[科普中國(guó)]-綠波帶

背景資料

最早控制交通的設(shè)備是1868年在英國(guó)倫敦安裝的色燈信號(hào)機(jī)。它是用煤氣燈照亮，后因煤氣爆炸而毀壞。1914年在美國(guó)克利夫蘭開(kāi)始使用電光源定時(shí)信號(hào)機(jī)。

1918年在紐約開(kāi)始使用手動(dòng)紅、黃、綠三色信號(hào)機(jī)。用信號(hào)機(jī)控制單個(gè)交叉口的交通信號(hào)稱(chēng)為點(diǎn)控制。隨著交通量的增加，逐漸地從對(duì)單個(gè)交叉口交通信號(hào)的控制發(fā)展到對(duì)同一條道路若干個(gè)相鄰交叉口交通信號(hào)的控制，即線控制。

世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)交通線控制的系統(tǒng)于1917年出現(xiàn)在美國(guó)鹽湖城。這是一種內(nèi)聯(lián)式線控制系統(tǒng),它把一條道路上6個(gè)連續(xù)的交叉口的信號(hào)燈用電纜聯(lián)接，使用手動(dòng)開(kāi)關(guān)。此后十年間，先后又試驗(yàn)成功了同時(shí)式、交變式、推進(jìn)式線控制系統(tǒng)，它們都是機(jī)械聯(lián)動(dòng)。

到50年代，一些國(guó)家的汽車(chē)保有量進(jìn)一步增加，線控制系統(tǒng)已不能滿(mǎn)足城市道路交通的需要。1952年美國(guó)在丹佛市試驗(yàn)用電子計(jì)算機(jī)對(duì)道路網(wǎng)各交叉口的交通信號(hào)進(jìn)行控制，這就是面控制。與此同時(shí)，在高速公路上也安裝了交通控制系統(tǒng)。

1959年加拿大多倫多市進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并于1963年正式安裝了世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)面控制的面控制系統(tǒng)。此后,許多國(guó)家也都采用新型電子計(jì)算機(jī),使一個(gè)區(qū)域內(nèi)的信號(hào)燈協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。中國(guó)于1932年在廣州開(kāi)始采用手動(dòng)信號(hào)燈，1976年在北京安裝了第一臺(tái)單點(diǎn)感應(yīng)式信號(hào)機(jī)，1978年在北京試用線控制系統(tǒng)。

名詞釋義綠波帶是指計(jì)算車(chē)輛通過(guò)某一路段的時(shí)間，再對(duì)各個(gè)路口的紅綠燈信號(hào)進(jìn)行協(xié)調(diào)，車(chē)輛在通過(guò)時(shí)能連續(xù)獲得一路綠燈的技術(shù)。

綠波帶一般在道路非飽和狀態(tài)下才有效。要使綠波帶充分發(fā)揮作用，首先應(yīng)建立城市道路的網(wǎng)絡(luò)分流，分流這兩條主干道上的車(chē)流量；其次通過(guò)非機(jī)動(dòng)車(chē)、行人的交通綜合治理，提高車(chē)輛行進(jìn)速度，才能使綠波帶發(fā)揮作用。

交通信號(hào)“綠波”控制是一項(xiàng)比較特殊的系統(tǒng)。這項(xiàng)系統(tǒng)一般被稱(chēng)為“綠波帶”。城市交叉口信號(hào)綠波控制一般是指一條主干道中若干個(gè)連續(xù)交叉口交通信號(hào)間的協(xié)調(diào)控制。目的是使行駛在主干道協(xié)調(diào)控制的交叉口的車(chē)輛，可以不遇紅燈或者少遇紅燈而通過(guò)這個(gè)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的各交叉口。從被控制的主干道路各交叉口的燈色來(lái)看，綠燈就像波浪一樣向前行而形成綠波，我們稱(chēng)這種交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制方式為“綠波帶”控制。

此外，綠波帶所帶來(lái)的并不只是安全和暢通，其實(shí)綠波帶還潛移默化的讓交通參與者形成了一種出行時(shí)間的規(guī)律性。走在沒(méi)有綠波帶控制的一條路上，紅綠燈的啟動(dòng)是隨機(jī)無(wú)序的，你不能算出自己到達(dá)目的地的大概時(shí)間，當(dāng)交通參與者習(xí)慣了綠波帶，就能大體知道從出發(fā)地到目的地的大概時(shí)間，甚至是比較準(zhǔn)確的時(shí)間，這就方便了大家對(duì)出行時(shí)間的估計(jì)。

在現(xiàn)代城市交通信號(hào)控制中，為了保證主要路線的暢通，經(jīng)常會(huì)使用干線協(xié)調(diào)控制，即“綠波帶”控制模式。有了“綠波帶”，那么其優(yōu)先保持暢通的車(chē)流，就可以“一路綠燈”地通過(guò)其道路控制區(qū)域，盡量減少路口的停留時(shí)間。當(dāng)然，“綠波帶”主要還是為了保證某個(gè)交通流的暢通。

適用范圍1、聯(lián)結(jié)兩個(gè)中心區(qū)之間的主要干道，如通往郊區(qū)飛機(jī)場(chǎng)的道路，通往衛(wèi)星城鎮(zhèn)的道路，小城市的主要干道。

2、實(shí)現(xiàn)“綠波帶”的路口，其交通流量大致接近。

3、實(shí)現(xiàn)“綠波帶”的路段，其交通秩序比較好。比如說(shuō)，很少有行人橫穿馬路，機(jī)動(dòng)車(chē)輛、三輪車(chē)和其它非機(jī)動(dòng)車(chē)輛都能各行其道

實(shí)現(xiàn)方法1、 把要實(shí)現(xiàn)綠波的車(chē)流，放在第一相位。

2、 基準(zhǔn)時(shí)間要一致。

3、 周期要一致：時(shí)段方案要確立一套為綠波帶專(zhuān)用，要設(shè)置為一致，所采用的配時(shí)方案也要一致。相位一的綠燈時(shí)間要一致。

4、 根據(jù)路段長(zhǎng)度及平均車(chē)速，確定絕對(duì)相位差。

此外，要把控制模式設(shè)定為線控或無(wú)電纜協(xié)調(diào)控制。

路口信號(hào)機(jī)在執(zhí)行線控或無(wú)電纜協(xié)調(diào)控制模式時(shí)，到了絕對(duì)相位差所指點(diǎn)的時(shí)間前6秒黃閃，前3秒全紅，然后從相位一開(kāi)始起步，按專(zhuān)用時(shí)段方案執(zhí)行該控制模式。

管理方式1、路口信號(hào)機(jī)的時(shí)鐘校準(zhǔn)：

2、配時(shí)方案的及時(shí)調(diào)整：

3、新增路口的管理：

場(chǎng)景分析1、路口模型：

實(shí)線表示從A到G的車(chē)流，其起始時(shí)間分別為X1、X2…X6。虛線表示從G到A的車(chē)流, 其起始時(shí)間分別為Y1、Y2…Y6。Ti 表示路段的經(jīng)過(guò)時(shí)間。

那么，X1=X0+T1，X2=X0+T1+T2，X3=X0+T1+T2+T3，

X4=X0+T1+T2+T3+T4，X5=X0+T1+T2+T3+T4+T5，

X6=X0+T1+T2+T3+T4+T5+T6。

此外：

Y1=Y0+T6，Y2=Y0+T6+T5，Y3=Y0+T6+T5+T4，

Y4=Y0+T6+T5+T4+T3，Y5=Y0+T6+T5+T4+T3+T2，

Y6=Y0+T1+T2+T3+T4+T5+T6。

現(xiàn)在假設(shè)所有路口的周期相同，都為時(shí)間Z。Y0=X0。我們假設(shè)兩個(gè)車(chē)流在路口D相遇，那么來(lái)看路口D的不同車(chē)流所要求實(shí)現(xiàn)“綠波帶”的起始時(shí)間：X3=X0+T1+T2+T3，Y3=Y0+T6+T5+T4。

情況一：假設(shè)兩車(chē)同時(shí)相向，

由于Y0=X0，那么：X3=X0+T1+T2+T3，Y3=X0+T6+T5+T4。

要想實(shí)現(xiàn)D路口兩個(gè)車(chē)流同時(shí)是“綠波帶”，那就必須要求X3=Y3。也就是要求

T1+T2+T3=T6+T5+T4…………………………..（1）分析上面公式，明顯可以看出，由于路段長(zhǎng)度不一致，公式無(wú)解。也就是說(shuō)，兩個(gè)車(chē)流，不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)“綠波帶”。

情況二：假設(shè)兩車(chē)相向，

但是不同時(shí)，由于Y0=X0+Q，Q為兩車(chē)起步時(shí)間差，那么：

X3=X0+T1+T2+T3，Y3=X0+Q+T6+T5+T4。要想實(shí)現(xiàn)D路口兩個(gè)車(chē)流同時(shí)是“綠波帶”，那就必須要求X3=Y3。也就是要求：T1+T2+T3=T6+T5+T4+Q…………………………..（2）

分析上面公式（2），也明顯可以看出，公式無(wú)解。也就是說(shuō)，兩個(gè)車(chē)流，當(dāng)個(gè)路段的距離不相等時(shí)，不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)“綠波帶”。

同理可得出，雙向“綠波帶”的實(shí)現(xiàn)，其必要條件是：各路段的長(zhǎng)度都是相等的

效益開(kāi)車(chē)經(jīng)過(guò)路橋大道的有車(chē)一族深有同感，以前因?yàn)榧t綠燈多的煩惱，現(xiàn)在大大減少了。說(shuō)起這種一路綠燈的好處，得益于路橋交警啟用的綠波帶控制模式。綠波帶就是在指定的交通線路上，當(dāng)規(guī)定好路段的車(chē)速后，信號(hào)控制機(jī)根據(jù)路段距離，把該車(chē)流所經(jīng)過(guò)的各路口綠燈起始時(shí)間做相應(yīng)的調(diào)整，以確保該車(chē)流到達(dá)每個(gè)信號(hào)燈路口時(shí)，正好遇到“綠燈”。

隨著路橋機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量迅速增長(zhǎng)，紅綠燈變換等候造成車(chē)輛擁堵問(wèn)題更為突出。路橋交警大隊(duì)充分考慮城區(qū)道路實(shí)際情況，發(fā)揮交通指揮中心優(yōu)勢(shì)作用，將路橋泰隆街自南往北、路橋大道自西往東設(shè)置了單向綠波帶，也就是駕駛?cè)私?jīng)過(guò)此路段只要按一定速度（高峰40碼、平峰50碼）行駛，一路上基本綠燈，待時(shí)機(jī)成熟后，將啟用雙向綠波帶管理。路橋城區(qū)其他路段，比如新安街（老104國(guó)道），因路口紅綠燈系統(tǒng)設(shè)置較早、系統(tǒng)陳舊，目前早晚交通高峰時(shí)只能靠警力輔助管理，如果條件允許，也可實(shí)行綠波帶。

根據(jù)道路運(yùn)行車(chē)速和路口間距來(lái)確定信號(hào)綠燈啟亮的時(shí)間差——相位差，使在上游路口綠燈啟亮后開(kāi)出的車(chē)輛，以適當(dāng)?shù)能?chē)速行駛，可正好在下游路口綠燈啟亮?xí)r到達(dá)，如此使進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)路段的車(chē)輛可連續(xù)通過(guò)若干路口。

對(duì)于一些交通量特別大、高峰小時(shí)交通量接近甚至超過(guò)通行能力的路段，下游路口紅燈期間排隊(duì)過(guò)長(zhǎng)時(shí)，一般會(huì)采用同步或提前協(xié)調(diào)控制方式，使下游路口綠燈啟亮?xí)r刻與上游路口同步或超前于上游路口，這樣就能夠避免路段出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶碌那闆r。另外，對(duì)于一些干道路口間夾雜的流量較小的路口，其實(shí)際運(yùn)行周期接近協(xié)調(diào)周期的一半時(shí)，可對(duì)其采用雙周期協(xié)調(diào)，即：小路口每?jī)蓚€(gè)周期實(shí)現(xiàn)一次協(xié)調(diào)。

啟用綠波帶后，駕駛?cè)嗽谠撀范涡旭偦就〞场５枰嵝训氖?，如果駕駛?cè)宋窗凑找?guī)定速度勻速通過(guò)以上路段，等紅燈的煩惱依然存在。同時(shí)，綠波帶只是保證某個(gè)交通流的暢通，而要解決城市擁堵難題，最根本的辦法是改造道路，發(fā)展公交事業(yè)，提高道路運(yùn)載能力，并在市民行車(chē)道德上下功夫。

在我國(guó)的應(yīng)用浙江省寧波市寧波市區(qū)首批設(shè)置“綠波帶”的路段有14個(gè)，其中有8個(gè)是“雙向綠波”，4個(gè)為“單向綠波”，2個(gè)是“潮汐綠波”，“潮汐綠波”根據(jù)城市交通大流量不同時(shí)段的主要走向來(lái)設(shè)定。

雙向綠波：1)福慶南路(通途路—興寧路)；2)寧東路(東部新城轄區(qū)路口)；3)江南公路(高新區(qū)轄區(qū)路口)；4)江東南路(靈橋—桃源街)；5)通途西路(鄞州段16個(gè)路口)；6)世紀(jì)大道(興寧路—江南路)；7)人民路；8)環(huán)城西路(聯(lián)豐路—環(huán)城北路)；

單向綠波：1)興寧路(彩虹路—福明路)；2)福明路(姚隘路—百丈路)；3)百丈路(靈橋—中興路)；4)柳汀街；

潮汐綠波：1)通途路(江東段)；2)中山西路(長(zhǎng)春路—馬園路)1。

廣東省湛江市海濱大道自從2015年8月7日在湛江市首次啟動(dòng)；

海濱大道、人民大道、椹川大道、海田路上完成雙向“綠波帶”建設(shè)，樂(lè)山路到龍平南路路口和樂(lè)山路到永平南路路口，完成單項(xiàng)“綠波帶”建設(shè)。其中，海濱大道“綠波帶”，全長(zhǎng)約5.4公里，共有8個(gè)信號(hào)控制交叉口2。

廣東省廣州市015年年底，廣州市共有38條路段實(shí)行“多路口信號(hào)聯(lián)動(dòng)”。2016年上半年新增了8條，合計(jì)46條；

廣州新增8條“多路口信號(hào)聯(lián)動(dòng)”路段，分別為：花蕾路、榮興路、黃沙大道、閱江路、新港西路、江南西路、元崗路和林和東路；

“多路口信號(hào)聯(lián)動(dòng)”其實(shí)就是老百姓常說(shuō)的“綠波帶”。

江蘇省靖江市從2015年開(kāi)始，靖江市交警大隊(duì)升級(jí)改造交通燈燈控系統(tǒng)，在通江路率先試行雙向綠波帶，成為靖江市首個(gè)雙向綠波帶道路，通江路的雙向綠波帶區(qū)域共11處紅綠燈；

目前，靖江市交警大隊(duì)在人民南路新洲路至中洲路路段，通過(guò)調(diào)整紅綠燈設(shè)備，建成了靖江市第二條雙向綠波帶道路，人民南路雙向綠波帶路段全長(zhǎng)3公里3。