交叉口移位左转设置方法研究及仿真分析

左转交通流在城市道路交叉口处产生的冲突点最多,合理组织左转交通流能够有效提高交叉口的通行效率.结合交叉口现实情况,提出移位左转放行方法,该方法将左转车道转移至对向车道,实现相对方向直行和左转车辆同时放行,消除交叉口左转产生的交通冲突、减少信号相位数、提高绿信比,从而提高直行车辆乃至整个交叉口的通行效率.针对此方法设计了移位左转交叉口的几何物理模型,进一步提出了一种联动控制算法来判定该方法的适用条件;阐述了该方式下慢行交通组织方法;并通过Vissim微观仿真对满足适用移位左转条件的实例交叉口进行了对比验证.仿真结果表明,设置移位左转后,该实例交叉口主信号总车均延误比现状交叉口主信号总车均延误减小了24.53s,交叉口通行效率得到提高.      

信号交叉口左转专用可变车道设置研究

针对某些城市信号交叉口各流向交通流量分布不均导致的左转车道拥挤问题,为减少交叉口的道路资源浪费,提出在交叉口出口道设置左转专用可变车道的交通组织方法.结合已有理论研究,归纳出左转专用车道的静态和动态适用条件,并确定左转可变车道的长度、开关时间等参数的计算模型.以威海市某信号交叉口为例,通过交通调查与分析,提出设置西进口左转专用可变车道的可行性,并使用Vissim微观仿真的方法对左转可变车道的应用效果进行模拟分析,最后给出该交叉口的交通管理设施设置方案.方案实施前后仿真结果表明,可变车道设置后的20个周期内,左转车流的延误降低51%,排队长度降低72%,左转效率得到了极大提升.      

动态出口左转车道控制优化研究

动态出口左转车道（EFL）设计现已应用于多个城市道路交叉口。为解决该类交叉口在实际运行过程中存在的车流量在各个车道分布不均衡,逆流车道在某些时段使用率不高等问题,对现有的EFL设计及交通控制方案进行改进。研究1种非常规的EFL设计以及动态出口车道灵活配置的方法,并对改进后动态出口左转车道的长度进行优化。基于此,研究驱动信号控制策略,建立非常规EFL设计下的延误计算模型。运用Matlab对常规、改进前、改进后这3种情况下的交叉口信号控制方案进行了对比分析。结果表明:当左转流量为400辆/h时常规交叉口最佳信号周期为130 s,同周期下改进后与常规、改进前的交叉口相比车均延误下降比例分别为39.68%和29.48%;当左转流量为500辆/h时常规交叉口最佳周期为174 s,同周期下改进后较常规、改进前的交叉口车均延误下降比例分别为12.90%和12.02%。      

拓宽的左转车道长度对延误影响的仿真分析

以提高拓宽进口道车辆的运行效率,减少进口道延误为目标,分析了交叉口进口道拓宽段车辆的运行特性,并运用Vissim仿真软件对不同长度的拓宽段进行仿真分析。交叉口进口道左转拓宽段的长度不仅与左转车量的排队长度有关,而且与其相邻车道的排队长度有关;根据仿真结果得出了拓宽左转车道长度与进口道延误之间的关系。     

城市道路平面交叉路口交通组织研究

分析了城市道路平面交叉口的冲突点类型、分布以及控制方法,阐述了交叉口交通渠化的作用和目的,说明了交叉口信号控制的含义.简要提出了平面交叉口交通组织的优化措施,包括信号相位确定、右转车道和左转专用车道渠化设计.     

一种改进的移位左转车道信号控制方法及其效用分析

针对交叉口传统移位左转交通组织存在的交通冲突与通行效率问题，提出了一种改进的移位左转车道设置方法，并分析改进前、后的交通冲突状况。综合考虑行人与非机动车的过街需求，分析路段左转信号与交叉口主信号之间的协调控制关系，设计改进的移位左转交叉口相位方案，建立移位左转交叉口设计要点计算模型，包括移位左转车道长度、路段左转变道段长度、路段左转车储存段长度。假设车辆到达服从泊松分布，推导并建立改进的移位左转交叉口各相位的延误计算模型。以车均延误最小为目标，构建改进的移位左转交叉口信号控制参数优化模型，采用穷举法给出其求解算法。从左转交通量、移位左转车道长度、交叉方向右转车辆比重3个方面分析改进方法的适用条件，并借助VISSIM仿真，使用在哈尔滨市交叉口收集的数据验证改进方法的效用。研究结果表明：当移位左转车道长度为100 m左右时，该交通组织方式可以发挥最大效益；改进的移位左转交通组织较改进前交叉口车均延误下降了16.1%，验证了所提改进方法的有效性；当左转交通量小于400 pcu·h^-1，交叉方向右转交通量比重大于25%时，采用改进的移位左转方法，交叉口的通行效率改善更加显著。研究成果可为移位左转车道的设置及信号配时提供依据。     

城市道路交叉口借道右转车道设置方法

为了弥补交叉口空间布局中对借道右转车道研究的不足,分析了借道右转车辆在两相邻交叉口间的运行过程,将两交叉口间距分为四部分。采用波动理论、考虑驾驶员的操作顺适性以及采用概率论方法,建立了借道右转的右转车道适宜开口位置模型、借道右转的绿化带开口长度模型和路段右转车辆的合流段长度模型,在此基础上得到了实施借道右转的两交叉口最小间距模型。实例分析表明,所得模型符合两相邻交叉口间的交通流运行实际,对于判断两相邻交叉口是否适合于设置借道右转,以及设置借道右转时如何对各构成部分进行分析具有指导意义。     

考虑可变导向车道的干线交叉口协调控制方法

为降低包含可变导向车道的干线车均延误与排队长度,提出一种考虑可变导向车道的干线交通信号协调控制方法.以直行和左转方向交通流饱和度为判别标准,对可变导向车道行车方向是否切换进行判断;基于车道行车方向切换对干线交通流造成的影响,对HCM模型中的通行能力、均匀延误修正系数等参数进行修正,建立考虑可变导向车道的干线协调控制信号配时优化模型.以武汉市青年路3个交叉口为例,利用Vissim软件进行仿真实验,结果表明,相比于现状情况下的单点信号配时方案,模型能够有效降低干线车均延误与排队长度,可变导向车道所在的信号交叉口进口道优化效果最为明显,车均延误减少16.87%,直行和左转方向排队长度分别降低17.95% 和23.24%,证明模型对包含可变导向车道的干线协调控制交叉口运行具有积极影响.      

城乡结合部路段中心式双向左转车道设计研究

目前国内存在大量路侧土地开发强度高、交通量大、接入道和交叉口密度大、道路用地紧张的城市双向四车道路段。由于现有条件的限制,这些道路的交通压力已经不可能通过拓宽道路、增加车道来缓解,将其改造为含双向左转车道（TWLTL）的三车道道路是一种有效方案。国内外的研究成果表明双向左转车道能在保证道路服务水平不降低的基础上减少事故、缓解交通压力,使用效果良好。结合TSIS仿真模拟,对双向左转车道设计与应用进行了探讨分析。     

考虑主线车道数与匝道车速的快速路出入口最小间距计算方法

为完善现行标准、规范,满足日趋精细化的工程实践需求,开展了快速路出入口最小间距计算方法研究.总结了快速路出入口组合形式与最小间距划分方式,根据车辆变道,提出将交织段进一步划分为合流变道段与分流变道段;以尽量避免分合流车辆对主线交通流干扰为原则,重新建立了不同组合形式下出入口最小间距计算式.针对快速路主线自由流、稳定流上段和稳定流3种运行状态,考虑匝道车速,分别建立了加、减速段长度计算模型;引入间隙接受理论,建立了等待合流段长度计算模型;以变道条件最差为前提,结合主线车道数,提出了车道变换长度的确定方法 ,并据此优化了加速车道、减速车道、车道变换、出口标志识认4类长度的计算方法.给出了三级服务水平下,对应于不同主线设计速度、车道数和匝道设计速度的出入口最小间距推荐值,结果表明,在76.5% 的工况中,推荐值小于规范值;推荐值高于规范值的情况集中于主线设计速度高于80 km/h,单向车道数为4的工况中;对应于60 km/h,80 km/h,100 km/h的主线设计速度,推荐值平均比规范值低160 m,138 m,70 m.与规范值相比,推荐值能满足更为灵活的设计需求.      

基于通行能力的借对向车道左转交叉口信号控制模型优化

借道左转是一种在交叉口现有车道设置基本不变的情况下,为了保证更多的左转车辆可以快速通过交叉口而借用对向出口车道进行左转的新型交通组织方式。该交通组识方式适用于当前有专用左转信号相位且左转车流量较大的交叉口。基于苏州市人民路-十梓街交叉口的实际运行困境,在该交叉口进口道进行借对向车道左转的渠化设计和信号控制方案设计,以此来提高交叉口的交通流通行效率。通过分析车流到达情况和车道使用情况,基于传统交叉口通行能力公式,建立借道左转交叉口通行能力模型。接着以左转通行能力最大为目标,以预信号时长、借道左转车道的开口位置为优化变量,建立了交叉口信号控制方案优化模型,并采用迭代算法进行求解。最后通过仿真试验,利用人民路-十梓街交叉口的实际运行数据对所建立的优化控制方案进行验证,证明模型的有效性。结果表明:优化后的借道左转方案可以提高左转机动车通行能力,降低进口道延误,提高交叉口的整体运行效率;对于设置了借道左转车道的两个南北向进口道,左转车道的平均延误分别降低了35%和33%,平均排队长度也有显著下降,且对没有设置借道左转的东西进口道影响较小,说明该借道左转组织方案在左转车流量较大的交叉口适用性良好,具有实践价值和可操作性。     

道路平面交叉口展宽车道渐变段长度研究

为了研究道路平面交叉口车道展宽渐变段的长度,本文建立了满足交叉口车道渐变段车辆行驶特征的正弦函数与双曲正切函数加权换道模型,并对模型中的最大横向加速度等关键参数进行深入研究。根据平面交叉口的设计速度和超高计算得到了渐变段长度的推荐值,最后采用Truck Sim汽车动力学仿真软件对结果进行验证。仿真结果表明基于正弦函数与双曲正切函数加权换道模型提出的交叉口车道渐变段长度推荐值可以保证车辆沿特定最优的轨迹安全行驶,对日后平面交叉口的设计具有一定的参考意义。     

左转短车道对信控交叉口最大通过量影响研究

为了探究设置左转专用相位对称放行时,双流向互阻塞型左转短车道进口道最大通过量及车流互阻塞概率的变化规律,基于车流泊松到达特征,考虑相邻周期车辆排队影响,运用概率论及交通流理论建立左转短车道进口道最大通过量解析模型。通过实测数据及VISSIM仿真对模型结果进行非参数假设检验及误差分析,并对影响进口道最大通过量的关键因素(短车道容量、周期、绿信比、相序、交通流量)进行敏感性分析。结果表明:在5%置信水平下模型值与实测值无显著性差异,相对误差绝对值小于10%,模型拟合度较高;当进口道车流量小于500pcu·h~(-1)时,周期时长对进口道通过量无影响,否则进口道通过量随周期的增加先缓慢增加后逐渐减小,存在最佳周期,最佳周期随左转车比例或短车道容量的增加而增加,范围为[40s,80s];当进口道车流量大于700pcu·h~(-1)时,增加短车道容量可有效提升进口道最大通过量,与独立左转车道进口道相比,短车道容量越大,通过量折减越小;当周期小于60s或左转与相邻直行车流量小于350pcu·h~(-1)时,相序对进口道通过量影响较小,反之则影响较大;先放行饱和度较大的车流可提升进口道通过量;利用该方法以进口道通过量最大为目标获得的短车道容量,相比于AASHTO短车道容量经验值,在左转或直行车比例大于等于70%时能够达到更优的车流运行效益,满足实际运行需求。     

城市道路信号交叉口禁左交通组织延误分析

在分析城市道路信号交叉口各种车道延误的基础上,探讨了禁左交通组织实施后被禁左转机动车采用不同绕行方式时的绕行延误,建立了禁左后交叉口等效延误公式.     

逆向可变车道动态切换及信号控制优化方法

为弥补逆向可变车道切换控制方法判断条件较为单一,且配套的信号控制方法难以适应交通流动态变化的不足,提出逆向可变车道动态启停切换及交通信号优化控制方法.根据交叉口流向饱和度、车道切换效益与车道切换时间间隔等指标获取逆向可变车道动态切换控制决策,实现逆向可变车道的动态开启和关闭;同时,利用检测器获取车辆到达率、车道饱和流率与剩余排队车辆数等实时交通流数据,根据车流到达驶离图示推导交叉口车均延误计算公式.引入左转车道释放流率系数,修正左转车道释放流率,改进了交叉口延误计算公式,构建以延误最小为目标的交叉口信号配时动态优化模型.最后,以武汉市古田四路-长丰大道交叉口为对象开展了仿真实验,结果表明:相比于定时切换控制方式,动态切换控制与信号配时动态优化方式下的逆向可变车道交叉口车均延误减少6.7%~14.9%,含有逆向可变车道进口方向的左转车均延误减少7.6%~15.6%,平均排队长度减少6.4%~21.9%,验证了动态控制方法提升交叉口运行效率的有效性.      

公路平面信号交叉口左转车道长度设计

平面交叉口作为道路系统的一个重要组成部分,其服务水平的好坏对整个道路系统的安全和效率有着重要的影响。因为来自不同方向的车流在此处合流、分流和交叉,其中频繁的左转车辆阻碍直行车流的行驶,降低了交叉口的通行能力,增加了交叉口的延误,并增大交通事故率。如果合理设置左转车道能够有效地将左转车辆从直行车流中分离出来,减小车流速度方差,并降低追尾事故的发生;而左转车道,长度的设计是设置左转车道的关键元素,本文主要是针对信号交叉口选取适当的设计指标建立模型,并通过TSIS软件进行仿真分析,得出专用左转相位下的左转车道排队长度,进而计算出左转车道的设计长度。     

高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距研究

《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中对主线同侧相邻入口与出口最小间距的规定缺失。为指导设计人员合理选择其指标,提高主线合分流路段交通安全,以主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距为研究对象,在分析国内外相关研究的基础上,界定了主线同侧相邻入口与出口间距。通过分析前后合分流区交通量、服务水平、车流密度、构造长度等的影响,考虑变速车道长度和出口标志前置距离的要求,建立了满足合、分流区交通服务水平的主线同侧相邻单车道匝道入口与出口最小间距的计算模型,并提出了无辅助车道情况下高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距推荐值。在此基础上,结合驾驶人对标志的识认过程,建立了满足安全舒适的相邻合分流区预告标前置距离计算模型,提出了不同道路与驾驶特征状态下的标志合理设置位置建议。结果表明:同侧相邻单车道入口与出口最小间距与主线和匝道设计速度、匝道连续入、出口的设计形式均有关系。本研究一定程度上弥补了《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中关于主线合分流区最小间距指标的空白,为主线同侧相邻合分流区最小间距的设计提供了参考。     

城市道路交叉口合理角间距研究

由于缺乏城市道路交叉口合理角间距的标准,经常存在因角间距过小造成交通秩序混乱,导致交叉口通行能力严重降低。引用接入管理理论,在分析交叉口功能区长度的基础上,分别对不同类型的角间距进行计算,得到了不同条件下城市道路交叉口合理角间距的推荐值,为科学合理设置交叉口附近的接入道路提供了定量依据,有利于交叉口的畅通与安全。     

出口车道左转交叉口几何及信号组合优化模型

为了进一步提高出口车道左转这种非常规交叉口的运行水平,提出了一种基于组合设计的优化方法。优化模型以储备通行能力最大作为优化目标,考虑交通流量、车道功能划分、主信号控制、预信号控制、综合功能区长度以及饱和度等约束条件,描述了优化参数间的相互关系,建立了混合整数非线性规划模型。该模型将交叉口几何布置与信号控制的关键参数整合在一个统一的优化框架中,以保障设计结果最优。通过将模型转化为一系列混合整数线性规划,采用分支定界法对其进行求解,进而通过算例和敏感性分析验证出口车道左转交叉口的优化效益。研究结果表明:利用出口车道左转的设计方法不仅可在饱和度较大的情况下显著提升交叉口通行能力,使原本处于过饱和状态的交叉口变为不饱和;而且在低流量水平下,也有助于减少交叉口延误和排队长度,算例中分别降低1.2%和5.1%;并且优化效益随左转交通量比例以及使用该设计方法岔口数的增加而增加,左转交通量比例每增加5%,该设计方法计算的通行能力将增加1%~5%,平均每增加1个岔口的使用,可使交叉口通行能力提高6.1%。     

干线公路平面交叉口合理间距研究

以分析干线公路平面交叉口之间区段的划分为切入点,用理论分析的方法来分析交叉口构造区、功能区和平稳运行区长度,最后提出了平面交叉口合理的最小间距指标。合理的路侧开口间距可以使交通流平稳到达,降低车辆之间的速度差(速度差是产生交通事故的重要因素之一),同时又能确保驾驶员有足够的时间准备进入该平交路口,合理布置公路平面交叉口,可以减少交叉口冲突点的数量。中国规范中按照公路的等级简单规定了平面交叉的最小间距,间距的取值只是考虑了道路等级、车道数量,但没有考虑交叉口的设计速度和交叉口几何特征的影响。该文通过对平面交叉进行功能分段,考虑几何要素等因素影响,分别计算各段长,最后得出合理的平面交叉口间距。