临近交叉口的车辆跟驰换道行为研究

临近交叉口的车辆往往呈现出复杂多样的跟驰换道行为.基于二维最优速度(OV)交通流模型,本文构建了一个改进的双车道车辆跟驰换道模型,以刻画交叉口前路段上的车辆跟驰换道机制及车流宏观特征.借助模型分析了换道车辆比例、换道期望参数和跟驰安全距离等对交通流宏观特征的影响.结果表明:换道车辆比例对通过停车线的进口道流量有负面影响,换道行为越多,进口道流量越小.换道期望参数越大,换道成功率越大;当道路拥堵时,增大换道期望会减少进口道流量.增大安全距离,容易提升换道成功率但会减小进口道流量,同时促使拥堵发生.     

信号交叉口左转车道外置的影响因素仿真研究

为了探究信号交叉口左转车道外置的适用条件,开展影响因素仿真研究.借助Vissim软件,构建了不同几何条件的交叉口仿真模型.通过输入不同的交通量与交通组成参数并进行仿真实验,对比分析了左转车道内置与外置的延误指标.得到了不同的进口道车道数、交织段长度、直行车辆数、外侧车道左转车辆数与左转大车率等因素对左转车道内外置延误的定量影响关系.针对两个城市的四个交叉口开展了道路交通调查与仿真实验,定量分析了在这些交叉口左转车道外置的延误降低效果.研究表明,在其他条件相同的情况下,外侧车道左转车辆数或左转大车率越大、直行车辆数越多、交织段长度越短,左转车道外置的延误降低效果越明显.     

信号交叉口专用多左转车道特性分析

针对北京市典型信号控制交叉口,调查高峰时段若干左转转角约为90°的专用多（双、三）左转及直行车道组的车头时距、周期流量、大型车比例等数据.通过对数据的分析处理,得出多左转车道和大型车车道使用特性及双、三左转车道不同车道位置饱和流率的差异性,具有一定的参考价值.     

基于微观特性的左弯待转区对交叉口通行能力影响研究

为探寻左弯待转区对交叉口通行能力的影响,划分了左转车道类型及左转车辆排队形态,分析了待转空间增大带来的左转车辆通行能力增量,计算了绿灯间隔时间的增加导致左转车辆通行量的降低值以及排队条件的改善造成直行车辆通行量的增加值,建立了交叉口通行能力综合计算模型。通过具体算例得出在左弯待转区和左转拓宽车道不同长度以及左转车辆不同加速度条件下通行能力增量。结果表明:左转车辆通行能力增量随着待转区长度的增加和左转车辆加速度的增加均呈现增长的趋势,且分别符合线性函数关系和对数函数关系。当左转拓宽车道长度增加时,其对直行车辆通行能力的影响逐步变小。研究成果可为左弯待转区的设置提供一定的理论依据与决策支撑。     

考虑交叉口渠化区排队特征的元胞传输模型

为了更准确地描述城市道路交叉口交通流演化规律，以具有进口道展宽设计和合用车道功能设计的信号控制交叉口为研究对象，综合考虑排队消散过程、分流过程、可选择性换道和合用车道4个现实因素改进了元胞传输模型(CTM);结合交叉口的几何特征，以车道组为单位提出了路段元胞划分方法；在此基础上，调整了元胞发送能力函数对排队的消散过程，并进行了建模；在分流过程建模中引入阻塞因子来描述不同车道组空间排队的相互影响，以平衡相邻车道组空间排队为目标对过渡区可选择性换道行为进行了建模，并在合用车道建模中考虑了不同流向车流的冲突效应；结合实际交叉口，选取车道组周期最大排队长度作为评价指标，验证了改进CTM的有效性。试验结果表明：改进CTM可以同时估计不同车道组的排队长度，随着直行车流比例的增大，改进CTM的估计误差逐渐减小，不同流量场景下，路段最大排队长度的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和加权平均绝对百分比误差(WMAPE)的平均值分别小于16.43、21.36 m和13.51%;与基准方法相比，不同场景下改进CTM对路段最大排队长度的MAE的减小幅度为15.31%～90.03%,且在高流量场景下...     

提前右转组织方式及其影响分析

以可插车间隙理论和概率论为基础,建立了固定与可变交织区长度的提前右转组织方式下右转机动车通行能力计算模型与延长交织区所能够增加的通行能力的计算模型,提出了提前右转组织方式的适用条件。以平均延误为指标,对比分析了两种组织方式下右转机动车的运行效果,基于Webster信号配时方法,对实行提前右转方式的交叉口内直行和左转车流的通行能力进行了分析。分析结果表明:采用提前右转组织方式后交叉口直行和左转通行能力增加;在右转机动车提前右转能够满足通行能力时,提前右转可减小冲突区的面积,否则,可以通过延长交织区长度来增加通行能力,以减少右转车的平均延误。     

城市道路交叉口出口道可变车道设置研究

为缓解城市道路交叉口的交通拥堵,提出在交叉口出口道设置可变车道的交通组织方法。首先对城市道路交叉口出口道可变车道进行定义,明确可变车道的设置位置为出口道内侧。在对其设置的约束条件进行分析后,研究了出口道可变车道的车道数、车道长度、车道开闭时间等设置参数和相应的配套措施。最后以济南市经十路—舜耕路交叉口为例,具体阐述出口道可变车道的设置方法。济南市交通调查数据显示,出口道可变车道每信号周期可放行8~12辆左转车辆。仿真数据进一步验证了在一个信号周期内,东西方向左转交通量增加63%,停车线后最大排队长度缩短35%,左转车辆平均延误减少29%。     

基于ANFIS的可变导向车道智能控制系统

为缓解因交通流向分布不均衡导致的交叉口交通拥挤状况,以交叉口进口道的可变导向车道为研究对象,建立了基于自适应模糊神经推理系统的可变导向车道智能控制系统。智能控制系统由数据采集子系统、交通状态预测子系统和控制子系统构成,共同完成可变导向车道的智能化控制。将数据采集子系统检测到的实时交通数据录入到预先训练好的交通状态预测子系统中,可得到左转车辆和直行车辆的运行状态,并根据控制子系统的结构化算法来确定可变导向车道的属性。计算结果表明:交通状态预测子系统的测试误差为0.075 097,满足精度要求,可以用于交通状态预测;采用可变导向车道智能控制系统能明显改善交叉口交通拥堵状况,当左转车辆比例为25%时,关键进口道综合延误减少了6.1%,平均停车次数减少了9.5%,平均排队长度减少了6.1%,当左转车辆比例上升至30%时,3个指标分别下降了8.1%、12.4%与8.0%,表明左转比例越高,作用效果越显著。     

基于可逆车道的菱形立交交叉口车道设置及信号配时优化研究

菱形立交是城市内常用的一种立交形式,为了提升衔接区域交叉口的服务水平,本文提出了基于可逆车道的菱形立交交叉口信号控制方法。可逆车道应用于内部路段所有左转车道和地面出口道的部分车道上,传统控制方法无法保证内部路段车辆被及时清空,安全隐患较大,故在分析了可逆车道设置条件,考虑内部路段的及时清空和排队长度控制以及相位方案等约束条件后建立了配时优化模型,并基于枚举法求解。通过算例及VISSIM仿真对方法的可行性和效果进行了验证,并与传统信号控制方法进行对比,发现前者在高水平交通需求下显著优于后者,使得交叉口处总通过车辆数提高了2.0%,车均延误降低了52.7%,出口匝道上的最大排队长度减少了62%以上。     

千路左转空间需求研究

重视直行交通、忽视甚至排斥左转交通是造成道路设计不合理、干路与支路难以衔接的内在原因.首先选取美国、日本大量典型城市道路案例,总结其设计取向为注重转向交通组织.提出干路左转空间需求的计算方法,包括干路交叉口和干路路段两部分左转空间需求.指出中国城市道路左转交通需求趋于增加,在道路设计和交通组织中应给予重视.最后,分析中...     

城市灯控平面交叉口的自行车交通设计研究

城市灯控平面交叉口混合交通流安全和效率的核心研究对象应该是自行车与机动车交通流间的相互影响。本丈在大量的理论分析和实践的基础上,探讨时空分离法的自行车交通设计的基本原则和交通空间设计方法,即自行车右转弯专用车道设计、左转自行车二次过街以及自行车与行人过街一体化设计,并进行了南京市太平北路与珠江路交叉口的应用实例分析。本文的城市灯控平面交叉口自行车的交通设计方法可为解决城市灯控平面交叉口混合交通问题提供借鉴。     

我国城市快速路基本路段HOV车道设置方案研究

为了研究高占有率（HOV）车道在我国城市道路中的设置方案,本文以城市快速路基本路段为研究对象,并选择了南京市的两条典型路段进行道路条件与交通条件的调查与分析。选取路段平均速度、延误时间以及运送能力为指标,分别设计了7种车道数分配方案,并运用VISSIM仿真软件进行现状和仿真对比分析,研究设置HOW车道的方法。结果表明,在双向六车道的城市快速路基本路段中单独设置一条3’型HOV专用道或者一条3’型HOV专用道和一条公交专用道的组合时,能够最大化提高整个路段的运营效率;双向八丰道条件下,当公交和货车比例都相对较低,而小汽车和中客车所占比例相对较高时,设置HOV车道时的利用率可能相对较低,而建立公交专用道则比较合理。     

考虑双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型

允许车辆借反向车道超车的双向交通道路是城市路网的重要组成部分.本文考虑了双向交通道路的车辆行驶规则,研究了无信号控制交叉口的车辆优先通行权分配规则,构建了一个双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型,研究了城市路网交通流的动态特性.研究结果表明,临界密度随着路网规模的增加而下降,路网交通密度的增加会加速拥堵闭环的形成,换道概率的增加会降低路网车速和缩短局部死锁现象形成的时间,单位时间换道车辆数与换道概率及交通密度之间存在着密切的关系.     

One-Way Traffic Organization Based on Traffic Load and Road Equity

To improve the utilization of branch roads and alleviate traffic congestions on arterial roads, the optimization approach of one-way traffic organization is proposed from the view of traffic load and road equity. The bi-level programming model is established with the objectives of the portion that road saturation exceeds anticipant saturation and vehicle detour index. The upper model is to obtain the minimum value of objectives by optimizing one-way traffic, and the lower one adopts the equilibrium model to distribute traffic flow. Then, the simulated annealing algorithm is designed to solve the bi-level model. At each iteration step, one of the branch road sections with high load is selected for lane reversal. The numerical result shows that one-way traffic organization can reduce the over-saturation portion of road section, however, with the increase of detour index proportion, the potential of reduced degree decreases gradually.     

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为了提高支路的利用率以缓解城市主干道的拥堵,本文从道路负荷与公平性的角度出发,确定单向交通组织优化方法. 建立了以路段饱和度超限量和车辆绕行系数最小化为目标的双层规划模型,其中上层模型通过优化支路的单向方案以使目标值最小,下层模型按照用户均衡分配准则进行配流. 进而设计了求解模型的模拟退火算法,在算法每一步迭代时,从当前达到一定拥堵程度的支路路段集中选择其一调整单向组织方案. 算例结果表明,单向交通组织可以降低路段饱和度超限量,缓解干道路段的拥堵,但随着绕行系数比重的增大,路段饱和度超限量的优化能力逐渐减弱.     

基于道路负荷与公平性的单向交通组织优化

为了提高支路的利用率以缓解城市主干道的拥堵,本文从道路负荷与公平性的角度出发,确定单向交通组织优化方法. 建立了以路段饱和度超限量和车辆绕行系数最小化为目标的双层规划模型,其中上层模型通过优化支路的单向方案以使目标值最小,下层模型按照用户均衡分配准则进行配流. 进而设计了求解模型的模拟退火算法,在算法每一步迭代时,从当前达到一定拥堵程度的支路路段集中选择其一调整单向组织方案. 算例结果表明,单向交通组织可以降低路段饱和度超限量,缓解干道路段的拥堵,但随着绕行系数比重的增大,路段饱和度超限量的优化能力逐渐减弱.     

考虑右转车流的交叉口交通岛比选设计

交通岛设计的关键是确定右转车流在进口道分流区及出口道合流区的交通组织,在此基础上进行方案设计和通行能力评价。目前的设计缺乏对在不同右转流量条件下方案优化和比选时的定量化分析。本文提出右转车流在不同交通组织条件下的四种交通岛设计方案,并采用通行能力模型对进口道分流区及出口道合流区通行能力进行评价,提供不同右转车流需求下的交通岛最佳设计方案。算例结果表明:随着右转车流量的变化,本文提出的四种交通设计方案与右转车流的四个流量区间一一对应,能够满足复杂条件下的城市交通精细化设计需求,解决了目前设计单一化、非定量化的弊端。     

基于元胞自动机的附加导流岛型出口仿真建模

为研究附加导流岛型出口对快速路交通流的影响，本文建立针对附加导流岛型出口的元胞自动机模型。基于KKW (Kerner Klenov Wolf)模型，引入3种换道规则并分段设定，以描述附加导流岛型出口影响下的车辆换道行为。针对主辅路直接衔接的几何特点，对主路车辆经由出口驶出的过程等效简化，定义附加导流岛型出口下的车辆驶出规则。模型的数值仿真结果表明：导流岛通过引导辅路车辆在导流岛上游向外侧车道合流，能够使辅路下游的内侧车道起到辅助车道的作用。在此设置下，辅路车流对车辆驶出造成的直接干扰得到缓解，主路的通行效率显著提高。然而，辅路车辆经过导流岛后的强制换道会对驶出的平稳交通流造成扰动而诱发局部拥堵， 影响驶出车流的进一步疏散，导致主路饱和流量和平均速度的下降。此外，导流岛使得辅路形成道路缩减瓶颈，在其影响下，辅路总饱和流量大幅下降。导流岛对辅路内侧车道的占用使得其流量和平均速度均低于外侧车道，通行效率受到更大的影响。     

基于变加速度的高速公路平直路段运行速度模型优化

通过研究典型路段车流的运行速度规律,分析汽车在平直路段上的实际行驶方式,提出了平直路段变加速度的运行速度测算方法和预测模型.该模型很好地描述出汽车在平直段上的实际加速状态,动态反映加速度与速度、加速度与期望速度间的变化关系,经与汽车直线路段速度距离加速曲线图表对比,速度预测模型精度较高.平直路段变加速度法优化、完善了现有平直路段的运行速度预测模型,为公路运行速度的合理取值提供了理论支持.     

城市道路交叉口左转专用道右置的应用

在对左转车流及掉头交通流冲突特性分析的基础上,总结左转车流的交通影响;并根据交通分流的原则,提出左转专用道右置的交通措施及适用条件.选取武汉市长江大道—淮海路交叉口为研究对象,分析左转专用道右置的基础和前提,并提出实施右置方案需要完善的交通工程设施.