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华球(中国)
感应控制与黄灯困境
交叉口作为交通流交织的节点,也是交通事故发生的痛点,当经过交叉口时恰逢遇到通行权的变更,更是引发交通事故的痛中之痛。特别是在城市道路夜间,通行车辆车辆少、车辆行驶速度快,交叉口极易发生交通安 全事故。
当高速行驶的车辆接近交叉口停止线时,如果遇到黄灯突然启亮,驾驶人存在两种基本选择:
1、减速制动,红灯启亮前在停止线前停下来(大型车辆由于速度快、质量大,所以惯性较大,不容易刹车停下);
2、保持正常速度通过,在红灯启亮前通过停止线;
对于第 一种情况,驾驶员作出减速制动决策,在这样情况下,驾驶员在路上行驶,看到变黄灯之后开始做出反应,反应时间内往前走一段,然后开始减速停车,在停车线前停下来,正好变成红灯。构成的时间距离曲线图如下所示:
如果在曲线的上方,表示实际距停车线的距离比制动停车的距离要大,车辆能安 全在停止线前停下,说明车辆减速制动是正确的,在曲线下方减速制动的决策是错误的。
对于第二种情况,驾驶员作出通过停车线决策,驾驶员看到黄灯后要通过停车线,故保持正常的速度,在黄灯变红之前通过了停车线,因此它通过的距离就等于速度乘以黄灯时间。
如果驾驶员在看到黄灯时,距离停车线的位置比速度乘以黄灯时间所得距离小,车辆能顺利通过停止线,也就是在绿色曲线下方,说明通过的决策是正确,反之在上方说明通过的决策是错误的。
此时产生一个新的问题——困境区域。左图曲线的上方表明制动决策正确,表明驾驶员在看到绿灯变黄的时刻,它距离停车线较远。如果在直线下方,表明通过决策正确。把这两条线合在一起,会产生一个交点,在绿色区域是第 一类困境区域,如驾驶员的状态在这个区域内,意味着他想停停不下来,想走走不了,在蓝色区域是第二类困境区域,如果是在这个区域,驾驶员既能停也能走,但存在有的驾驶员想停,有的驾驶员想走,就容易造成追尾事故,这两种情况都是不好的,但第 一类困境区必须避免,既走不了也停不下来,而第二类是尽量避免。
理论上,固定配时交叉口可通过合理设置黄灯时长消 除驾驶员的决策两难区,但由于驾驶员个体行为(不同速度、加速度、判断及操作不稳定性等)因素的影响,以及驾驶员对黄灯3s的普遍认知,这种消 除效果很不理想,甚至可能带来负面效果。
因此,可以考虑采用感应控制来减少黄灯困境造成的影响,以保证大型车辆在城郊道路行驶的安 全性。将检测器布设在决策两难区,在信号即将由绿灯切换到黄灯时,若检测到危险区域内无车,则切换信号,若危险区域内有车,则调整切换时间,直到该相位达到maximum green。
感应控制根据交通实际需求改变相位绿灯时间,提高道路通行效率,结合考虑黄灯困境,丰富原有感应控制逻辑,能以较小的成本改动,较大的提高道路安 全性。交叉口既要追求车流通过的高 效,又要保证交通安 全,需要在两者之间维持一个巧妙的动态平衡,而感应控制很好的做到了这一点。
以夕照寺片区为例,在10号、11号交叉口采用了感应控制方案。特别是10号路口龙潭路-左安门大街,早高峰南向北车流大,晚上北向南车流大,其余时间车流变化不稳定。为提高道路运行效率,合理分配交叉口通行需求,在进口道布设了3排检测器,最后一排检测器安装在决策两难区, 当车辆经过检测器时,检测器产生脉冲信号,传递给信号机,此时信号机进入逻辑判断,若即将进入绿灯信号切换,且没有达到maximum green,则为车辆拓展一个单位绿灯时间,保障车辆顺利通过交叉口。项目运行至今,感应信号控制效果明显,既保障了交通安 全,拥堵情况也得到明显改善。
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