第 ４１ 卷 第 ６ 期
吉 林 大 学 学 报 （ 工 学 版 ）
Ｖｏｌ ．４１ Ｎｏ ．６
２０１１ 年 １１ 月
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｎｏｖ ．２０１１
收稿日期 ：２０１０‐１０‐１３ ．
基金项目 ：国家自然科学基金项目（５０８０８０３５） ；中央高校基本科研业务费专项基金项目 ．
作者简介 ：姚荣涵（１９７９ ） ，女 ，副教授 ，博士 ．研究方向 ：交通流理论 ，交通控制 ，交通规划 ．
Ｅ‐ｍａｉｌ ：ｃｙａｎｙｒｈ＠ ｄｌｕｔ ．ｅｄｕ ．ｃｎ
协 调 信 号 交 叉 口 间 路 段 上 的 车 辆 排 队 模 型
姚荣涵
１
，王铁成
１
，王建丽
１
，朱春钢
２
（１ ．大连理工大学 交通运输学院 ，辽宁 大连 １１６０２４ ；２ ．大连理工大学 数学科学学院 ，辽宁 大连 １１６０２４）
摘 要 ：为了描述路段上车流受上 、下游信号交叉口影响而产生的集结与消散现象 ，通过分析
协调信号交叉口间路段上的车辆排队演化过程 ，基于冲击波理论建立了车辆排队模型 。 为了
验证模型的有效性 ，应用 ＶＩＳＳＩＭ 交通仿真软件设计模拟方案 ，采集每辆车在上 、下游检测器
处的速度及其到达时刻 ，根据模型计算得到 ５５ 个周期的排队消散长度和二次排队长度 。 结果
显示 ，排队消散长度和二次排队长度计算值与模拟值的相对误差小于 １０％ 的周期分别占
７２ ．７３％ 和 ８５ ．４５％ 。该模型可以用于估计协调信号交叉口间路段上的车辆排队长度 ，为交通
控制方案的优化或调整提供理论依据 。
关键词 ：交通运输系统工程 ；交通排队 ；冲击波 ；排队消散长度 ；二次排队
中图分类号 ：Ｕ４９１ ．２ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１６７１‐５４９７（２０１１）０６‐１５８５‐０７
Ｖｅｈｉｃｌｅ ｑｕｅｕｅ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｌｉｎｋ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｓｉｇｎａｌｉｚｅｄ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ
ＹＡＯ Ｒｏｎｇ‐ｈａｎ
１
，ＷＡＮＧ Ｔｉｅ‐ｃｈｅｎｇ
１
，ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ‐ｌｉ
１
，ＺＨＵ Ｃｈｕｎ‐
ｇ
ａｎｇ
２
（１ ．Ｓｃｈｏｏｌ ｏ
ｆ
Ｔ ｒａｎｓ
ｐ
ｏｒｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｌｏ
ｇ
ｉｓｔｉｃｓ ， Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
ｏ
ｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ
， Ｄａｌｉａｎ １１６０２４ ， Ｃｈｉｎａ ；２ ．Ｓｃｈｏｏｌ ｏ
ｆ
Ｍ ａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ，Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
ｏ
ｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ
，Ｄａｌｉａｎ １１６０２４ ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｔｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｑｕｅｕｅ ｇｒｏｗ ｔｈ ａｎｄ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｋ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ
ｓｉｇｎａｌｉｚｅｄ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ ， ａ ｖｅｈｉｃｌｅ ｑｕｅｕｅ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ｔｈｅｏｒｙ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ
ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｑｕｅｕｉｎｇ ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｏｄｅｌ ， ａ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＶＩＳＳＩＭ ｔｒａｆｆｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗ ａｒｅ ｔｏ ｃｏｌｌｅｃｔ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ
ａｒｒｉｖａｌ ｔｉｍｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｔ ｕｐｓｔｒｅａｍ ａｎｄ ｄｏｗ ｎｓｔｒｅａｍ ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ ．Ｔｈｅ ｑｕｅｕｅ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈｓ ａｎｄ
ｒｅｓｉｄｕａｌ ｑｕｅｕｅ ｌｅｎｇｔｈｓ ｆｏｒ ５５ ｃｙｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｄｅｌ ． Ｔ ｈｅ ｏｕｔｃｏｍｅｓ ｒｅｖｅａｌ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｙｃｌｅｓ ｉｎ ｗ ｈｉｃｈ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｅｒｒｏｒｓ ｂｅｔｗ ｅｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｑｕｅｕｅ
ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｑｕｅｕｅ ｌｅｎｇｔｈ ａｒｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １０％ ａｃｃｏｕｎｔ ｆｏｒ ７２ ．７３％ ａｎｄ ８５ ．４５％
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ．Ｔ ｈｉｓ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｑｕｅｕｅ ｌｅｎｇｔｈ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｋ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ
ｓｉｇｎａｌｉｚｅｄ ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ ，
ｐ
ｒｏｖｉｄｉｎｇ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｒ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｃｈｅｍｅ ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ； ｔｒａｆｆｉｃ ｑｕｅｕｅ ； ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ ；
ｑ
ｕｅｕｅ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ ；ｒｅｓｉｄｕａｌ ｑｕｅｕｅ
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