典型信号控制交叉口行人专用相位设置阈值研究

针对目前城市道路交叉口中人车混行现象,综合考虑效率与安全两方面因素,选取延误成本和冲突成本分别作为效率与安全的评价指标,构建有(无)行人专用相位信号控制模式的交叉口运行成本模型.模型的延误成本中,行人和非机动车延误考虑了信号延误、冲突延误以及绕行延误;冲突成本则基于交通冲突理论,以车头时距判断机动车与行人和非机动车是否发生冲突为指标,并根据机动车及行人和非机动车达到分布确定冲突概率.最后,通过北京市四道口交叉口验证了该模型的适用性,并基于遗传算法求得典型信号控制交叉口中行人专用相位设置的阈值在750~900人/h浮动,随着车流量的增长,行人专用相位的设置对行人流量的要求呈现先降后升的趋势.为城市道路交叉口信号配时设计提供了理论支撑,保障行人及非机动车安全、舒适、方便、尊严的出行.      

无信号交叉口左转专用道设置研究

无信号交叉口的许多交通冲突与左转车流有关.左转车流与对面方向直行车流存在冲突,也和与之相交道路的直行和左转车流相冲突.在无信号交叉口处适当地设置左转专用道,能有效地减少冲突,减少因左转车干扰而产生的延误,运用交通流理论、概率论和排队论知识,研究了在无信号交叉口处是否应设置左转专用道,设置左转专用道时的服务水平,左转专用道的设置与所考虑的相关因素之间的关系等,并建立了相关的模型.     

信号交叉口右转机动车与行人冲突运动模型

在一些信号交叉口,右转机动车的转弯行为不受信号控制,容易与过街行人发生冲突。现有冲突研究的内容多为冲突判别和冲突分级研究,对人车冲突运动过程研究相对较少。为减少交通冲突,提高行人过街安全性,提出一种新的右转机动车与行人冲突运动过程的仿真模型。研究右转车辆的决策过程,分析人车冲突机理。建立人车冲突模型,依据实际调查所获得的车辆速度和可接受间隙数据,对模型参数进行标定。对模型进行仿真分析,通过比较冲突时间、后侵占时间、安全减速度、间距时间4个冲突严重性指标,选择后侵占时间(PET)这一评价指标进行安全评价。仿真得到的车辆速度和 PET 数据与调查得到数据相比误差不超过5%,验证了模型的有效性。通过灵敏度分析,小交叉口 PET 提高了10%,说明小交叉口有助于降低冲突的严重性。      

数据驱动的两相位信号控制交叉口行人专用相位动态设置方法

为减少交叉口的人车冲突,并保证交叉口行人与车辆通行的公平性,分析了行人与机动车在交叉口通行时的相互影响,将每个信号周期中的行人和机动车作为研究目标,分析交叉口行人和机动车的冲突特性,实时估计设置行人专用相位前后行人与机动车的吞吐量,得出动态控制模型中重要参数(行人和机动车每周期通行能力)的计算公式。运用0-1规划模型,以人车通行效率作为约束条件,以人车通过交叉口的公平性最佳为优化目标,建立数据驱动的两相位信号交叉口EPP动态控制模型。并对模型进行数值分析和灵敏度分析,最后说明了EPP动态控制流程及实施方法。研究结果表明:高人流量的交叉口采用本动态方法可提升通行效率及公平性。灵敏度分析表明该动态方法适用于公交车比例为0.1～0.3的交叉口。为验证模型的正确性,结合上海市北京路常德路EPP控制交叉口进行案例分析。对信号交叉口EPP动态控制模型中的具体参数进行标定,并在3种仿真条件下(不设置EPP、设置EPP、动态控制EPP),分别进行仿真模拟。微观仿真结果表明,对交叉口采用动态设置行人专用相位的信号控制方法,总体说来有较好的应用前景,可以保证行人与机动车更为公平地通过交叉口,同时提高交叉口可通过的交通量并对交叉口的通行效率的影响不大。     

城市信号交叉口掉头车道右置安全性能分析

为探索城市信号交叉口掉头车道右置的可行性,分析交叉口的整体状况,从交叉口几何形状、交通构成和信号配时三方面对交叉口适应性进行分析;从安全层面对交叉口运用交通冲突技术进行安全性分析.结合某一T形交叉口,利用Vissim软件进行交通运行仿真模拟,将得到的轨迹导入至SSAM软件进行冲突分析.采用交通冲突类型、冲突数目、冲突空间分布等指标,对比分析了常规车道设置和掉头车道右置2种交通渠化下的冲突特性.研究表明,城市主次道路相交信号交叉口,将掉头车道右置可显著减少交叉冲突、追尾冲突、变道冲突数目,增加冲突时间(TTC),提升交叉口尤其是掉头车流安全性.      

考虑礼让行人的信号交叉口配时优化方法

为提高机动车礼让行人背景下的人车通行效率,研究了基于叠加相位设计的信号交叉口配时优化方法.以西安市1个典型交叉口为例,分析机动车与过街行人冲突情况;在Webster配时模型的基础上,提出叠加相位设计与人车冲突时空分离策略相结合的信号配时优化方法,并给出行人信号早启时间、人车绿时分离设置阈值的计算方法;运用VISSIM仿...     

考虑人车交互的两相位信号控制交叉口行人专用相位设置条件

为准确分析机动车避让行人条件下行人专用相位设置的合理性,研究了行人专用相位对交叉口通行效率的影响,提出了一种考虑人车交互的行人专用相位的设置条件。首先,分析了行人流量、机动车流量与人车交互行为的关系,建立了考虑避让率的人车交互行为模型。其次,假设车辆到达服从泊松分布,分别建立交叉口机动车内乘客以及过街行人延误模型;以设置行人专用相位前后的交通参与者总延误为主要指标,提出行人专用相位设置条件。再次,基于信号控制交叉口的人车交互行为视频,标定了所提出模型的各项参数;通过数值仿真分析了不同行人与机动车流量条件下,设置行人专用相位后交通参与者总延误的变化,并据此确定了设置条件中调整系数在不同交叉口工况下的取值。最后,根据上海市实地调查数据建立了微观仿真模型,建立常规信号控制与行人专用相位两个场景对比总延误、排队长度、机动车通过量等指标。结果表明:人车交互行为对交叉口交通参与者总延误具有较大影响,应当将人车交互因素纳入行人专用相位设置条件;在机动车流量相同的条件下,行人流量越多设置行人专用相位后延误增量越小;车辆避让率越高,设置行人专用相位后延误增量越小。     

一种新式的交叉口左转待行区信号控制方法

针对信号交叉口许可相位运行期间直行车与左转车交通冲突严重、通行效率低下的问题，提出一种针对许可相位的新式左转待转区设计方法，设计该组织模式下的信号相位方案并分析了设置左转待转区前后的交通冲突情况。建立新式左转待转区设置后的延误模型，以车均延误最小为优化目标，建立改进后交叉口信号控制参数优化模型，并给出求解算法。以哈尔滨市融江路-群力第六大道交叉口为例，VISSIM仿真表明：尽管提出的方法对次要道路中左转车的延误和停车率不利，但总的车均延误在下降，特别是主路相位延误下降更明显，说明所提方法可行、有效。进一步分析交通流量规模、左转车比例和左转待转区容量等因素对设置左转待转区前后次要道路车均延误的影响，结果表明：当每方向左转待转区容量固定不变时，红灯期间到达的左转车辆数越多，所提方法适用的次要道路交通流量临界点越高，且随着次要道路交通流量的增加，所提方法适用的临界左转比例在下降；在相同交通条件下，每个方向左转待转区容量越大，车均延误就越小，说明每个方向左转待转区容量越大，所提方法的效果越明显。该方法有助于改善含许可相位的信号交叉口交通安全和通行效率。     

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.      

基于交通冲突的交叉口安全模糊综合评价

针对传统的平面交叉口安全评价方法存在的缺陷,将交通冲突技术和模糊综合评价方法引入其中.通过对交通冲突技术进行简单的介绍,对传统的评价指标进行扩展,建立了适用于平面交叉口的评价指标、评分等级.在其基础上,将交通冲突技术和模糊综合评价方法相结合,建立适用于评价平面交叉口安全的模糊综合评价模型,并结合南京市一个典型的交叉口进行了实例应用.     

倒计时信号灯对交叉口交通安全影响研究

针对倒计时装置对信号交叉口交通安全的影响进了研究。采集了9个信号交叉口共计13个进口道的相关数据,以红黄灯时段车辆通过停车线情况及交通冲突数作为替代安全评价指标,对比设置及未设置信号倒计时装置的交叉口进口道数据,量化了信号倒计时装置对城市信号交叉口交通安全的影响。结果表明,在交叉口直行和左转2个方向上,受到信号倒计时装置影响,车辆在交叉口进口道处的冒险通行频次以及交通冲突数均有显著提升,对交叉口交通安全水平存在负面影响,建议在工程应用中谨慎使用信号倒计时装置。      

平面交叉口信号相位安全评价方法研究

交叉口信号相位方案选择对交叉口的通行能力和行车安全有着重要影响。提出信号相位方案的设计不能单纯以提高交叉口通行能力为目标,还必须考虑交叉口行车安全这一因素。围绕这一论点,对不同信号相位方案下各种类型交通冲突问题进行分析研究。首先对6种类型的交通冲突情况做定性分析,进而研究各类交通冲突与信号交叉口相位方案之间的关系,最后以观察到的冲突数据为依据,通过测定和比较不同相位控制下的冲突率,建立小区域内的常用信号相位等级,为交叉口信号相位设计提供新的参考和依据。     

基于混行跟驰仿真的CAV专用进口道动态设置方法

信号交叉口是影响交通系统运行安全和效率的关键。在国家新基建战略的提出以及车路协同技术不断发展的环境下,合理设置网联自动驾驶车辆(Connected and Autonomous Vehicle,CAV)专用进口道,对信号交叉口进口道处不同网联类型的车辆进行科学的交通组织,能够提高交叉口的通行能力,降低行车延误,促进城市交通系统效率与安全的双提升。建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型和GM (General Motor)模型分别描述混行环境下网联车辆与非网联车的跟驰行为,以提高进口道通行能力、降低延误和油耗为优化目标,采取敏感度分析方法,提出不同CAV比例、进口道车道数、交通量和信号配时方案组合情况下CAV专用进口道的动态设置条件,适用于不同交通状况的信号交叉口,具有较强的普适性。数值仿真结果表明：采用该方法设置CAV专用进口道能够提高混行信号交叉口的通行能力、降低延误和车均油耗;在实际应用时,可视交叉口类型和交通智能化程度灵活选取CAV专用进口道设置方式,为混行交通流环境下交叉口进口道的交通组织优化提供理论依据和模型支持,对车路协同系统的相关研究具有参考意义。     

T形交叉口3相位信号配时改进及优化

在城市道路交通系统中。交叉口是道路网中通行能力的瓶颈和交通事故的高发区域,随着交通量的日益增大。T形交叉口交通效率越来越低。通过对T形交叉口3相位信号配时设置方法进行研究来提高T形交叉口运行效率。分析了T形交叉口交通冲突特性,提出了T形交叉口信号相位设置的相关建议。通过对现行十字彤交叉口信号配时公式进行改进,取得更加适合T形交叉口3相位信号配时方法,并结合工程实例,对此方法进行阐述。此信号配时改进方法对T形3相位交叉口信号配时,具有一定的实用性。     

信号交叉口行人使用手机对其过街行为和安全的影响

针对信号交叉口处行人使用手机对其安全产生不利影响的问题,以武汉市9个信号交叉口的实测数据为基础,对行人使用与不使用手机情况下的过街行为与安全性差异进行统计分析.以往的研究中,评价行人安全多通过简单的对比分析,很少有量化的参数依据;针对行人使用手机对过街安全的影响,以人车冲突为评价指标,建立了基于有序概率(OP)的模型,可以更好地量化评价与预测信号交叉口处的行人安全.结果 表明,有11个因素与人车冲突显著相关,包括行人年龄、使用手机方式、过街速度、行人是否与他人结伴过街、嘹望次数、闯红灯与否、车道数、上游车道左转流量、上游车道右转流量、进口道右转流量和信号周期.其中,使用手机会增加人车冲突的概率:在双向2,4,5,6和7车道上,过街时打电话行人的人均冲突分别是不使用手机行人的3.56,3.42,3.33,3.29和3.00倍;看屏幕行人的人均冲突分别是不使用手机行人的4.78,4.17,3.80,3.59和3.30倍;而听音乐行人和不使用手机行人之间的人均冲突并没有明显差异.      

车路协同无信号交叉口的矩形冲突检测及消解

针对车路协同环境下的冲突问题，建立了以系统反应时间代替驾驶员反应时间的自动驾驶车辆制动距离模型，以此作为安全距离改进了矩形冲突检测模型，并根据轨迹优化的研究思路，提出了以矩形冲突检测模型为基础的冲突消解算法，对非通行优先权车辆进行速度引导，避免车辆冲突。在车联网开源框架 Veins 的基础上，将交通仿真器 SUMO和网络仿真器 OMNeT++双向耦合，并对冲突检测模型与消解模型进行验证。仿真结果显示，该冲突检测及消解模型具有可行性，与传统无信号交叉口四路停车让行规则相比，模型中的速度引导方案能减少合流冲突车辆 8.6%的平均行驶时间，减少交叉冲突车辆 8.3%的平均行驶时间；合流冲突和交叉冲突中车辆的平均速度分别提高了61.4%和105.0%。在实际应用中，冲突消解模型可以为不同速度范围内的自动驾驶车辆提供速度参考，降低无信号交叉口车辆发生碰撞的概率，提高无信号交叉口的通行效率。     

基于T形道路交通安全冲突评价指标的研究

根据目前我国城乡T形无信号管制道路交叉口及行人的步行特点。从交通安全的角度出发，通过人车潜在交会次数来研究交通冲突量，比较完整地引出道路交通安全潜在穿越冲突量指标，该指标反映人车发生冲突与事故的可能次数，有利于评价城乡T形无信号管制道路交叉口的交通安全的改善状况。     

无信号控制交叉口行人过街间隙选择模型研究

我国城市道路交叉口中大量行人与机动车冲突导致了交叉口运行效率降低,同时也引发了不容忽视的安全问题。在对无信号控制交叉口进行录像调查的基础上,分析了行人与机动车冲突特性,利用实测数据建立了行人过街间隙选择行为概率与安全间隙之间的数学关系模型,并对模型进行了检验与验证,证明该模型具有较好的拟和度和预测精度,同时与已有的Logit模型进行比较分析。     

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。     

道路交叉口通行效率与冲突强度关系模型研究

为了综合反映城市道路交叉口时空资源利用状况,以物理学外力做功原理为基础,分别建立了单股交通流和整个交叉口的通行效率模型。通过模型变换,将其中一个参数定义为冲突强度,从交通流、冲突点及整个交叉口3个层面分别建立了冲突强度模型。最后通过南京交叉口的具体实例得到冲突强度以及对应的通行效率的散点分布图,运用曲线拟合方法建立了交叉口的通行效率与冲突强度的回归模型,结果表明二者之间的关系可用二次函数加以表达。