基于流量分析的可变车道左转通行能力研究

对于机动车左转流量较大的交叉口,利用时空结合方法设置可变车道是提高城市道路交叉口左转通行能力的一种重要途径。文章根据可变车道的设置依据、设置条件及行驶规则,构建了信号交叉口可变车道左转通行能力的计算模型以及左转通行能力优化模型,通过微观仿真对模型进行了验证。结果表明:可变车道对交叉口左转通行能力的影响显著,左转通行能力的模型计算与仿真结果平均误差为4.1%,与实际通行能力接近;可变车道长度与有效绿灯时间是影响可变车道左转通行能力主要因素;通过优化模型可以得到最佳可变车道长度和有效绿灯时间,结合实际调查数据,得到经十路和舜耕路交叉口高峰期最佳左转有效绿灯时间为28 s,平峰期最佳左转有效绿灯时间为35 s。     

基于路边停车的路段通行能力研究

路边停车（指占用道路红线范围内的停车）会占用道路资源,对道路实际通行能力有一定影响。在分析路边停车对道路交通流影响的基础上,建立了基于平行式路边停车的路段通行能力模型,并对模型中的停车后剩余车道数、车道宽度及侧向净宽、车辆进出泊位三个对通行能力的修正系数进行了详细分析,提出了路边停车剩余车道数的修正系数模型,通过公式推导构建了车辆进出泊位对通行能力的修正系数模型,最后给出了考虑路边停车时提高通行能力的措施建议。以上研究可以为路边停车的设计和管理、道路通行能力的研究和设计提供一定的理论依据,也可以为其他的路段虚拟瓶颈对道路通行能力的影响分析提供借鉴。     

基于修正通行能力的道路出入口位置优化方法

作为城市道路路段上的典型接入点,出入口的数量是影响道路通行能力的重要因素。首先分析了出入口干扰对路段通行能力的影响,将出入口数量因素采用最外侧车道出入口物理修正系数进行表征,出入口处车辆的驶入和驶出产生的减速跟驰、变换车道等影响采用横向折减系数进行表征,并进而提出了综合修正系数,构建了考虑出入口干扰的路段通行能力半解析计算模型。其次,结合出入口与交叉口的距离、出入口间距等约束条件,以修正后的通行能力之和最大为目标函数,提出了出入口位置优化方法。最后以郑州市某居住区为例进行了方法验证和实例应用。计算结果表明,为使居住区周边道路的通行能力之和最大,出入口应优先设置于等级较低的城市道路路段中点处;随着出入口数量的增加,出入口接入道路应由低等级道路向高等级道路依次选择;当城市道路等级相同时,应优先选择车道数较少的道路。     

公交停靠影响下的城市干路通行能力与服务水平

为了给城市干路路段实际通行能力计算与服务水平评价提供参考依据,通过开展平行式公交停靠干扰条件下城市干路路段交通调查,分析给出了邻近车道与间隔车道平均行程车速、小客车饱和车头时距随公交停靠数量变化的规律,采用回归分析方法分别构建了相应的关系模型.基于所建理论模型,给出了城市干路路段实际通行能力计算与服务水平评价的平行式公交停靠数量修正系数与阈值建议,并进行了实例验证.研究结果表明,随着平行式公交停靠数量的增加,平均行程车速与小客车饱和车头时距分别降低与增加,均满足二次函数关系.平行式公交停靠数量越多、设计速度越高,实际通行能力的平行式公交停靠数量修正系数越小,说明其对通行能力的影响越大;在平行式公交停靠数量相同的情况下,邻近车道的修正系数小于间隔车道,说明平行式公交停靠对邻近车道交通运行的影响要大于间隔车道.     

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。     

车道被占用后道路通行能力变化的数学模型分析

为了定量研究车道被占用对城市道路实际通行能力的影响。本文根据所给条件,运用EXCEL和origin8.5等软件对视频采集的数据进行分析和处理,构建正弦函数模型描述道路通行能力的变化情况,建立小球堆积模型模拟不同车道被占用对道路通行能力的影响差异。并由此分析了在给定条件下车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。     

差分方程模型在交通流计算中的应用研究

针对交通流计算中车道被占对道路通行能力的影响以及所导致的车辆排队长度等问题,本文给出了一种能快速计算车辆排队长度的数学模型,且以此可以分析不同车道被占对道路实际通行能力的影响。首先明确道路实际通行能力的定义,并将车道被占后的时间离散化,然后根据车辆流动数量关系建立车辆排队长度的差分方程计算模型。通过实际视频资料的验证,利用差分方程模型计算的结果能很好地与实际情况相吻合。该研究结果能用于车道被占后,为上游路口车辆放行数量与放行方向等交通信号控制提供预判依据。     

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.     

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.     

交通事故对道路通行能力影响的定量综合评估

针对车道被占用对城市道路通行能力的影响,以反映道路通行能力的流率、速度和交通密度为切入点,运用了Excel、Matlab、Eviews等软件,通过建立流率-速度、方差分析、车辆排队、多元线性回归等模型,综合分析交通事故所处横截面实际通行能力的动态变化,同一横截面交通事故所占车道不同对该横截面实际通行能力影响的差异,交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游流量间的关系,最后通过交通流模型估算车辆排队长度到达上游路口所需的时间。     

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.     

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。     

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。     

智能网联环境下管理车道设置策略与影响因素分析

为探索人工驾驶车辆（human driven vehicle,HDV）与自动驾驶车辆（connected and autonomous vehicle,CAV）构成的新型混合交通流的运行规律,研究不同管理车道设置策略对城市快速路新型混合交通流产生的影响。首先,基于不同种类车辆间跟驰与专用道选择概率间的耦合关系,定量描述了不同管理车道设置策略条件下快速路通行能力演变机理。基于此,利用SUMO仿真平台分析了新型混合交通流条件下车辆延误的变化规律。最后,通过对车辆换道类型与换道间隙分析,研究了不同管理车道设置策略对交通流车辆间碰撞风险的影响。结果表明:CAV渗透率低于30%或大于80%,且只限制HDV在普通车道通行时,通行能力最大;CAV渗透率介于30%~80%之间,应考虑设置公交和CAV专用车道;设置公交和CAV专用车道但不限制其通行路权时,路段平均延误最小且几乎不受CAV渗透率的影响;当只为CAV或多乘员车辆（high-occupancy vehicle,HOV）设置管理车道时,会增加车辆碰撞风险。这说明CAV渗透率是建立合理的管理车道设置策略的重要参考因素,CAV渗透率对设置管理车道路段的通行能力有很大影响,而路段平均延误和交通流车辆间碰撞风险则更受管理车道设置策略的影响。     

交通事故下道路通行能力与排队长度的研究

针对车道被占用对城市道路通行能力的影响及车辆排队问题,通过车辆换算、公式推导,综合分析交通事故视频中车流量数据、上游路口交通组织方案及信号配时方案和交通事故位置示意图,建立实际通行能力、事故影响力指数、交通波模型、排队长度分段函数等模型,分析道路通行能力变化过程,并给出了排队长度与实际通行能力、事故持续时间、车流量之间的关系式．     

车道被占用对城市道路通行能力影响的评估

现代城市生活中交通拥堵是普遍存在的现象,本文针对车道占用对城市道路通行能力的影响问题,利用了视频和图片信息,使用微分方程和比较分析法等理论,分别建立了道路通行能力模型、车流量微分方程模型,利用Matlab等软件,得到了事故期间横断面实际通行能力的变化过程,估算了在一定条件下从事故发生开始到车辆排队到达上游路口的时间。     

自行车对相邻直行机动车交通流干扰延误研究

为了合理设计带提前右转渠化车道信号交叉口,研究了自行车交通流对机动车交通产生干扰的过程及结果.通过视频摄像的方法,在昆明、长春、吉林采集到大量的信号交叉口交通流运行数据,以饱和车头时距为分析指标,分析机动车及非机动车交通流运行特征.结果表明:在绿灯时间初,随着自行车流量的增加,部分自行车将涌入机动车行驶空间,增加了机动车交通流的运行延误.通过构建延误计算模型,对其进行验证,表明该模型具有较高的预测精度.最后应用该延误模型确定了自行车交通流对带提前右转渠化车道信号交叉口通行能力的修正系数计算模型.     

占用车行道的路内停车泊位设置条件

为了给占用车行道的路内停车泊位设置提供参考依据,通过开展路内停车干扰条件下城市道路路段交通流参数调查,分析给出了小客车饱和车头时距随路内停车数量变化的规律,采用SPSS统计分析软件分别构建了间隔车道、邻近车道的饱和车头时距与小客车在路内停车数量的关系模型。基于所建理论模型,给出了设置路内停车泊位的邻近车道和间隔车道机动车交通量阈值的建议,并进行了实例验证。研究结果表明:随着路内停车数量的增加,邻近车道和间隔车道的小客车饱和车头时距均增加,且满足二次函数关系;路内停车数越多且设计速度越高,该道路实际通行能力的路内停车数量的修正系数越小,说明其越不宜设置路内停车泊位;在路内停车数量相同的情况下,间隔车道的修正系数若大于邻近车道,说明路内停车对该路间隔车道的交通运行影响要小于邻近车道。     

共用左转车道通行能力比较分析

在不同车道配置、信号配时和直左交通量的情况下,将两种研究共用左转车道通行能力的方法(即1994《美国通行能力手册》和中国《城市道路设计规范》中的方法)进行了比较分析。结果表明:随着左转交通量的增加,共用车道的通行能力相应降低;当周期长从60s增加到90s,具有相同有效绿信比的进口道通行能力有所降低。具有相同总绿信比的长周期的通行能力略有增加;当左转交通量超过一个定值时,进口道的总需求交通量超过通行能力。改进信号相位相序,实施左转保护相位可解决这一问题。