

1）在第10輛排隊(duì)車輛左右，消散車頭時(shí)距達(dá)到2.0 s左右的相對(duì)穩(wěn)定值(轉(zhuǎn)換成消散流率是1 800 pcu·h-1)。這表明傳統(tǒng)理論可能低估了啟動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)度，傳統(tǒng)理論認(rèn)為排隊(duì)車輛在第4輛車后即可達(dá)到飽和流率。

分析其原因可能為：長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制交叉口，在綠燈初期，駕駛?cè)丝赏ㄟ^倒計(jì)時(shí)裝置了解到剩余足夠的綠燈時(shí)間，以致駕駛?cè)瞬辉概c前車保持較小的跟車距離。而在無倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制時(shí)駕駛?cè)藭?huì)保持更高的警惕，隨時(shí)關(guān)注信號(hào)燈與前車的狀態(tài)，車輛之間有較大的相互約束。

2）在排隊(duì)消散的最后一部分大約從NJ第25輛車開始(AS大約從第35輛車開始)車頭時(shí)距有顯著下降。這與前文綜述中的隊(duì)尾車頭時(shí)距變小的現(xiàn)象一致。

出現(xiàn)下降趨勢(shì)的原因可能是：倒計(jì)時(shí)信號(hào)燈顯示綠燈剩余時(shí)間，駕駛?cè)丝商崆白龊檬欠裢ㄟ^交叉口的心理準(zhǔn)備，而對(duì)于長(zhǎng)周期交叉口為了避免等待較長(zhǎng)的紅燈時(shí)間，隊(duì)尾車輛趨向于通過交叉口而選擇更小的車頭時(shí)距。

圖3為3個(gè)進(jìn)口道每10 s連續(xù)綠燈間隔的平均消散流率，其中最后一個(gè)間隔代表相位的轉(zhuǎn)換階段，即3 s綠閃+3 s黃燈+1 s全紅，故AS的最后時(shí)間間隔是79～＜86 s，而NJ是58～65 s。

進(jìn)口道的消散流率大致可以分為3個(gè)階段(見圖4)：1)啟動(dòng)階段，即綠燈啟亮后消散流率快速增加的階段，大約是前四個(gè)10 s間隔(即 0～＜10 s、10～＜20 s、20～＜30 s和30～＜40 s)；2)穩(wěn)定階段，即消散流率處在較高穩(wěn)定值的階段，這一階段大約從30～＜40 s開始直到綠閃啟亮(該時(shí)段包含兩個(gè)階段，具體閾值需要進(jìn)一步研究確定)；3)上升階段，從綠閃開始一直到相位時(shí)間結(jié)束。

為了比較每?jī)蓚€(gè)連續(xù)10 s間隔消散流率的差異，本文采用非參數(shù)檢驗(yàn)的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。從表2可知，前3個(gè)10 s綠燈間隔(0～＜30 s)的消散流率與其他間隔的消散流率之間存在顯著差異。從30～＜40 s的連續(xù)10 s綠燈間隔至倒數(shù)第二個(gè)連續(xù)10 s間隔(AS 70～＜79 s，NJ 50～＜58 s)之間的非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果均大于0.05，即它們之間無明顯差異。而在與最后一個(gè)間隔的比較中發(fā)現(xiàn)檢驗(yàn)數(shù)值有大于也有小于0.05的值。這再次驗(yàn)證了排隊(duì)車輛的消散過程可以分為3個(gè)階段：

1）啟動(dòng)階段(0～＜30 s的3個(gè)連續(xù)10 s綠燈間隔)；

圖2 各排隊(duì)位置的平均消散車頭時(shí)距Fig.2 Average discharge headwaysof each generated queue

圖3 以連續(xù)10 s綠燈間隔觀測(cè)的消散流率Fig.3 Observed discharge flow rates in every 10 selapsed green time

2） 穩(wěn)定階段(20～＜58 s或者20～＜79 s的10 s綠燈間隔)；

3）上升階段(最后一個(gè)時(shí)間間隔，即綠閃開始到全紅結(jié)束的時(shí)間間隔)。

上述分析可看出，中國(guó)城市道路交叉口長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制下的排隊(duì)消散特性與傳統(tǒng)的假設(shè)不同(見圖4)。

圖4 排隊(duì)消散特性與傳統(tǒng)理論假設(shè)的區(qū)別Fig.4 Differencesbetween queue discharge patternsand conventionalassumptions

2.2 鑒別排隊(duì)消散特性

2.2.1 鑒別方法

將城市道路交叉口長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制下的排隊(duì)消散特性分為啟動(dòng)、穩(wěn)定和上升3個(gè)階段。為確定各階段分割區(qū)間，需采用一定分割方法。考慮到排隊(duì)車輛消散是車輛跟馳過程，連續(xù)而有序，與有序樣品類聚方法的理論假設(shè)一致，故采用有序樣品類聚法進(jìn)一步鑒別排隊(duì)消散特性。

表2 10 s連續(xù)間隔消散流率的雙樣本K-S檢驗(yàn)Tab.2 Two-sample K-Sanalysisof10 s-intervaldischarge flow rates

有序樣品聚類法通過4個(gè)主要步驟確定最優(yōu)分割：分類直徑、誤差函數(shù)、確定最優(yōu)化分割數(shù)和確定最優(yōu)分割間隔點(diǎn)，過程如下：

1）分類直徑。

某一類包含的樣品有{yi,yi+1,…,yj}，其中1≤i,j≤n，平均值

定義分類直徑

2）誤差函數(shù)。

誤差函數(shù)

誤差函數(shù)越小，同類樣本差異越小，不同類之間差異越大。b( )n,k表示將n個(gè)有序樣本分為k類的一種分法。當(dāng)保持n和k不變，達(dá)到最小值時(shí)獲得最優(yōu)分割。誤差函數(shù)是一個(gè)迭代公式。

3）確定最優(yōu)分割數(shù)。

為獲得最優(yōu)分割數(shù)，引入最優(yōu)分割系數(shù)β作為優(yōu)化評(píng)估的指數(shù)，

式中：P(n,k)是將n個(gè)樣本分為k類時(shí)誤差最小的分割方法。顯然，β＞1，β越大說明樣品分割點(diǎn)應(yīng)該分成k+1段而不是k段。當(dāng)β值接近1時(shí)，則不需要把樣品分成k+1段，可認(rèn)為k段是最優(yōu)分割數(shù)。

4）確定最優(yōu)分割間隔點(diǎn)。

式中：jk為k+1和k之間的最優(yōu)分割點(diǎn)。于是得到有序樣本分為k類的最優(yōu)方法。同樣，根據(jù)公式(6)可以找到j(luò)k-1是k-2和k-1之間的最優(yōu)分割點(diǎn)，

依此類推可以得到所有的分割種類和最優(yōu)分割

2.2.2 結(jié)果分析

針對(duì)5 s間隔的平均消散流率進(jìn)行有序樣本聚類分析。NJ和AS的整個(gè)相位被分為14和18個(gè)5 s間隔。為了與綠閃和黃燈時(shí)刻相匹配，NJ的55～65 s間隔被分為3個(gè)間隔即55～＜58 s、58～＜61 s(綠閃間隔)和 61～＜65 s(黃燈和全紅間隔)，AS的75～＜86 s被分為75～＜79 s、79～＜82 s(綠閃間隔)、82～＜86 s(黃燈和全紅間隔)。有序樣品聚類法通過Matlab程序?qū)崿F(xiàn)，結(jié)果見表3。

同時(shí)結(jié)合連續(xù)10 s綠燈間隔的駛出率特性，選擇了3段的最優(yōu)分割，并將這3個(gè)分段認(rèn)為是兩個(gè)階段，即以第6個(gè)5 s間隔結(jié)束(30 s)為兩個(gè)階段的分界點(diǎn)(見表3)。這樣劃分的原因是：無論從10 s還是5 s連續(xù)間隔消散流率都可以得到前30 s消散流率處于上升階段，并且在第6個(gè)5 s間隔處達(dá)到一致的分界點(diǎn)。將30 s前認(rèn)為是消散流率的啟動(dòng)階段，30 s后認(rèn)為是排隊(duì)消散的穩(wěn)定階段。雖然綠閃啟亮后消散流率出現(xiàn)上升趨勢(shì)，但相對(duì)于整個(gè)排隊(duì)消散過程并不顯著，所以將其一同歸入穩(wěn)定階段。

3 結(jié)果分析

上述討論表明，城市道路交叉口長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制下的排隊(duì)消散特性與傳統(tǒng)理論所描述的不同，這可能不是一個(gè)隨機(jī)現(xiàn)象，而是車輛跟馳的一個(gè)固有屬性?，F(xiàn)行的通行能力和延誤的估計(jì)方法均以穩(wěn)定的消散流率(即飽和流率)為基礎(chǔ)。然而，倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制的消散流率在啟動(dòng)階段比傳統(tǒng)假設(shè)大得多，則傳統(tǒng)的通行能力估計(jì)方法可能要重新評(píng)估。因此，本文驗(yàn)證了傳統(tǒng)通行能力估計(jì)算法HCM 2010的誤差大小，并提出簡(jiǎn)單線性法、拋物線法和兩段線法來提高通行能力的估計(jì)精度。

表3 分割結(jié)果和誤差Tab.3 Resultsof subsection and errors

3.1 備選方法

首先，根據(jù)HCM 2010列出傳統(tǒng)通行能力估計(jì)的計(jì)算方法：

式中：c為通行能力/(pcu·h-1·車道-1)；G為綠燈時(shí)長(zhǎng)/s；Y為黃燈時(shí)長(zhǎng)/s；AR為全紅時(shí)長(zhǎng)/s；L為損失時(shí)間/s；Sr為流率/(pcu·s-1)。

本文提出3種備選通行能力估計(jì)方法如下：

1）簡(jiǎn)單直線擬合。

根據(jù)平均累計(jì)車輛數(shù)與相對(duì)應(yīng)的相位時(shí)刻進(jìn)行線性擬合，得到

則通行能力可以通過下式計(jì)算：

式中：x為經(jīng)過的綠燈時(shí)長(zhǎng)/s；f(x)為經(jīng)過綠燈時(shí)長(zhǎng)x時(shí)通過的累計(jì)車輛數(shù)/pcu；a，b為回歸參數(shù)。

2）拋物線擬合。

根據(jù)平均累計(jì)車輛數(shù)與相對(duì)應(yīng)的相位時(shí)刻進(jìn)行拋物線擬合，得到

圖5 3種備選方法示例Fig.5 Illustration of threeproposedmethods

則通行能力可以通過下式計(jì)算：

式中：Lclt為清空損失/s；k1，k2，k0為回歸參數(shù)。

3）兩段線擬合。

基于上文的最優(yōu)分割結(jié)果，以30 s為兩段分割，對(duì)平均累計(jì)車輛數(shù)與相對(duì)應(yīng)的相位時(shí)刻進(jìn)行擬合。則通行能力計(jì)算如下：

式中：a，β，γ，δ，ε為回歸參數(shù)。

以AS-SB為例，擬合方程如圖5所示。

3.2 不同方法對(duì)通行能力的估計(jì)和比較

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)使用4種方法對(duì)通行能力進(jìn)行估計(jì)，據(jù)此比較估計(jì)精度。在HCM 2010估計(jì)通行能力的方法中使用的損失時(shí)間和清空損失由實(shí)際數(shù)據(jù)得到，分別是：AS損失時(shí)間7.09 s、清空損失2.87 s；NJ北進(jìn)口道損失時(shí)間7.24 s、清空損失2.29 s；NJ南進(jìn)口道損失時(shí)間8.14 s、清空損失2.12 s。

為了評(píng)價(jià)4種通行能力估計(jì)方法的誤差，使用以下兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量：平均絕對(duì)百分誤差(MAPE)和均方根誤差(RMSE)。

式中：xi為每個(gè)周期樣本觀測(cè)的消散車輛總數(shù)/pcu；為每個(gè)周期樣本估計(jì)的消散車輛總數(shù)/pcu；N為總的周期樣本數(shù)。

表4為交叉口3個(gè)進(jìn)口道的實(shí)測(cè)通行能力與4種方法估計(jì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)比較，說明在城市道路交叉口長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制的情形下，HCM 2010通行能力估計(jì)值的RMSE偏大，每車道綠燈小時(shí)當(dāng)量小汽車通行能力普遍大于50輛，當(dāng)擴(kuò)展至整個(gè)交叉口時(shí)該誤差更大。但同時(shí)其MAPE值小于5%，從統(tǒng)計(jì)意義上來講，可認(rèn)為HCM方法有意義。

本文提出的3種備選方案均表現(xiàn)出比HCM 2010更好的適用性，特別是拋物線法和兩段線法估計(jì)通行能力的RMSE值均小于30 pcu·h-1。樣本周期的估計(jì)偏差如圖6所示，可知HCM方法的估計(jì)值距離最大，兩段線和拋物線的估計(jì)值則更接近實(shí)際。因此，在中國(guó)城市道路交叉口長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制下，HCM 2010的通行能力估計(jì)方法有一定的適用性，但誤差較大，而兩段線法和拋物線法更為準(zhǔn)確。

圖6 不同方法的通行能力估計(jì)誤差Fig.6 Estimation errorsof differentestimationmethods

表4 不同方法估計(jì)與實(shí)測(cè)通行能力Tab.4 Comparison of the estimated capacitiesof threemethodsand the observed capacity

3.3 敏感性分析

為比較兩段線擬合方法和HCM 2010方法在不同相位時(shí)長(zhǎng)下估計(jì)的通行能力差異，本研究基于AS進(jìn)行敏感性分析。兩種方法的差異見圖7。

當(dāng)相位時(shí)長(zhǎng)小于50 s時(shí)，HCM 2010方法估計(jì)的通行能力更小。出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的原因可能是在倒計(jì)時(shí)情形下，綠燈初期就有一個(gè)較高的消散流率，而HCM 2010假設(shè)的消散流率較低(見圖4)。然而，當(dāng)相位時(shí)長(zhǎng)大于50 s時(shí)，HCM 2010估計(jì)的通行能力大于兩段線法。這可能是因?yàn)镠CM 2010認(rèn)為在第4輛車之后即達(dá)到飽和流率，所以高估了實(shí)際通行能力。

圖7 兩段線擬合與HCM 2010方法對(duì)不同相位時(shí)長(zhǎng)的敏感性分析Fig.7 Sensitivity analysisof capacity estimation between Quadratic Linear Method and HCM 2010 under differentoffset length

4 結(jié)論與展望

本文基于天津市2個(gè)典型長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制交叉口3個(gè)進(jìn)口道7條直行車道的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，研究中國(guó)獨(dú)特的長(zhǎng)周期倒計(jì)時(shí)信號(hào)控制對(duì)排隊(duì)消散特性的影響。其排隊(duì)消散特性可以分為3個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)階段(從綠燈啟亮到30 s的綠燈間隔)，穩(wěn)定階段(從30 s的綠燈時(shí)刻到綠閃開始)和上升階段(從綠閃開始到本相位結(jié)束)。由于在更為詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析中表明，相對(duì)于整個(gè)排隊(duì)消散過程上升階段并不顯著，故本文建議在實(shí)際的數(shù)據(jù)處理中將這一階段歸入穩(wěn)定階段。

基于識(shí)別的排隊(duì)消散特性，本文提出3個(gè)備選通行能力估計(jì)方法，即簡(jiǎn)單直線擬合、拋物線擬合和兩段線擬合，并與傳統(tǒng)的HCM 2010方法進(jìn)行誤差比較。結(jié)果表明，HCM 2010的通行能力估計(jì)方法有一定的適用性，但誤差較大，而拋物線法和兩段線法估計(jì)的通行能力更為準(zhǔn)確。

然而，本研究只是針對(duì)城市道路交叉口長(zhǎng)周期和倒計(jì)時(shí)情形下排隊(duì)特性的初步研究，還需要進(jìn)行大范圍的實(shí)證研究，包括有無倒計(jì)時(shí)和長(zhǎng)短周期的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)對(duì)比。同時(shí)，也需要從更加微觀的駕駛行為分析方面解釋出現(xiàn)該排隊(duì)消散特性的原因。

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Im pacts of Signalw ith Long Cycle and Duration Countdown on Queue Discharge at Signalized Intersections

ZhaoWei,Xu Hanqing
(Tianjin Municipal Engineering Design&Research Institute,Tianjin 300051,China)

∶Long cycle and duration countdown are two unique characteristics of signalized intersections in China by comparison to those developed countries.This paper empirically investigates the impacts of such two characteristics on queue discharge at signalized intersections.For this purpose,seven traffic lanes at two typical intersectionsw ith long cycle and duration countdown are selected as study sites in Tianjin.The results show that the discharge process of queuing vehicles can be divided into three stages∶start-up stage,stable stage,and rising stage.The ordered samples clusteringmethod isused to identify the three partitions in which the findings are distinguished from the conventionalassumption of capacity estimationmethodologies,namely HCM 2010,the adaptiveness of traditionalmethods are thus analyzed.Furthermore,Piece-Wise Linear Method,Quadratic Linear Method,and Simple Linear Method are proposed to implement a better capacity estimation.The comparison results suggesta relatively more precise solutions from Piece-Wise LinearMethod and Quadratic LinearMethod where the RMSE is less than 30 pcu/h.

∶urban transportation;signal control;queue discharge characteristics;capacity;ordered samples clustering;long cycle;duration countdown

∶

1672-5328（2016）06-0067-08

U491.2+6

A DOI∶10.13813/j.cn11-5141/u.2016.0611

2014-12-23

趙巍(1982—)，男，遼寧鞍山人，碩士，高級(jí)工程師，主要研究方向：交通規(guī)劃及交通設(shè)計(jì)。E-mail∶573291802@qq.com