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感應控制與黃燈困境
交叉口作為交通流交織的節點,也是交通事故發生的痛點,當經過交叉口時恰逢遇到通行權的變更,更是引發交通事故的痛中之痛。特別是在城市道路夜間,通行車輛車輛少、車輛行駛速度快,交叉口極易發生交通安 全事故。
當高速行駛的車輛接近交叉口停止線時,如果遇到黃燈突然啟亮,駕駛人存在兩種基本選擇:
1、減速制動,紅燈啟亮前在停止線前停下來(大型車輛由于速度快、質量大,所以慣性較大,不容易剎車停下);
2、保持正常速度通過,在紅燈啟亮前通過停止線;
對于第 一種情況,駕駛員作出減速制動決策,在這樣情況下,駕駛員在路上行駛,看到變黃燈之后開始做出反應,反應時間內往前走一段,然后開始減速停車,在停車線前停下來,正好變成紅燈。構成的時間距離曲線圖如下所示:
如果在曲線的上方,表示實際距停車線的距離比制動停車的距離要大,車輛能安 全在停止線前停下,說明車輛減速制動是正確的,在曲線下方減速制動的決策是錯誤的。
對于第二種情況,駕駛員作出通過停車線決策,駕駛員看到黃燈后要通過停車線,故保持正常的速度,在黃燈變紅之前通過了停車線,因此它通過的距離就等于速度乘以黃燈時間。
如果駕駛員在看到黃燈時,距離停車線的位置比速度乘以黃燈時間所得距離小,車輛能順利通過停止線,也就是在綠色曲線下方,說明通過的決策是正確,反之在上方說明通過的決策是錯誤的。
此時產生一個新的問題——困境區域。左圖曲線的上方表明制動決策正確,表明駕駛員在看到綠燈變黃的時刻,它距離停車線較遠。如果在直線下方,表明通過決策正確。把這兩條線合在一起,會產生一個交點,在綠色區域是第 一類困境區域,如駕駛員的狀態在這個區域內,意味著他想停停不下來,想走走不了,在藍色區域是第二類困境區域,如果是在這個區域,駕駛員既能停也能走,但存在有的駕駛員想停,有的駕駛員想走,就容易造成追尾事故,這兩種情況都是不好的,但第 一類困境區必須避免,既走不了也停不下來,而第二類是盡量避免。
理論上,固定配時交叉口可通過合理設置黃燈時長消 除駕駛員的決策兩難區,但由于駕駛員個體行為(不同速度、加速度、判斷及操作不穩定性等)因素的影響,以及駕駛員對黃燈3s的普遍認知,這種消 除效果很不理想,甚至可能帶來負面效果。
因此,可以考慮采用感應控制來減少黃燈困境造成的影響,以保證大型車輛在城郊道路行駛的安 全性。將檢測器布設在決策兩難區,在信號即將由綠燈切換到黃燈時,若檢測到危險區域內無車,則切換信號,若危險區域內有車,則調整切換時間,直到該相位達到maximum green。
感應控制根據交通實際需求改變相位綠燈時間,提高道路通行效率,結合考慮黃燈困境,豐富原有感應控制邏輯,能以較小的成本改動,較大的提高道路安 全性。交叉口既要追求車流通過的高 效,又要保證交通安 全,需要在兩者之間維持一個巧妙的動態平衡,而感應控制很好的做到了這一點。
以夕照寺片區為例,在10號、11號交叉口采用了感應控制方案。特別是10號路口龍潭路-左安門大街,早高峰南向北車流大,晚上北向南車流大,其余時間車流變化不穩定。為提高道路運行效率,合理分配交叉口通行需求,在進口道布設了3排檢測器,最后一排檢測器安裝在決策兩難區, 當車輛經過檢測器時,檢測器產生脈沖信號,傳遞給信號機,此時信號機進入邏輯判斷,若即將進入綠燈信號切換,且沒有達到maximum green,則為車輛拓展一個單位綠燈時間,保障車輛順利通過交叉口。項目運行至今,感應信號控制效果明顯,既保障了交通安 全,擁堵情況也得到明顯改善。

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