逆向可变车道交叉口仿真与优化

为研究逆向可变车道交叉口设置参数与通行效率的关系,实地调查设置逆向可变车道交叉口的参数并评估运行情况,采用VISSIM交通仿真方法,建立逆向可变车道交叉口仿真基础模型,以通行效率最大为评价标准,综合考虑信号配时方法、逆向可变车道数量、逆向可变车道长度3个设置因素,变动参数开展多方案仿真,确定参数变化对通行效率的影响规律。结果表明：逆向可变车道设置长度应考虑左转交通量大小、设置数量、交叉口配时等因素综合确定。左转交通量较低时进行配时优化可以大幅降低交通延误,不适宜设置逆向可变车道;左转交通量较高时,增加逆向可变车道设置数量可以显著降低车均延误,当设置2条逆向可变车道采用配时优化方案的交叉口通行效率最高,可以降低交通延误约66%～79%。确定逆向可变车道的设置条件为左转车流量大于230 pcu/h、进口道饱和度大于0.8,并提出主信号相位配时优化控制策略以及预信号开启时间与关闭时间的计算方法,为逆向可变车道交叉口设置提供参考和依据。     

借对向出口车道左转交叉口交通控制方案优化

为提高借对向出口车道左转交叉口信号配时的科学性以及交通流运行效率,提出借对向车道左转的适用条件,将左转机动车的到达-驶离图式分为8种情况,分别建立每种情况下左转机动车的延误计算方法.以交叉口车均延误最小为目标,以周期时长、主信号与预信号各相位绿灯时间、借对向车道左转车道的长度为优化变量,建立了交叉口信号控制方案优化模型,并采用遗传算法进行求解.以算例的形式对所建立的优化方法进行验证,并与传统控制方法进行对比.结果表明:优化方法可以提高左转机动车通行能力,减少其所需绿灯时间,进而缩短交叉口周期时长;左转相位绿灯时间的缩短减小了直行相位的红灯时间,进而缩短了交叉口的车均延误,在高峰期交叉口车均延误下降比例达到23.8%.     

协调控制交叉口短车道长度和配时参数协同优化

为了优化配置共有路段上均含左转短车道的相邻协调控制交叉口的时空资源,以最大化交叉口通行能力和最小化车辆总延误为目标,以左转短车道长度和相位有效绿灯时间为决策变量,建立了交叉口周期时长与绿信比组合优化模型。为验证优化模型的有效性,设计了一个案例,使用优化模型和韦伯斯特模型分别获得每个交叉口的配时方案,并使用已有方法计算了相邻交叉口协调相位的绿时差,进而使用VISSIM软件模拟了两种配时方案下的交通流运行状况。结果显示:与韦伯斯特方法相比,本文优化方法能使交叉口车均延误降低约30%,而通过车辆数略有增加。     

渠化可变导向车道交叉口预设信号配时优化模型

为了充分利用渠化可变导向车道交叉口的时空资源,建立了以交叉口车辆总延误最小为优化目标、以可变导向车道功能和相位有效绿灯时间为决策变量的预设信号配时优化模型。使用交通仿真软件VISSIM对本文模型进行了模拟验证。结果表明,可变导向车道功能和相位有效绿灯时间存在最佳组合,这种组合能使各股车流的车均延误最小、各进口道的平均排队长度和最大排队长度最短。为了进一步考虑多时段信号控制问题,提出了渠化可变导向车道交叉口多时段预设信号配时设计流程。研究成果能够合理地设定信号交叉口任一时段可变导向车道功能与信号配时方案,可以有效地提高交通流运行效率,为可变导向车道控制提供理论依据与方法。     

设有待行区的左转车道通行能力计算方法研究

为量化待行区的设置对左转车道通行能力的影响,分析了其特性,以饱和流率法为基础,建立了设有待行区的左转车道通行能力模型;利用线性回归方法确定了损失时间的计算公式。通过待行区设置前后左转车道的通行能力对比分析发现,通行能力提高幅度与待行区长度、损失时间有关。研究成果将为信号交叉口的规划、设计、改造、交通组织、信号配时以及交通运行评价提供理论依据。     

双开口式出口道左转交叉口信号配时优化模型

为解决在综合功能区设置过长时单开口式出口道左转交叉口应用效果不佳的问题,提出了双开口式出口道左转交叉口控制策略。通过解析单、双开口式运行机理,构建逆流左转车道理论通行能力计算模型,以机动车通过量最大为优化目标,建立信号配时优化模型。结果表明,若常规左转车道数等于预信号开口车道数,两种开口方式理论通行能力是相同的,而当常规左转车道数大于预信号开口车道数时,双开口式的理论通行能力大于单开口式;敏感性分析发现出口道左转交叉口理论通行能力随综合功能区总长度、左转比例的变化总体上呈先增后减的趋势,双开口式综合功能区总长度宜在80～100 m。     

基于仿真的公交专用间接左转车道优化设置研究

针对于T形交叉口早晚高峰期间公交车左转并线造成对直行车辆延误导致机动车通行效率降低的问题进行研究.采用设置公交专用间接左转车道的方法对交叉口进行优化设计,并利用VISSIM微观仿真模型对北京现况某T型路口仿真.选取平均延误时间与排队长度作为评价指标,建立不同交通量下车辆延误、排队长度的曲线,得出优化设计的使用条件以及应用优化方案后的优化结果,为公交专用间接左转车道的设置提供一定的设计依据.     

路口拓宽条件下专用左转车道通行能力分析及设计方法研究

通过路口拓宽设置专用左转车道,是改善交叉口运行条件、提高交叉口通行能力的一种有效手段.笔者通过对双左转车道饱和流量数据的分析,提出了在设计和分析时,应对内、外侧左转车道分别进行的建议,并给出了左转车校正系数的建议值.拓宽车道宽度与饱和流量的实测数据进行回归分析,得出专用左转车道宽度与饱和流量的二项式关系模型,并依据此模型给出了宽度校正系数.采用概率与统计分析的方法,找出了拓宽车道长度、直行车比例和拓宽车道上平均车辆数的关系,并推导出拓宽车道长度与通行能力关系模型.     

考虑车道拥堵和排队回溢的路口信号控制模型

为有效应对过饱和交通对信号控制的需求,首先构建宏观交通流模型以模拟排队过程的动态演化和刻画相邻车道间车流的相互作用;在此基础上,分别建立左转和直行排队回溢阻挡下的排队长度计算模型并以两者加权求和最小为目标函数,同时约束周期时长、有效绿灯时间、路段存储能力,以此提出考虑车道拥堵和排队回溢的路口信号控制模型;最后,运用VISSIM对北京市兴华大街与清源路交叉口仿真,并对比现状方案、F-Webster-B-Cobber(F-B)方案、所提出优化方案的效果.优化方案下:路口通行能力较现状提升136 pcu/h、较F-B提升312 pcu/h;车均延误较现状降低1.7 s、较F-B降低9.6 s;各进口均未出现严重排队溢出现象.结果表明所构建的信号控制模型对单点过饱和路口应用的有效性.     

平行流交叉口左转非机动车钩形转弯优化设计

为提升平行流交叉口的运行效率,消除左转非机动车和直行机动车冲突,将钩形转弯的概念引入到平行流交叉口设计中,给出非机动车过街控制策略,并结合机动车通行和行人过街,将其整合到一个统一的优化模型中。考虑信号相位相序、绿灯时长、周期时长、左转非机动车待行区容量、非机动车清空时长、车道平衡等约束条件,以机动车通过量最大为优化目标,建立线性规划优化模型。研究结果表明：两步过街和优化设计解决了左转非机动车安全过街问题,是平行流交叉口非机动车过街设置的有效替代设计方案;在低高两种流量场景下,相对于常规设计,两步过街分别降低了35.02%、55.52%的机动车延误,优化设计分别降低了42.71%、65.60%的机动车延误;两步过街会造成左转非机动车延误大幅增加,不适用于左转非机动车流量较高的场景;常规设计机动车最大通过量受直行机动车流量和左转非机动车流量的影响最为严重,说明消除左转非机动车和直行机动车冲突,对提升交叉口通行能力作用显著,有助于推动绿色出行发展。     

基于车道选择及行车轨迹的左转导向线设置方法

为利用左转导向线提升交叉口车流运行安全和效率,分析了左转车辆从进口道至出口道的车道选择行为和行驶轨迹特点。根据随机效用理论建立了左转车辆出口车道选择模型,采用圆曲线和平曲线构建了左转车辆行驶轨迹模型,并提出两种左转导向线线型和3种左转车流引导方式。搭建交通仿真模型,对6种设计方案进行比选,分析了车型比例对引导效果的影响。结果发现:车辆所处进口车道、自身车型、转弯角度、同车道前车车型均显著影响左转车辆的出口车道选择行为;平曲线和圆曲线均适用于规则和不规则交叉口;设置平曲线引导左转车辆运行不仅可规范车流运行秩序而且可提升车流运行性能;为平衡通行效率和停车次数,不宜设置过多的导向线;这些结论不受车型比例影响。在城市道路交叉口,建议使用平曲线对左转车流设置导向线。当左转车道不止一条时,建议至少设置两条左转导向线。     

信号交叉口左转车道设置研究

以交叉口运行效率为目标,运用概率论、排队论和交通流理论对信号交叉口左转车道的设置依据进行研究．假设车流到达率服从泊松分布,根据左转与直行车辆的相互作用过程和运行特性,推导了无信号交叉口左转车道设置的左转交通量阈值表达式．根据信号交叉口与无信号交叉口的不同,建立信号交叉口左转车道设置准则模型,并讨论模型中的关键参数:受左转影响的直行车停车概率的限值和左转穿越对向车流的临界间隙．对典型情况模拟计算,对计算结果分析得出信号交叉口设置左转车道左转交通量的变化规律．该研究为左转车道的设置提供了定量化依据．     

考虑右转信号控制的共用车道通行能力模型

将直右共用车道车辆受阻挡情况分为直行红灯期间右转车流未被阻挡、直行红灯期间右转车流被阻挡、滞后放行期间直行车流未被阻挡和滞后放行期间直行车流被阻挡这4种情况,分别计算4种情况发生的概率及对应的通行能力,建立红灯右转和右转滞后放行信号控制条件下的信号交叉口直右共用车道通行能力模型.对典型交叉口的VISSIM开展仿真验证.结果表明,采用该模型能够精确地估计红灯右转和右转滞后放行条件下的直右共用车道通行能力,直右共用车道通行能力随着滞后放行时间的增加而减小.直右共用车道的通行能力与转向比例成负相关,与有效绿灯时间成正相关.     

考虑右转信号控制的共用车道通行能力模型

将直右共用车道车辆受阻挡情况分为直行红灯期间右转车流未被阻挡、直行红灯期间右转车流被阻挡、滞后放行期间直行车流未被阻挡和滞后放行期间直行车流被阻挡这4种情况,分别计算4种情况发生的概率及对应的通行能力,建立红灯右转和右转滞后放行信号控制条件下的信号交叉口直右共用车道通行能力模型.对典型交叉口的VISSIM开展仿真验证.结果表明,采用该模型能够精确地估计红灯右转和右转滞后放行条件下的直右共用车道通行能力,直右共用车道通行能力随着滞后放行时间的增加而减小.直右共用车道的通行能力与转向比例成负相关,与有效绿灯时间成正相关.     

无信号交叉口左转车道设置准则研究

以交叉口运行效率为目标,运用概率论、排队论和交通流理论对无信号交叉口左转车道的设置依据进行研究.设车流到达率服从泊松分布,根据左转与直行车辆的相互作用过程和运行特性,推导无信号交叉口左转车道设置的左转交通量阈值表达式,并讨论模型中的参数:受左转影响的直行车停车概率的限值、左转穿越对向车流的临界间隙和进口道车道数.对典型情况进行模拟计算,绘制了左转车道设置的准则图表.计算分析得出无信号交叉口设置左转车道左转交通量的变化规律.为左转车道的设置提供了定量化的依据.     

城市道路路口放行规律与通行能力的关系研究

路口放行规律指路口的车道数、直行、左右转布置方式、信号控制等路口管理与控制方法。选取城市中最典型的十字形交叉口为对象,结合通行能力的停车线计算法,建立了典型十字形交叉口的通行能力模型。通过改变路口车道数、信号控制、左转等待区、左转车道远引右转等路口放行规律,提高了该典型十字形交叉口的通行能力。     

设置导流岛的信号交叉口右转通行能力模型

为了计算在信号交叉口设置导流岛后右转车道的通行能力,以接受间隙理论模型为基础,给出了针对设置导流岛的信号交叉口右转车道通行能力计算方法.考虑到非机动车进入导流岛对右转车辆产生较大影响,确定以非机动车流为主路,提出红灯效应修正系数,对基础模型进行修正.通过4个城市6个设置导流岛的信号交叉口实测数据进行模型标定和检验.比较模型计算值与实际观测值发现,平均相对误差为9.28%,表明本文所提计算方法能较好地反映非机动车对右转车道通行能力影响的实际情况.     

U型回转交叉口通行能力计算模型

为了计算U型回转交叉口通行能力,为U型回转交叉口的规划设计提供依据,在分析U型回转交叉口交通流特性的基础上,将U型回转交叉口通行能力划分为主交叉口直行车辆的通行能力、回转路口左转车辆的通行能力以及右转车辆通行能力3部分。利用常规交叉口通行能力停车线计算模型、可接受间隙理论分别建立了U型回转交叉口直行车辆的通行能力与回转路口左转车辆的通行能力的计算模型,最后得到包括右转车在内的整个U型回转交叉口的通行能力模型。     

左转立交式环形交叉口概念设计研究

为缓解城市道路交叉口处左转车流对交叉口通行能力带来的压力,通过对十字交叉路口及现有环形交叉路口交通流线的分析,基于环形交叉口提出部分左转立体化的概念设计:将4条道路中向左转车流较多的2条左转车道进行立体化:通过将部分左转车流从交叉口分流出去,从而缓角环形交叉口的交通混乱状况。利用VISSIM软件针对无信号控制交叉口和有信号控制交叉口分别进行仿真分析,证实了左转立交式环形交叉口车流通行较普通环形交叉口具有明显优势。     

信号交叉口利用中央分隔带左转的优化研究

对于有中央分隔带的交叉口,利用分隔带实现左转,可以减少交叉口的冲突点,减少其他相位上车流的延误,提高通行能力,但也相应地增加左转车流的延误.本文基于对利用中央分隔带的渠化设置的各车流延误计算,以交叉口总延误最小为目标,计算得到具体的交叉口设置形式.并比较设置前后的交叉口总延误,得到渠化设置的交叉口流量条件,为交叉口利用中央分隔带实现左转的优化设计提供了理论基础.最后通过具体的交叉口应用,得到了该交叉口利用中央分隔带左转设置的具体指标和方法,计算结果也证明了该交叉口渠化设置的实用性.