术
高分子材料成型加工总第141期
公路与汽运
Highways&AutomotiveApplications57
基于车辆检测器选址的半感应信号控制技术
卓曦，郑柯，庄小琼
(1.福州大学土木工程学院，福建福州350108;2.泉州市洛江区经济贸易发展和改革局，福建泉州362000)
摘要：为提高信号交叉口半感应控制效率，减少绿灯损失时问，分析了半感应控制特性，建 立车辆检测器选址模型，研究半感应控制配时参数计算方法，提出了可变单位绿灯延长时间模型; 以福州市某交叉口为例，采用Synchro仿真软件进行成果验证.仿真结果表明合理设置半感应控大众传播对社会的影响
制车辆检测器位置和配时参数，可使交叉口单车平均延误从32.63S下降到27.35S，平均速度从
24.5Okm/h上升到3O.83km/h，排队长度从32.4Om降低到14.87m.
关键词：交通工程；半感应控制；车辆检测器；选址；绿灯延长时间
中图分类号:U491.5文献标志码:A文章编号:1671—2668(2010)06～0057—05
城市平面交叉口作为交通瓶颈点，其交通行为
复杂，易受交通环境干扰，导致交通延误较大.若交
叉口交通为非饱和状态，感应控制可取得较大效益,
提高通行能力.定义城市平面交叉口两相交道路中
等级较高道路为主路，等级较低道路为次路.主次
路相交的交叉口，更适用半感应控制技术，降低交通
控制系统的建设和维护成本，管理方便，简单.但中
国半感应控制的车辆检测器设置技术缺乏理论指导，设置相对随意，影响感应控制效率.
针对半感应控制的研究，国外集中于半感应控
制的模型和算法，并在随机点过程理论研究的基础上对控制问题进行深入研究；国内则集中于交通流最优预测模型，交通控制系统优化及配时优化等. 国内外研究均侧重于配时理论分析，没有将感应控制设施设计与信号配时理论紧密结合.
针对主路交通流饱和，次路交通到达随机的情
况，该文基于设施设计与信号配时的相互反馈，相互影响的递归控制思想，将设施设计与信号配时进行一
体化考虑，分析交叉口半感应控制交通特性，建立车辆检测器选址模型和可变单位绿灯延长时间模型，提出系统性的基于车辆检测器选址的半感应控制技术.
1半感应控制特性分析
半感应控制是只在部分进口道上设置检测器的
朱虹
感应控制，适用于主次路相交且交通量变化较大的交叉口.该文重点研究检测器设置在次路上的半感应控触技术，检测器设置在主路上的半感应控制技术与此类似.
1.1半感应控制基本原理
当主路绿灯通行时间到达最小绿灯时间后，判
断次路是否有车辆排队或到达，如果没有，则主路继续维持绿灯状态；如果次路上有车辆，则主路绿灯时间结束，次路绿灯通行时间开始.
次路感应信号机内预设一个最小绿灯时间，信
号机先给次路相位分配最小绿灯时间，同时信号机
不断接受和处理由检测器测到的车辆到达信息，从
而提供单位绿灯延长时问，直至到达最大绿灯时间.
1.2半感应控制交通特性
针对检测器设置在次路上的半感应控制，当检
金大奶奶
测器测到有车时，次路相位启动，次路方向开始显示
绿灯，此时次路车流通过交叉口停车线的流量变化
特性如图1所示.
次路
相位
娄.起始迟研有效绿灯时.
霪前损失''''\
.
时间
{灯间隔I,'ll时间,s
l
图1次路相位时交通流量变化状况
如图1所示，当次路信号灯转为绿灯显示时，原
先等候在停止线后面的车辆开始前行，连续越过停
止线，其流率由零很快增至一个稳定的数值，即饱和
流量.饱和流量对应着相位的有效绿灯时间.次路
最小绿灯时间结束后，如果没有后续车辆到达，则次
路绿灯时间结束，有效绿灯时间缩短，呈现出图1中
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公路与汽运Highways&AutomotiveApplications第6期2010年11月
虚线形式.
2半感应控制车辆检测器选址模型
2.1车辆检测器布设基本原则
依据半感应控制特性，可得车辆检测器布设基
本原则:
(1)避免支路交通流干扰.一些从支路上来的
车辆随机地汇入检测器影响路段，造成检测器检测精度下降，误检率上升.应尽量把检测器设在支路
汇入点的下游.
结缔组织增生(2)减轻车辆转弯影响.左右转流向比例较大
的进口道，应注意左右转的转弯轨迹，防止转弯车辆的车头和车尾影响检测精度.应将检测器设置在转弯分流点上游.
(3)避开停车频繁区.若车辆在检测器检测区
内频繁停车，会使该区域交通混乱，影响检测器数据采集能力，并造成检测数据处理困难.故检测器应
尽量避开停车频繁区.
(4)配合最小绿灯时间.半感应控制的最小绿
灯时间应保证停在停车线和检测器之间的车辆全部通过停车线，故检测器设置应与最小绿灯时间形成一
个相互配合，相互反馈递归的时空综合设置技术. 2.2车辆检测器选址模型
车辆检测器选址满足上述前3条基本原则后,
利用排队论基本原理，基于上述第4条原则，以在最小绿灯时间内排空停止线前排队车辆为目标，优化检测器与停车线的间距，从而确定车辆检测器的最优位置(如图2所示).
检测器
为车辆检测器到停止线的距离(m).
图2车辆检测器位置示意图
配时与设施设计应相互联系，相互协调.最小
绿灯时间由初始绿灯时间与单位绿灯延长时间构
成.在单位绿灯延长时间内检测器检测到的车辆必须能通过交叉口，若检测器设置的位置太远，造成单位绿灯延长时间增大，为等待少数车辆而浪费绿灯时间，会降低交叉口进口道通行能力.同时，初始绿灯时间的长短，也与检测器的位置相关.
最小绿灯时间应保证排在停止线与感应线圈之
间的车辆能及时排空，因此初定最小绿灯时间，计算停止线与感应线圈之问的距离l:
，一
giZF2
一
式中:gi为最小绿灯时间(s)，初定为6～10s;
为平均排队长度(m);te为平均排放时间，即疏散时间(s).
(1)平均排队长度.利用排队论相关知识，式
(1)中的平均排队长度按下式计算:
l一2
l—P
(2)
式中:p为交通强度或利用系数;Z为排队车辆平均车头间距(m)，一般取6In.
又有:
ID—(3)
式中：为车辆平均到达率(辆Is)，即高峰小时到达
交通量的单位时间平均车辆数；为车辆平均离去
张量分析
率(辆/s)，即高峰小时离去交通量的单位时间平均车辆数.
将式(3)代入式(2)得:
z&；一z(4)
