陈之 锴成卫 李黎山 李冰
摘 要：信号交叉口排队长度是交通信号控制的一项重要指标，为了提高排队估计精度以及实用性，文章以相邻信号交叉口的下游交叉口排队长度作为研究对象，在关联信号交叉口排队长度计算模型基础上，提出了一种考虑异质车流的影响下的实时排队长度的估计方法。通过异质车流的行程时间，拟合双峰模型得到车辆离散模型，研究表明：利用该模型分析上游车辆离去流量，得到下游到达流率;通过信号控制方案以及停车波波速，估计交叉口车辆排队长度。大量实证研究检验平均绝对误差在0.3veh/lane/s内，提高了信号交叉口排队长度估计的有效性与实用性，从而为后续异质交通环境下信号配时优化提供理论依据。
关键词：智能交通;排队实时估计;离散;异质车流
中图分类号：U491.2 文献标识码：A
Abstract： Queuing length at signalized intersections is an important index of traffic signal control. In order to improve the accuracy and practicability of queuing estimation， the queuing length at downstream intersections of adjacent signalized intersections was taken as the research object， and a real-time queue length estimation method considering heterogeneous vehicle flow was proposed based on the queuing length calculation model of signalized intersection. With the travel time of heterogeneous traffic flow， the vehicle discrete model was built by fitting the bimodal model; the upstream vehicle departure flow and the downstream arrival flow rate were analyzed by using this model; the length of vehicle queue at intersections was estimated through the signal control scheme and the parking wave speed; a large number of empirical studies verify that the average absolute error is within 0.3 veh/lane/s. The validity and practicability of queuing length estimation at signalized intersections are improved， which provides basis for subsequent signal control and traffic carding.
Key words： Intelligent transportation; queuing real-time estimation; discrete; heterogeneous traffic flow
0 引 言
交通拥堵是当今世界的难题，而排队长度作为判断交叉口阻塞的标志，对其模型的研究具有重要意义。随着公交车越来越成为交通流的重要部分，信号控制应充分考虑公交车车辆速度及停靠随机延误，从而提高交叉口车流到达分布估计及排队长度的精度及实用性。
相邻交叉口排队研究依然是交通比较活跃的研究领域，相邻交叉口离散模型及排队模型研究近来有了诸多新发展，Pacey[1]在1956年从车流密度角度开始对车队离散模型研究后，Robertson[2]首先从流量角度提出了一种车辆行程时间服从移位几何分布的车队离散模型，并被广泛利用。之后Tracz[3]和Polus[4]发现通过正态分布、对数正态分布拟合车辆行程时间效果更好。国内王殿海[5]等人对车辆行驶速度及行驶时间分布进行了拟合，分析了各离散模型的适用范围，提出正态分布拟合具有广泛适应性。姚志洪等人[6-7]考虑小汽车行程时间、公交行驶时间和停靠时间分布，建立了异质交通流车队流量离散模型，充分体现小汽车和公交车各自的车队离散规律。在交叉口经典排队模型Miller、SIGNAL94、TRANSYT[8]等排队长度模型主要考虑不同影响因素下排队长度与上游车辆和信号控制方法的关系[9]，之后Francois Dion[10]等人通过对比常用的排队分析方法，得到交通波理论可以更加准确地描绘排队现象并具有良好的适用性。国内王殿海[11]等人以交通波理论为基础，研究了车辆在交叉口的排队消散过程及其对上下游交叉口的影响。关桢[12]等人重点研究了公交影响条件下混合行驶的特点，刻画信号周期内交通波的傳递情况。王进等人[13]详细分析了路段长度、相位差、绿信比等时空参数对路口最大排队长度的影响机理。
以上成果为相关问题深入研究提供了基础，但是国内外研究在异质交通流特性下完整分车道排队长度估算模型较少。较多的离散模型研究对上游交叉口离去流率处理过于简单、忽视公交车对不同车道排队影响，现有排队模型多研究最大排队与路口时空参数，更需要结合上游到达情况对实时排队和车道间排队进行研究。在此基础上，本文基于异质交通流截断双峰正态拟合离散模型，建立交叉口分车道实时排队估计模型。与现有模型多用仿真软件验证相比，本文模型可以在相邻交叉口环境下实证研究，更能体现模型精度、实用性和抗干扰能力。
