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1、北京市海淀区中国劳动关系学院周边交通指示灯调查与研究赵金辉，李文璋，宋艳华（中国劳动关系学院安全工程系11劳安1班，北京100048）【摘 要】通过对北京市海淀区增光路中国劳动关系学院周边交通指示灯状况进行调查研究与分析，以中国劳动关系学院周边的紫竹院南路、增光路与阜成路北三街、首体南路与车公庄西路、增光路与首体南路、车公庄西路与紫竹院南路等5个十字路口为典型调查对象，以路口拥挤情况为主要突破口，对各个十字路口的红绿灯时间、早晚高峰车流量等进行了实地调查。根据调查结果选取最具有代表性的首体南路与车公庄西路十字路口作为研究对象，专项调查小组通过对现阶段交通信号灯研究现状、研究对象数据收集，运用计
2、算红绿信号灯的最佳周期的方法对收集的数据进行计算分析，计算出理论最佳的红绿灯分配时间，并通过与实际情况相结合得出最终设计的红绿灯分配时间方案，最后通过与现阶段方案相比较，得出设计方案的优势与可行性。【关键词】红绿灯分配时间；交通信号灯；车流量 91 调查背景 交通灯的历史其实很简单。从早期的手牵皮带转动灯箱，到用计算机控制到电子监控感应，发展了接近有140多年的时间。1914年，美国克里夫兰市首先在各个街道中恢复交通灯，纽约、芝加哥等乡落也逐渐有了交通信号控制系统。随着1994年我国道路交通信号灯标准(以下简称信号灯)GB14887【1】的制订,使得信号灯产业有了较为规范化的管理。但由于道路交
3、通的改善,高等级公路的飞速发展,车辆行驶的速度也有了相应的提高,在一些交通比较发达的地区,对信号灯的技术规范已比以前要求得更为严格。现阶段研究人员针对指示灯存在的问题有以下几个研究方面：1、 华东师范大学王新伟等人2针对四叉路口的交通流建立了一个动态离散非线性模型,给出了它们的统一格式。并应用控制理论的方法讨论了交通信号灯的控制策略,研究了各种情况下路口的车流量的情况。2、 上海铁道大学学报宁楚文等专家【3】以四叉路口的总体特征为背景,建立了一个动态离散非线性模型，这是一个多输入多输出的差分状态方程。以这个数学模型为背景研究了四叉路口交通信号灯的控制策略。基于这种方法可以通过计算机仿真来模拟实
4、际路口的车流状况,了解在现有条件下可以采取的信号灯控制策略,以及如何改造路口的设施,使得路口避免车流的堵塞。3、 济南大学理学院伊丽子等学者【4】研究了交通拥挤现象，设计新的人们在交通路口等待时间，较少了原有方案的等地时间，研究的方法主要是提高交通信号灯的循环效率也就是找到交通指示灯的最优相位个数。并引入“圆染色”的概念，将城市路口交通指示灯循环效率归结为其交通流模型图中所显示的圆色数。基于研究十字路口交通流现状，论文给出了它们圆色数和8种不同状态下的交通流模型图，圆色数也就是对应交通指示灯的最优个数。2 北京交通整体概况随着近些年来经济和社会快速发展，本市很多市区面积的逐渐扩大，道路建设的不
5、断增多，出行车辆的不断增加，城市交通进入一个快速发展的阶段。但是，市区交通却开始出现在发展过程中普遍遇到的城市交通拥堵问题。主要问题有以下几个方面：2.1市区道路交通管理还有很多地方不到位（1）失去内还群在着部分路段红绿灯过多而引起的车辆通行缓慢现象。而且不少红绿灯在时间的设计上并不不合理，例如：在车辆较多的方向通行时间反而较短。（2）市区内交通秩序的疏导基本上还是依赖民警和红绿灯岗亭，但由于管制力量薄弱，科技管理交通的手段较低。所以在交通管理上还是基本采用交通灯、警力等形式，并没有大规模使用电子科技辅助人为办公，也没有形成严密的道路安全交通系统，因而无法进行科学的管理。 （3）市区内一些交通
6、道路两旁的施工单位由于非法占用了人行道、自行车道，造成了非机动车、行人的通行空间的减弱。2.2交通秩序混乱，交通法规观念淡漠北京交通管理部门的统计资料表明，本市小公共、出租车仅占全市机动车的10，但违章的车辆却却占了30【5】。据北京市市政工程设计研究总院最近关于“北京城市环路交通事故分析”的研究结果，在快速环路二环路上的交通事故可分为三种主要形态：并线违章、追尾事故和并线频繁。2.3道路建设在设计和使用上并不能满足交通需要 （1）由于缺少快速、便捷的环城高速线路，使得许多往返于各城区的机动车辆不得不经过城市中心区，从而造成了交通的拥挤现象。 （2）一些交通道路功能不清，路网结构欠合理。不少道
7、路都被用来搞商业街、步行街。导致不少道路成为断头路，无法有效地利用现有的城市道路进行车辆分流。一些交通道路设计过窄，道路之间没有分叉路口，无法进行车辆分流。3 学校周边路口交通总况 路上的车辆越来越多，周边道路建设跟不上城市发展的速度，周边交通问题日益突出，经常在十字路口等交通繁忙的地方发生堵塞情况，出现交通混乱。学校周边路口指示灯主要呈现出以下两个特点： （1）地点固定性。这些固定的交通拥堵地段包括：交通要道、商业集中区路段、红绿灯设置多的路段及行人较多穿行机动车道路段。 （2）时间规律性。很多城市市区发生交通拥堵主要是在以下几个时间段：每天的上下班高峰期，上下班车流、政务商务车流、旅游休闲
8、车流同时集聚在相同的路段上；周末、黄金周期间出行车辆比平常增加。 （3）主辅路间不能很好的协调。主路上的车辆下线到辅路就是红绿灯，如果是红灯，前面又有很多车辆，势必导致车辆不能下主路，导致主路也运行不畅；辅路上的车辆过了红绿灯就上主路，如果主路拥堵上不了主路，又导致主路入口前方辅路空闲，后方车辆无法通行，恶性循环导致十字路口车辆不能正常按信号灯通行，导致交叉路口拥堵，又恶性循环致主路更加拥堵。这样就会出现一个现象，主路全线拥堵，辅路信号灯各个方向拥堵，辅路两个信号灯之间都是空路。 4调查过程 本次调查主要对中国劳动关系周边十字路口和丁字路口道路交通指示灯指导道路的拥堵情况进行数据统计和分析，得
9、出各路口的拥堵程度，选取一个合适的路口交通信号灯进行具体研究：设计。首体南路与车公庄西路增光路与紫竹院南路增光路与阜成路北三街车公庄西路与紫竹南院增光路与首体南路中劳周边交通指示灯数据分析数据调查和收集选取最终研究内容图1：确定调查过程4.1 调查对象本次调查对象主要为中国劳动关系学院周边的十字路口和丁字路口，如下图3所示，分别为：1增光路与阜成路北三街交叉十字路口2.增光路与紫竹院南路交叉丁字路口3.车公庄西路与紫竹院南路交叉十字路口4.车公庄西路与首体南路交叉十字路口5.增光路与首体南路交叉路口。图2：中国劳动关系学院周边路口与交通指示灯分布 4.2 数据收集通过网络资料的收集与调查走访得
10、知北京市的上下班高峰期分别为：早上7:00-9：00、晚上17:30-19:30，在以上两个时间段内，是行人和车辆最多最拥挤的时候，也是道路交通压力最大的时候，是最能体现一个路口通行能力和交通指示灯作用的时间段。于是调查小组三名成员分别对以上5个路口（如上图三标注1、2、3、4、5五个路口）在一周每天的四个不同时间段内车辆通过路口前后50米所用的时间进行了统计，得到数据如下表所示：进行对比。4.3 数据分析表1：中国劳动关系学院周边路口车辆通过路口50m所用时间时间段路口速度7:00-9:0010：00-11:0014:00-15:0017:30-19:30123451234512345123
11、45通过路口平均速度Km/h33.327.718.912.615.14032.130.526.532.734.630.526.928.629.533.925.717.014.917.04.3.1 交通拥堵量化与分类交通拥堵主要是出行者对时间和车速的一种感觉，即出行车辆在交通道路或交叉口上排队或者缓慢移动的现象。目前，对城市交通运行状态或交通拥堵的量化与分类，国内外还没有一个统一的标准，不同地区采用的划分方式都有不同之处，国内外一般用城市主干道上机动车的平均车速来评价道路的畅通程度。畅通程度分为畅通、拥挤、堵塞和严重堵塞四种情况，其中，后三种称为拥堵。我国一般以平均车速20千米/小时作为拥挤与堵
12、塞的分界线，以平均车速10千米/小时作为堵塞与严重堵塞的分界线。为清晰可见，兹将其速度和具有的特点列表入下：表2：交通拥挤程度与速度关系表城市主干道速度：千米/小时特点畅通v30车辆运行受外界制约较小，车流比较稳定拥挤20v30车辆运行车速较低，有一定延误，排队现象时有发生，车流不稳，可以接受堵塞10v20车辆运行速度较低，始终有车辆排队，有较大延误，饱和度较高，能忍受严重堵塞V10车辆速度极低，几乎不能前行，始终有车辆排队，基本饱和或超饱和，难以忍受4.3.2 具体数据分析与比较 由表1可得学校周边5个路口一周四个时间段内通过路口50m所需的平均时间，由速度=路程/时间即（V=S/T）可计算
13、出车辆通过各路口的平均速度，具体如下表：表3：车辆在各时间段通过各路口的速度时间段路口时间S日期7:00-9:0010：00-11:0014:00-15:0017:30-19:3012345123451234512345星期一5.36.48.912.611.44.45.95.76.55.64.55.76.46.45.54.67.78.716.69.9星期二5.16.58.812.79.94.55.75.76.85.74.76.56.85.86.14.87.29.710.210.5星期三5.56.28.810.39.64.85.35.46.45.84.85.76.95.36.34.36.99.9
14、9.911.6星期四5.86.49.710.39.84.65.76.27.54.94.66.96.96.66.14.76.910.611.49.7星期五4.96.49.913.210.54.35.45.97.25.74.95.86.86.76.44.97.011.213.312.3星期六5.67.110.212.912.34.54.86.36.35.66.74.76.66.86.47.17.411.311.310.2星期日5.56.710.511.613.24.66.56.46.75.56.86.46.76.46.57.26.313.112.49.8平均值5.46.59.511.910.94.55.65.96.85.55.2
