[論文レビュー] A Comparison of Tram Priority at Signalized Intersections

Lele Zhang, Timothy M. Garoni|arXiv (Cornell University)|Nov 12, 2013

Transportation Planning and Optimization参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、大規模で適応型の交通ネットワーク（SCATS）における信号制御交差点におけるトラム優先をシミュレートするために、確率的細胞自動機械モデルが用いられ、4つのトラム優先手法を比較した。その結果、部分的条件付き優先が最良のバランスを実現することが判明した。これは、他の交通機運への影響を最小限に抑えつつ、トラムの遅れを顕著に削減し、全般的なネットワーク効率において、完全優先および無条件優先手法を上回った。

ABSTRACT

We study tram priority at signalized intersections using a stochastic cellular automaton model for multimodal traffic flow. We simulate realistic traffic signal systems, which include signal linking and adaptive cycle lengths and split plans, with different levels of tram priority. We find that tram priority can improve service performance in terms of both average travel time and travel time variability. We consider two main types of tram priority, which we refer to as full and partial priority. Full tram priority is able to guarantee service quality even when traffic is saturated, however, it results in significant costs to other road users. Partial tram priority significantly reduces tram delays while having limited impact on other traffic, and therefore achieves a better result in terms of the overall network performance. We also study variations in which the tram priority is only enforced when trams are running behind schedule, and we find that those variations retain almost all of the benefit for tram operations but with reduced negative impact on the network.

研究の動機と目的

• 混合交通都市環境におけるさまざまなトラム優先戦略が、トラムのサービス信頼性および全体的なネットワーク性能に与える影響を評価すること。
• バスとは異なり、路側の停留所で車線をふさぐことや、車線変更ができないというトラム運用の独自の課題に起因する、既存のバス優先モデルの適用性が制限されることを解決すること。
• さまざまな交通飽和度下でのトラムの性能（所要時間、ばらつき）と、私道車両への影響のトレードオフを評価すること。
• トラムが遅れている場合にのみ有効となる条件付き優先（条件付き）が、無条件優先に匹敵する利益を得つつ、ネットワークコストを低減できるかどうかを検証すること。
• 実世界の適応型信号制御システム（例：SCATS）への実装を想定し、最適なトラム優先手法を提案すること。

提案手法

• 中間スケールの確率的細胞自動機械（CA）モデルを用いて、トラム、私道車両、信号制御交差点を含むマルチモーダル交通フローをシミュレートした。
• モデルには、適応的サイクル長、スプリット、信号リンクを備えたSCATS（シドニー統合適応型交通システム）が組み込まれており、ピーク時間帯の交通を再現するため、オープン境界条件が使用された。
• 4つのトラム優先手法をシミュレートした：（1）優先なし、（2）絶対的無条件優先（PU）、（3）部分的無条件優先（PC）、（4）条件付き優先（AU/AC）、そのうち優先がトラムが遅れている場合にのみ発動するかどうかのバリエーションを含む。
• 性能は、平均トラム所要時間、所要時間のばらつき、人員遅延、およびトラム・私道車両両方のスループットという指標を用いて評価された。
• シミュレーションは、午前ピーク時を反映する2方向のピーク方向を持つ8×8の正方形格子ネットワーク上で、低飽和および高飽和状態の下で実施された。
• モデルは固定されたフェーズ周波数と一定のリンクオフセットを仮定しているが、今後の研究では動的パrameter調整の検討を予定している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 絶対的優先と部分的優先の違いが、さまざまな交通状況下でのトラム所要時間とばらつきにどのように影響を与えるか？
• RQ2 絶対的トラム優先下で、トラム性能の向上と私道車両の遅延増加のトレードオフはどのようなものか？
• RQ3 トラムが遅れている場合にのみ作動する条件付きトラム優先（条件付き）は、無条件優先に匹敵する大部分の利益を得つつ、ネットワーク全体への悪影響を低減できるか？
• RQ4 SCATS信号システムの適応性が、非優先移動に対するトラム優先の影響をどのように緩和するか？
• RQ5 人員遅延とスループットという観点から、どの優先手法が全体的なネットワークパフォーマンスにおいて最良か？

主な発見

• 部分的条件付き優先（PC）は、絶対的無条件優先（PU）とほぼ同等のトラム所要時間およびばらつきの改善を達成するが、他の交通参加者への悪影響が顕著に低減されている。
• 高飽和状態下では、絶対的トラム優先（PU）が最も低いトラム所要時間を達成するが、特に直交方向の私道車両に顕著な遅延を引き起こす。
• 条件付き優先手法（AUおよびAC）は、無条件対応手法に匹敵するトラム運用の利点をほぼすべて保持している一方で、ネットワーク全体の人員遅延を低減している。
• 低飽和状態では、信号システムの適応性のおかげで、トラム優先の他の交通への影響が最小限に抑えられるため、トラムの乗車率が非常に高い場合を除き、完全優先は正当化される。
• 部分的無条件優先（PC）は、人員遅延、ばらつき、スループットという観点から、絶対的優先手法（PUおよびAU）を上回り、全体的なネットワーク効率が優れていることが示された。
• 本研究は、部分的条件付き優先が、トラムサービスの質とネットワークの公平性の両立を最もよく果たしているため、実証実験の実施を推奨するものである。