第五章 數值模擬與分析
5.2 路口方案號誌運作
以下將針對各個方案,當公車有需求時,模擬所得路口公車通行的情形。由 於號誌路口有四個臨近路段,以下各圖都僅表示其中一個臨近路段,某個特定時 階公車與小客車的停等情況。本節範例是以每方向小客車車流量600vph 時,公車 班距為1 分鐘(20 時階),週期長度為 42 秒,綠燈長度皆為 18 秒之設定,各圖 中L 代表小客車車隊長度,Lb 代表公車停等輛數,圖下方為號誌狀態,G 代表綠 燈、Y 代表黃燈、R 代表紅燈,箭頭代表該時階有一輛公車抵達。
1. 方案 1:定時式號誌時制,公車於第 10、30 與 49 時階抵達路口(如圖 5.7,
箭頭表示公車抵達),紅燈於第8 時階開始,小客車車隊開始累積,而當第 10 時階公車抵達時,其前方有3 輛小客車停等,且無法順利通行,因此等到第 15 時階時,號誌轉換回綠燈,車隊開始疏散,等公車前方車隊消散後,才於 第16 時階離去。若是公車剛好於綠燈抵達,如第 30 時階,由於其前方車隊尚 有7 輛,因此必須停等至第 33 時階才離去。由此可知,公車在定時式號誌時 制下,時常因號誌而導致停等。
0 2 4 6 8 10 12
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 時階順序
車隊長度(輛)
L Lb
圖5.7 方案一號誌運作圖
2. 方案 2:班表控制適應式時制搭配定時式號誌時制、無補償時相,公車於第 14、
內抵達,由於補償時相時,不再對其他公車進行控制,因此公車僅能等到補償 時相結束,號誌才能重新接受其他公車的路線控制需求,也就是第34 時階,
下個綠燈開始時。由於此時幹道剛切換為綠燈,因此公車僅停等2 時階後,於 第27 時階通過路口,相對於方案二的控制下,於第 29 時階通過,方案三會減 少部份公車路線控制的彈性。
0 2 4 6 8
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 時階順序
車隊長度(輛)
L Lb
圖5.9 方案三號誌運作圖
4. 方案 4:班距控制適應式時制搭配定時式號誌時制、無補償時相,公車於第 14、
25 時階抵達(如圖 5.10),由於第一輛公車與前輛公車間班距大於容忍範圍,
因此進入路線控制階層,適應式號誌縮短原有紅燈長度,由第8 時階紅燈開始 至第11 時階紅燈結束,支道僅執行最小綠燈長度即切換時相,以使公車能於 第14 時階順利通行,之後切換回路口控制階層,而當第二輛公車於第 25 時階 抵達時,由於與第一輛公車間的班距過小,小於其容忍範圍,則號誌控制進入 路線控制階層,適應式號誌執行紅燈延長,從第19 時階至 27 時階,共 9 時階 的紅燈時間,使公車停等直至班距的容忍範圍內,而於第30 時階通過路口。
與方案二比較可發現,當第二輛公車早到時,班距控制會導致該公車停等時間 較長,以符合班距控制的容忍間距。
0 2 4 6 8 10 12
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 時階順序
車隊長度(輛)
L Lb
圖5.10 方案四號誌運作圖
5. 方案 5:班距控制適應式時制搭配定時式號誌時制、有補償時相,公車於第 14、
25 時階抵達(如圖 5.11),由於第一輛公車與前輛公車間班距大於容忍範圍,
因此進入路線控制階層,適應式號誌縮短原有紅燈長度,由第8 時階紅燈開始 至第11 時階紅燈結束,支道僅執行最小綠燈長度即切換時相,以使公車能於 第14 時階順利通行,當公車通行過後,由於已滿足幹道最小綠燈的限制,立 即進入補償時相,補償週期由第16 時階至第 25 時階為支道補償綠燈時相,經 黃燈時段後,由第27 時階至第 35 時階為幹道補償綠燈時相,之後切換回路口 控制階層,而當第二輛公車於第25 時階補償時相內抵達時,同樣由於補償時 相時,不再對其他公車進行控制,因此公車僅能等到補償時相結束,也就是第 37 時階下個綠燈開始時才能接受其他公車的路線控制需求,由於此時幹道剛 切換為綠燈,因此公車僅停等5 時階後,於第 29 時階通過路口。與方案四比 較可知,由於補償時相,因此第二輛公車無法繼續停等,而提早離開路口,因 此其維持班距的彈性較方案四差。
0
車影響,而班距控制則受前後車影響,容忍間距會變動,因此班距控制常導致較 長的紅燈長度。比較方案三與方案五則發現,由於班距控制會有較長的紅燈長度,
因此方案五的補償週期也會因需消散較多的停等車隊而產生較長的補償週期。
圖5.12 各方案公車通行時空圖