城市道路车道缩减区通行能力研究

为探讨城市道路车道缩减区发生拥堵时对路段通行能力的影响程度,选择车道缩减区缓冲区上游段和终止段下游区的平均车头时距、平均车速两个指标,研究发生拥堵时车道缩减对道路通行能力的影响。在高峰时段,对缩减区上游和下游的车辆行驶状况进行数据采集,经处理获取相关数据并进行统计分析,正常通行时,缩减区上、下游通行能力值非常接近,说明较小的流量通过缩减区对路段的通行能力影响不明显;当缩减区发生拥堵时,缩减区下游消散的通行能力比正常通行时低10%,说明发生拥堵后对路段的通行效率有较大影响。针对有、无限速措施的情况,采用非参数检验的Mann-Whitney方法,对临近车道缩减区车辆通过调查线的时间分布(TVC)进行检验,结果表明采取限速措施后,车辆通过调查线的时间平均值由2.92s减少到1.52s,车辆排队长度由70.3m减少到24.3m,车辆在缩减区内的延误降低;在5%显著性水平下,无限速措施的TVC中位数与有限速措施的差异较大,无限速措施下车辆通过调查线的时间跨度延长,车辆排队长度增加,延误时间增加,对路段运行效率造成不利影响。     

双港湾式公交停靠站的研究

针对常规公交停靠站的不足,提出双港湾式公交停靠站。该形式停靠站能够充分利用道路资源,利用横向拉伸缩短站台长度,规范公交车辆在停靠站有序停靠,从而提高站台利用率和减少乘客站内和站间的换乘距离。通过停靠站通行能力和乘客换乘距离两个方面与常规站台进行对比,指出了双港湾式公交停靠站的适用条件,并对停靠站的服务能力进行估算。该形式公交停靠站适用于公交线路较多的城市主干道,可以通过公交车辆进行分类停靠,提高公交停靠站的通行能力,并能缩短乘客换乘距离。     

港湾式公交站位置对交叉口通行能力影响模拟分析

通过建立港湾式公交站点元胞自动机模型,运用Visual C++编程对城市道路中港湾式公交站点影响下的混合交通流运行情况进行模拟,分析港湾式公交站点布设位置对其下游交叉口进口道通行能力的影响。结果表明,存在一个临界布设位置使港湾式公交停靠站对其下游交叉口进口道通行能力的影响最小,且该临界位置受下游交叉口进口道处车辆平均排队长度的影响。     

港湾式公交站点泊位数优化方法

为合理确定港湾式公交停靠站的泊位数,以实际公交站点交通观测数据为基础,从优化公交站点供需平衡的角度分析公交停靠需求与通行能力之间的关系,结合经典的通行能力计算模型,并在模型中添加港湾式公交出站变道造成的延误,建立单位时间内公交停靠需求大于站点通行能力的概率计算方法,在此基础上建立了港湾式公交站点泊位数优化方法.以武汉市中山大道长江二桥公交站点为例,根据站点运行情况将站点公交车排队溢出概率的上限值设定为15%,经计算得出该站点单位时间(1 min)的公交动态停靠需求大于站点通行能力的概率高于15%,通过调整泊位数提高站点通行能力后,通行能力满足公交停靠需求(p<15%),表明该方法能准确确定港湾式公交站点的泊位需求数,为港湾式公交站点泊位数设计提供依据.      

港湾式公交停靠站设置条件研究

针对城市道路中公交进出直线式与港湾式停靠站对外侧车道通行能力产生影响的问题,运用排队论与间隙接受理论相关成果,分别建立了直线式、港湾式排队无溢出及港湾式排队有溢出3种情况下公交进出停靠站对外侧车道的影响时间模型;在此基础上以公交出站延误及站点服务强度作为约束条件,推导出外侧车道通行能力计算模型,并给出设置条件;对仿真模拟试验结果与模型计算结果进行对比,并对模型适用性进行了检验,给出了不同公交到达率下3种模式设置港湾式公交停靠站的通行能力范围值。结果表明:该模型具有较高的精度和可靠性,能够为城市道路设计提供必要的参考依据。     

路边停车对路段延误及通行能力的影响研究

根据路边停车的实际情况,对车辆驶入驶出泊位造成的车流延误进行了分析,建立了车辆驶入泊位造成的延误模型;同时还对实施路边停车后影响通行能力的各种因素进行了详细的分析,并给出了不同的道路组织情况下的通行能力计算方法。为评价路段服务水平、实施路边停车提供理论支持。     

基于VISSIM仿真的事故路段通行能力估算方法

通过对交通事故下城市快速路局部通行状态的演变过程分解和影响因素分析,构建了基于VISSIM仿真的城市快速路事故路段通行能力估算方法。该方法引入决策树ID算法,利用信息增益值求解事故延迟时间,以车流波动理论为基础,确定了事故拥挤消散时间。以事故延迟时间为观测周期,单位时间内通过的最大车辆数为事故路段的通行能力,运用VISSIM仿真软件,对其进行仿真计算。仿真结果表明:车辆抛锚的事故延迟时间与拥挤消散时间最小,事故路段剩余通行能力最大,为3 776 pcu/h,其比例为69.926%;车辆起火、车辆追尾、车辆翻车的剩余通行能力为3 327,3 229,3 071 pcu/h,其比例分别为61.611%,59.796%,56.870%;车辆碰撞的事故延迟时间与拥挤消散时间最大,事故路段剩余通行能力最小,为2 698 pcu/h,其比例为49.963%;不同的事故类型,其拥挤消散时间与事故延迟时间之间的比值和事故路段的剩余通行能力有关,事故路段剩余通行能力越大,其比值就越小,反之就越大。     

基于交通仿真条件下多功能车道设置的必要性分析

选取天津市快速环路的路段为仿真背景,在主线为双向6车道和8车道时,分别进行多功能车道设置的必要性分析。采用VISSIM微观仿真软件,在主路车道数相同时,将设与不设多功能车道两种情况下事故车辆每车停车时间均取为15 min,仿真每种情况在事故停车率分别为0.05%、0.1%下的通行能力及延误。通过比较设置与不设置多功能车道在车辆紧急停靠时主线的通行能力及其它车辆延误,来分析多功能车道设置的必要性。     

基于排队论的并联双通道公交站台使用效率研究

针对公交车在车站排队延误过长的问题,提出设置并联双站台的形式加以解决,从候车人的心理和实际观察角度进行了微观设计。为从理论上证明双站台的优点与通行能力,结合实例应用统计方法验证了具体路段公交车连续到站间隔服从泊松分布,应用WinQSB工具箱、根据排队论计算分析了并联双通道站台公交站点的各项排队指标。将该指标与实际站台排队数据比较,新型双站台形式能有效减少延误和排队长度。     

基于双站台的 BRT与社会车辆协同绿波优化模型

公交车在运行过程中需要停靠站台，导致现有绿波交通模型很难同时优化社会车辆与公交车。针对该难题，建立了以双站台为基础的社会车辆绿波与BRT行程时间协同优化模型。该模型以社会车辆绿波带宽最大与BRT行程时间最短的加权值为目标函数；以周期时长、相位相序、社会车辆与 BRT 车速、交叉口双站台停靠选择为优化变量。算例表明，与 maxband模型相比，优化模型在绿波带宽占周期比例不变的情况下，BRT平均行程时间由 407.54 s降为 308.08 s，降低24.4%；BRT平均延误由68.66 s降为9.2 s，降低86.6%；停车次数由35次降低为2次，降低94.6%。优化模型在保证社会车辆绿波通行的前提下可以显著提高BRT的通行效率，为BRT的进一步推广应用提供理论基础。     

多线路公交停靠站停靠组织研究

针对多线路公交停靠站公交车辆进出站排队现象严重,站点延误大,运行效率低等问题,分析了不同停靠组织形式和不同主辅站设置类型对公交运营效率的影响。运用Vissim对3泊位直线式和港湾式公交停靠站点的顺序停靠组织和不同组合的划线停靠组织分别进行仿真研究,从公交延误、车辆总延误、行程时间以及通过车辆数4个方面对不同停靠组织形式在不同条件下的交通运行效果进行评价,得到不同形式公交停靠站的最佳停靠组织形式;在此基础上,对不同组合型式的6泊位主辅站停靠组织进行仿真评价,得到了最优的主辅站设置类型。仿真结果表明:对3泊位公交停靠站采用直线式停靠站,总延误平均降低38.4%,采用港湾式公交停靠站,总延误平均降低40.6%;对6泊位主辅站采用双港串联设置,总延误降低22.8%。      

单车道港湾式公交停靠站设置条件研究

公交进出停靠站对道路通行能力产生折减,运用排队论与间隙接受理论相关知识,对单车道公交停靠站上下限设置条件进行研究,分别建立了直线式、港湾式公交进出停靠站对机动车道的影响时间模型;进而以公交出站延误及站点服务强度作为约束,推导出机动车道通行能力及设置条件模型;最后对仿真试验结果与模型计算结果进行对比分析、模型的适用性进行检验,给出不同公交到达率下设置港湾式公交停靠站通行能力范围值。结果表明:当公交到达率为20 veh/h和30 veh/h时,对应的单车道港湾式公交停靠站设置的上下限条件分别为:518～1 262 veh/h、518～1 243 veh/h。可见,该模型具有较高的精度和可靠性,所得结果能够为城市道路设计提供必要的参考依据。     

考虑信号优先的相邻公交停靠站最佳布置方法

首先建立了在离线信号配时方案下,单个车辆通过信号控制交叉口群的信号延误计算模型;进而以车均延误最小为目标,建立了停靠站最佳布置的选择模型。通过对优化模型解的分析表明,不同的信号协调配时方案对应不同的停靠站最佳布置方案,单点最优解的叠加并非是全局最优解。以两个交叉口和两个停靠站的实际案例进行计算分析,得出在信号优先协调控制方案下的停靠站最佳布置方案,最佳布置方案的下车辆延误明显低于其他方案。最后通过微观仿真软件VISSIM验证了模型的计算结果。     

全设置连续流交叉口信号配时及延误模型

为了解决连续流交叉口车辆多次停车问题，提出了各流向车辆在所遇第2条停车线处不用停车的优化控制策略。通过协调主预信号配时，调整信号控制相位相序方案，促使车辆直接通过所遇第2条停车线，使得左转车辆停车次数由3次减少到2次或者1次，直行车辆停车次数由2次减少到1次。分析各流向车辆到达-驶离图式，构建左转车流在所遇第3条停车线处的延误计算模型，结合Webster经典模型，给出连续流交叉口整体延误计算模型，其计算结果与VISSIM仿真结果基本一致。推导给出车辆不二次停车、车车不冲突以及连续流交叉口自身交通组织等因素所需满足的约束条件，以交叉口车均延误最小化为优化目标，构建连续流交叉口主预信号协调配时优化控制模型，并设计了4种交通场景以验证不同情况下的效益改善情况。研究结果表明：通过信号协调减少1次停车，能够降低50%以上的车均延误和车均停车次数；根据各转向交通量所占比例选择合适的车道分配方案有助于提升连续流交叉口通行效率；在2种策略下交叉口车均停车次数分别为0.88~1.05、0.59~0.77，与已有控制策略约2次车均停车次数相比，明显降低了连续流交叉口车辆停车次数。研究成果可为连续流交叉口控制提供新的视角，对交叉口通行效率的提升效果也更加显著。     

关键交叉口优化对路网运行效率的影响研究

随着机动车保有量的增加,城市路网拥堵情况日益严重。交叉口作为城市路网的咽喉,其服务水平直接影响到整个路网的运行效率。以重庆市民族路-新华路路口为例,基于现场交通调查数据,明确交叉口的现存问题,采用Synchro(设计软件)对该路口进行建模分析。通过优化信号配时和车道功能划分后,交叉口延误降低了71.6%,服务水平从D提升至B。同时,采用VISSIM(仿真软件)对重庆市渝中区解放碑商圈整体路网和该关键交叉口影响的区域路网进行建模分析,并对路网优化前后的车辆运行状况进行对比。结果表明,通过优化,影响区域路网的平均延误下降了17.74%,平均行车时间下降了13.46%,平均停车次数下降了17.18%,尾气排放也有所减少,关键路口优化对路网运行效率的提升作用明显。     

非港湾式公交停车对道路交通流的影响分析

公交车进出站点不仅影响本身,也给其他车辆运行带来很大干扰。文章首先比较全面地分析非港湾式公交停车影响下道路交通流特征,然后借助于EXCEL软件,构建关于公交停车频率、公交停车时间、最大公交停车长度及其存在时间、道路流量的车速和车头时距多元线性模型,并进行了严格的数学检验。该研究为合理分析路段交通流状况、正确计算区间行驶车速与车头时距提供了依据。     

借用公交专用道左转的主预信号控制方案优化

设置有路中式公交专用道的交叉口进口道存在因公交与其他车辆两股平行车流在路口同时左转、直行和右转而形成的多路交织现象，传统信号控制方案已无法消除这类交叉口相位放行造成的交织冲突问题。为解决该问题，设计了一种借用公交专用道左转的新型交叉口，规定了各流向车辆的运行规则，同时设计了主信号与预信号相位方案及相互协调配时关系。具体来说，根据公交直行车辆和其他左转、直行车辆的到达-驶离图式，分别建立各流向不同情况下车辆的延误与停车次数计算方法，以交叉口车均延误与车均停车次数加权的当量费用最小为目标，建立交叉口信号配时优化模型。为验证该优化控制策略的有效性，结合算例对传统控制方案和优化控制方案进行比较，并分析等待区长度对车辆排队演化过程的影响，确定优化方案适用场景。结果表明：相对于传统方案，优化方案增加了交叉口的通行能力，使得车均当量费用下降比例达到了32.3%；参数灵敏度分析显示，主信号等待区长度宜设置为80 m。所提出的控制策略通过借用公交专用道左转，提高了交叉口的利用效率，最大限度地降低了对公交优先策略实施的影响，能够完全消除设置有路中式公交专用道交叉口相位放行中的交通交织冲突现象，以保证交叉口行车安全。     

A real-time signal control strategy for mitigating the impact of bus stops at urban signalized intersections

Buses stopping at transit stops reduce the capacity of signalized intersections, which can lead to excessive delays for all users. In order to avoid such phenomena, signal control strategies can be utilized. This article presents a real-time signal control strategy to mitigate the impact of bus stop operations on traffic operations along an undersaturated approach. The objective of the proposed strategy is to ensure that any residual queues due to a bus stopping are fully dissipated as soon as possible by increasing the green time for the bus stop approach as soon as the bus departs. In addition, this strategy ensures that the cross-street approaches do not become oversaturated. Kinematic wave theory is utilized to track the formation and dissipation of queues and determine the green extension (or red truncation) for the subject approach. The benefits achieved from the proposed strategy are illustrated through simulation tests at a single intersection for a variety of bus stop and bus operation characteristics. Average delay and average queue length for the bus stop and cross-street approaches, as well as for the whole intersection, are used to assess the performance of the strategy. The tests performed indicate that the signal control strategy can achieve substantial reductions in delay for the bus stop approaches and the intersection as a whole without adversely affecting the cross street operations, when the demand at those cross streets is low.