快速路进口匝道及其衔接交叉口的协调优化控制模型

为了缓解快速路主线交通流拥挤现象,分析了快速路进口匝道与主线以及与地面衔接交叉口的影响关系,确定了进口匝道不同交通状态下的控制目标;构建了进口匝道与衔接交叉口的3段式协调优化控制模型,提出基于层次分析的分布式求解算法;以1条进口匝道及3个衔接交叉口的典型路网进行试验,采用仿真模拟软件对模型及其算法进行效用评价.仿真试验优化了7次,结果表明:前3次实现了进口匝道排队减少,接着3次优化能够实现通行能力最大,在低交通需求下,优化能使通道平均延误时间减小.研究成果为在供需平衡的基础上优化进口匝道和衔接交叉口的信号配时提供了理论基础.     

单象限化平面交叉的交叉结点间距研究

从单象限平面交叉独特的交通组织方式出发,在分析了各方向的左转车辆绕行特征之后,结合我国城市道路交通的实际情况,首先根据功能将单象限化平面交叉结点间距分为进出口物理段、上游区段和下游区段三大部分,建立一个基于行车安全的结点最小间距计算模型;其中,进出口物理段由原主平面交叉口的几何构造决定,下游区段由驾驶员反应距离和制动距离组成,上游区段分为换道横移段、减速段或排队等候段。根据交叉口的几何设计条件计算进口和出口物理段的长度;根据汽车加减速理论来计算驾驶员的反应距离以及汽车制动距离;根据汽车的横移速率来计算车辆换道横移段的长度;根据交通流理论与信号控制理论来计算汽车的排队长度。最后在不同设计速度下对以上计算所得的各部分长度分别进行累加,给出了单象限化平面交叉结点最小间距的建议值,结果表明,设计速度对结点间距的影响较大。     

城市高架路下匝道衔接道路通行能力研究

在分析道路衔接的构造特性及交通流特性基础上,采用回归分析技术及可接受间隙理论,综合考虑车辆驶离匝道后汇入地面道路、完成交织运行、顺利进入交叉口的运行过程,从系统的角度构建下匝道衔接道路的通行能力模型.结合实际调查数据,通过与Vissim仿真值进行比较,对模型的正确性进行了验证,结果表明模型是有效的.     

基于混杂模糊切换的快速路区域协调控制研究

基于对城市快速路出入口匝道及辅路交叉口的交通流特性分析,利用混杂自动机原理建立了交叉口混杂切换系统模型,并结合出入口匝道的交通流密度来协调交叉口的信号控制.提出了应用模糊逻辑的方法来优化交叉口的相位切换顺序,并用Paramics微观交通仿真软件进行了仿真.结果表明该算法能一定程度上提高车辆的平均速度,是解决城市交通区域拥挤的一种有效方法.     

互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度研究

为确定车辆在互通式立交出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡、变速行驶、3 s行程时间及横向加速度变化率适中等要求的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR链式开普勒雷达测速仪,实测不同主线设计速度下立交出口匝道分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到了满足不同需求下的运行速度过渡段长度。结果表明:匝道设计速度为30~40 km/h时,车辆变速行驶需求为运行速度过渡段长度的主要控制因素;匝道设计速度为50~80 km/h时,超高过渡、3 s行程时间为运行速度过渡段长度的主要控制因素;基于安全行驶需求,提出了互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。     

机非混行平面交叉口交通设计理论研究

对机动车与非机动车混行条件下平面交叉口的交通设计进行深入、系统地研究。在分析大量实测数据的基础上,对信号控制交叉口自行车交通流的运行特征进行分析,建立自行车交通流的相关模型;在理论分析和实践的基础上,形成机非混行平面交叉口交通设计理论与方法。这些理论与方法的建立将为解决城市混合交通问题奠定基础。     

交叉口渐变段线型研究与函数模型构建

减少事故发生、合理的渐变段长度及线型设计,能改善交叉口的通行环境、保障车辆安全行驶、提高路口整体的通行能力.在参考美国关于城市道路交叉口设计相关资料的基础上,对比我国现有城市道路交叉口设计相关技术规范的欠缺之处,结合我国交通参与者实际行车习惯,提出一种符合我国驾驶员驾驶习惯的渐变段线型及其函数模型.通过对现场交叉口车辆进行航拍得到车辆运行轨迹,再将轨迹坐标化,带入Matlab和Spss进行数据拟合,得到交叉口渐变段线型,最终对渐变段线型函数构建,并对模型进行参数标定与简化,使其有利于工程实际计算,为我国城市交叉口渐变段设计提供较为合理的参考.     

出入口管理技术改善立交与地面道路的交通衔接

为改善我国立交与地面道路的交通衔接,首先分析了造成衔接段交通拥堵的原因。认为匝道落地点到临近交叉口的交织距离不够是主要原因;此外,匝道布局不佳,临近建筑物出入口布局欠规划,临近交叉口交通疏散能力不足等原因进一步加剧了衔接段的交通拥堵。借鉴美国的出入口管理策略,从中找到相关的解决方法,特别总结回顾了国外关于制定匝道落地点到临近交叉口最小间距标准的研究,提出了改善我国立交与地面道路交通衔接的可行途径。     

城市快速路入口匝道与关联交叉口协调控制分析

为了提高快速路匝道与关联交叉口运行效率，以快速路-交叉口协调控制影响因素为关键，建立基于交通状态指数、匝道入口影响因子的匝道与关联交叉口协调控制模型。以实际区域进行仿真验证，结果显示，模型能够明显改善系统运行情况，匝道总通过交通量增加8.7%，交叉口延误降低11%。     

受空间制约的快速路下匝道与交叉口衔接段优化设计与控制

提出了受空间制约的快速路下匝道衔接段优化设计与控制的思路,即通过计算允许排队长度与绿灯时间关系,对相邻交叉口采用半感应控制方式,保证了衔接段的车流交织长度。分析了绿灯时间参数的确定方法和交叉口半感应控制流程。通过Vissim软件仿真进一步说明了方案的有效性。同时还指出,在空间严重受制的情况下,交织段可采用类似于交叉口的信号控制方式。     

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。     

城市高架道路匝道与平面交叉口衔接交通问题及改善方法研究

本文针对目前国内城市建设高架道路的过程中，由于进出口匝道布设于近交叉口范围带来的一系列问题进行了分析，提出基于时间和空间的避免交叉口范围内交通流交织与冲突的对策，提出高架匝道的合理设置方法。对已建高架道路交通系统与地面道路交通系统衔接问题的改善及城市交通系统健康发展具有指导意义和实用价值。     

基于交通预测的多态交通流信号控制

为解决现有信号控制方法对多态交通流交叉口适应性不足的问题,通过在交叉口设置多功能进口车道和车辆检测器、车道控制器等硬件设施,进行了短时交通流预测基础上的多态交通流条件下交叉口信号配时优化研究。根据交通量预测数据,建立信号控制延误估计模型,以交叉口总延误最小为优化目标选取多功能车道流向,根据每相位最大排队长度逐步优化绿灯时长并实施信号控制。短时交通预测以小波分析为基础,采用RBF神经网络及Markov链分别预测交通流的稳态与随机部分。使用VISSIM软件对设置多功能车道的交叉口多态流信号控制方法进行了交通仿真。分析结果表明：该方法可有效降低行车延误,提高交叉口服务水平。     

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。     

苜蓿叶分离式互通立交二次定向分流匝道合理长度研究

互通立交分离区出口匝道长度会对立交整体运行安全与效率产生重要影响。文中以山东济青(济南—青岛)高速公路涌泉分离式苜蓿叶形互通立交青岛出口方向二次定向分流匝道改造为例,选取交通量、匝道段长度、大车率、驾驶员组成作为变量,结合VISSIM仿真建模与SPSS统计软件对交通运行安全和交通效率进行单因素敏感性分析并构建优化交通因果模型,模拟试验结果表明匝道段长度延长204~227m使其总长达到825~848 m能有效适应再分流14%~21%外来车辆的变化。     

高架快速路出口匝道衔接段交通组织方案研究

高架快速路出口匝道与地面交叉口衔接段的交通组织方案对城市交通系统作用至关重要。该文结合上海市中心城高架快速路,对高架快速路出口匝道衔接段交通组织方案进行了分析,可供今后类似工程借鉴、参考。     

排阵式交叉口几何设计与信号控制协同鲁棒优化

针对排阵式交叉口在实际交通波动环境中存在车辆滞留排序区,运行效率稳定性难以保障的问题,提出了鲁棒优化方法,平衡交叉口运行的效率和稳定性。在分析排阵式交叉口运行特性的基础上,指出了其运行效率波动性与交叉口几何设计、信号控制、交通需求、饱和流率和运行车速这5个因素有关。确定了将交通需求、饱和流率和运行车速这3个客观波动因素作为模型的输入参数,将几何设计和信号控制这2个可受设计人员控制的要素作为模型的优化控制变量进行协同优化的模型框架。在此基础上,以交叉口车均延误条件风险值最小为目标,考虑了各流向车道数、信号相位相序、排序区车辆清空等方面的约束条件,构建了基于情景的鲁棒优化模型,并建立了遗传算法对模型进行求解。通过案例分析,对鲁棒优化模型的置信水平取值和算法准确性进行了分析,证明了算法可以使目标函数收敛到最小值,并基于蒙特卡洛模拟对优化效益进行了检验。研究发现,所建立的几何设计与信号控制协同鲁棒优化模型可实现在交通需求和供给的波动下,对排阵式交叉口的车道功能、排序区长度以及主、预信号控制进行协同优化。相较于确定性的设计方法,在平均延误层面基本维持原有水平,但对延误标准差和最大值有着较为明显的改善,案例中分别减少了48%和23%。     

连续流交叉口信号配时优化模型

连续流交叉口是一种非常重要的非传统交叉口设计,通过将主交叉口左转车流转移至次级交叉口的方式,实现主交叉口二相位控制,从而大大提高主交叉口的通行效率。为进一步发挥连续流交叉口的通行性能,对主次交叉口的信号协调控制展开理论研究,提出了一种具有普遍适应性的信号配时优化模型。该配时优化模型能够有效协调主次交叉口的信号配时,最大限度地降低车辆延误、改善交叉口通行能力,生成理想的协调配时方案,在实际应用中,能够确保主次交叉口的可靠运行。在分析连续流交叉口延误的组成和性质的基础上,深入研究了交通流延误和排队随主次信号相位差的变化情况,做相应的场景分析,再通过主次交叉口相位差优化分析,给出了最优相位差的求解方法,大大简化了模型的求解流程。最后,以南昌市某干道交叉口为例,对其进行了连续流交叉口渠化设计,利用所建立的优化模型求解协调配时方案,再通过微观仿真平台进行了交通效益评价。结果表明:所生成的配时方案能够有效降低延误和车辆排队,改善交叉口通行能力;模型计算结果与仿真输出结果相符,进一步说明该信号配时优化模型准确、可靠。     

城市高架道路出口匝道路边型接地纵向位置研究

章在分析城市高架下匝道接地点前方交通流特性基础上，针对典型的匝道接地类型，建立了衔接区通行能力和长度的关系模型，以通行能力均衡性为约束条件，建立了匝道接地点纵向位置的计算模型，利用Visual C 编写了计算程序，对算例进行计算、分析，使模型得到了论证。对于其它类型的匝道接地模式，也可以采用该方法进行接地位置研究。     

高架出口匝道下游交叉口信号控制方法研究

城市高架快速路与地面道路,主要通过出口匝道及其下游交叉口进行交通转换,高峰时段出口匝道及下游交叉口交通拥堵频发。以元胞传输模型为基础,构建出口匝道及下游交叉口交通预测模型;采用动态调整周期时长和信号相位的控制策略,建立基于元胞传输模型的交叉口信号控制模型。以排队长度、绿灯和周期时长为约束条件,以各进口道加权平均延误为目标函数,进行信号配时动态优化。以成都市实例匝道和交叉口进行验证,表明本文提出信号控制策略可有效降低此类交叉口的饱和度、延误和排队长度,提升其通行效率。