交叉口信号配时优化模型研究

在传统的道路交叉信号配时方法的基础上修正了其延误计算公式,建立了配时优化模型。     

冰雪条件下信号交叉口交通流特性分析

冰雪条件下信号交叉口的交通流与正常天气下相比会在定性和定量两方面产生变化,针对这一问题的专项研究是研究冰雪条件下信号交叉口周期优化和通行能力的基础和前提.文中从信号交叉口车流特征出发,系统研究单点控制信号交叉口的车流基本参数在冰雪条件下的特性变化,并着重研究信号交叉口车辆时间损失特性,建立了冰雪条件下信号交叉口车辆延误时间影响模型.进一步以信号交叉口各进口道和整体交叉口车流为对象,根据自然形态区分的各类冰雪条件分别进行研究和建立相应模型,通过模型计算与实测结果的比较分析得出结论.     

信号交叉口交通流的数值仿真

通过建立城市道路交叉口交通流黄红灯前后边界条件与计算方法,利用LWR模型描述了交叉口周期性中断交通流.在数值差分模型中,应用仿真时步交叉口状态数组标识交叉口信号灯状态,并依时推进仿真计算.不同于连续交通流,城市道路交叉口交通流根据红绿灯的变换采用各路段分时、分段计算方法突出各子路段在不同信号灯下的不同路权特征,同时在差分计算和边界上考虑不同子路段的相互影响与衔接,整体刻画了交叉口及相关道路交通流的时空变化.算例表明,LWR模型与特殊边界条件结合,并配合基本图的灵活性,在城市道路交通流推算中结果合理可信,模型具有良好应用潜力.     

基于混合交通流下信号交叉口交通组织优化分析

基于我国经济的不断发展以及人们生活水平的不断提高,我国的城市化规模日益上升,因此机动车的数量日益增加。机动车在给人们增加便利的同时,一个突出的难题也摆在眼前,那就是其数量规模的急速扩张造成的交通问题。而目前,我国机动车、路人在交叉口的不断分流与合流使得交通秩序越发的混乱,容易造成交通堵塞,影响交通质量。因而对混合交通流下信号交叉口交通组织优化分析的研究就迫在眉睫。     

信号交叉口通行能力计算方法适用性研究

介绍我国常用的两种计算信控交叉口通行能力的方法,以两个典型十字交叉口为例,计算交叉口的通行能力,以交叉口饱和度为评价指标,对两种计算方法结果进行对比分析,适用于不同交通条件和交通流量的通行能力计算方法,旨在探讨各种方法的优缺点及适用范围。     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式,建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型,建立了交叉口换道规则,增加主动减速规则;对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性,以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力,但长度并非越长越好,当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞,总体上等候区是一种值得借鉴的方式;非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

城市主干道短距离交叉口信号优化控制

城市主干道短距离交叉口受进口道长度的限制,交通流量较大,极易发生排队溢出,影响上游路口的车辆通行。为解决该问题,本研究先从交通流运行和交通波传播的角度,分析短距离进口道内车辆的到达-排队-驶离过程,提出滞留排队的概念,得到最长排队长度和滞留排队长度的计算公式。再据此和车辆到达驶离图得到短距离进口道单位周期延误的计算方法,修正交叉口车均延误公式。然后,以交叉口车均延误最小化为目标,以短距离车道的最长排队长度不得超过路段长度和禁止车辆二次排队为约束条件,建立短距离交叉口信号控制的优化模型,并运用遗传算法对其进行求解。最后,以长沙市的芙蓉路-城南路交叉口为例,利用Vissim 4.3软件进行信号优化前后的仿真验证。研究结果表明:与优化前的信号控制方案相比,优化后的信号控制方案的短距离进口道平均排队长度降低了36.9%,最长排队长度减少了42.3%,交叉口车均停车次数减少了21.2%,通过车辆数增加了19.8%,车均延误减少了25.8%,这些结果均说明该方案能有效地防止短距离进口道的排队溢出,大幅提高短距离交叉口的通行能力与运行效率。     

流体力学模型在城市道路交叉口的 应用研究

为最大限度地发挥原有平面交叉口的通行能力、减少延误,解决城市道路平面信号交叉口交通瓶颈问题,基于交通流流体动力学模型模拟车队在交叉口的集结和消散过程,建立车流连续性方程,依据城市道路交叉口某一车道上的车速、流量、密度以及信号灯配时方案中的红灯时间,对拥挤度消散相关参数进行推算,利用MATLAB软件对计算结果进行仿真分析。结果表明,通过该方法计算拥挤度消散相关参数合理可行,根据拥挤车队持续时间进行信号灯配时方案优化,可减少二次排队的发生,为交叉口信号配时方案调整及优化提供理论依据及数据支持。     

设置非机动车等候区的信号交叉口交通流模型

城市机非混行交叉口的管理与控制是交通管理的重要内容.针对信号交叉口设置非机动车等候区的交通组织方式，建立了交叉口元胞自动机模型.对机动车流采用基于经典 NaSch(NS)的改进多车道元胞自动机模型，建立了交叉口换道规则，增加主动减速规则；对非机动车流采用具有侧向运动的扩展多值 CA模型.研究了设置等候区的车流状态特性，以及非机动车密度和等候区纵向长度对信号交叉口的影响.研究结果表明：设置等候区能在一定程度上提高交叉口的通行能力，但长度并非越长越好，当长度过长时在一定条件下会增大对机动车流的阻滞，总体上等候区是一种值得借鉴的方式；非机动车密度对机动车流的基本图具有显著影响.     

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对北京市信号交叉口的自行车和行人在混合交通流中的微观行为进行研究分析。研究中使用视频采集技术和数据分析技术来收集和分析自行车和行人在交叉口的行为。论文的主要研究结果是信号交叉口字自行车和行人的各种微观行为特征和基础行为模型， 这些结果有助于理解信号交叉口混合交通流的行为，并为城市混合交通流的微观交通模拟模型提供基础数据和理论依据。     

典型信号交叉口右转渠化岛设计模式的适用性研究

对典型信号交叉口设计中的两种右转渠化岛设计模式——划线渠化岛模式和实体渠化岛模式进行适用性研究。通过右转机动车受行人影响的冲突延误指标分析两种设计模式下交叉口右转车延误,并以一个典型十字交叉口为对象进行算例分析。通过行人一次过街最短距离和最长距离指标分析两种设计模式下交叉口行人过街安全性。通过交叉口土地占有面积与土地使用灵活性指标分析两种设计模式下交叉口土地利用效率。综上,建议两种右转渠化岛设计模式的适用性条件为:实体渠化岛模式可用于城市土地利用不受限制的郊区,进口道行车道数目不大于双向4车道,且行人流量较小或行人受控,在城市内部则仅限畸形交叉口采用;划线渠化岛模式对土地利用几乎无限制,可广泛应用于城市道路交叉口,交叉口行车道宽度较大时建议配合行人过街中央安全岛一起设计。     

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为优化和评价交叉口车流运行状况,根据信号控制交叉口交通流到达率的随机特点,引入相位清空可靠度指标用于评估交叉口可靠性.基于概率论,研究了相位清空可靠度与周期时长、相位绿灯时间的定量关系,利用Gauss消元法推导得到了交通流到达率分别服从正态分布和负指数分布时的相位清空可靠度计算公式.以两相位信号交叉口为例进行了仿真实验.结果表明：交通流到达率的方差越大,周期时长也越大,且到达率方差较大的相位需要更多的绿灯时间,可见到达率的概率分布特征值对于周期时长、相位绿灯时间有显著影响,可利用相位清空可靠度指标进行交叉口信号配时参数设计和评价.     

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车头时距分布是研究交通流特性的重要方法。本文基于北京市若干交叉口的实测样本数据,研究分析了拥堵状态下信号交叉口的排队车辆越过停车线的车头时距分布及其变化特点,结果表明在第6个车辆之后达到饱和车头时距。在此基础上,针对中心城区拥堵区域次干道以上等级的信号交叉口,提出拥堵状态下的通行能力模型。进一步地,利用实测数据作了案例计算与对比分析,直行与左转车道通行能力的平均误差率分别为2.27%与4.28%,验证了模型的可行性与有效性。此外,该结果优于其它计算方法所得结果,表明在拥堵状态下,该方法的适用性更高。     

信号交叉口车辆集结与消散分析

从流体力学宏观模型出发,通过对信号交叉口交通波分析,应用Ｇｒｅｅｎｂｅｒｇｖ－ｋ模型推导出交叉口排队长度及消散时间计算公式。针对不同的入口车辆到达率对信号交叉口的车辆集结与消散作了定量分析和计算。     

信号交叉口机动车左转待行区的设置研究

对近年出现的在信号交叉口设置机动车左转待行区的交通组织方式进行分析研究,介绍了左转待行区的渠化设计和信号控制方法.按照"停车线法",结合交通流波动理论,分别讨论在两种配时方法下,左转待行区的设置对交叉口进口道通行能力的影响,并给出算例分析;推导出设置左转待行区引起的左转车平均停车次数的增加值,并选取典型干路交叉口对左转车停车情况进行仿真分析.最后得出不同信号配时方法、车道功能划分、车道数及左转待行区内的等待车辆数与进口道通行能力及左转车停车次数之间的关系.建议正确处理通行能力与停车油耗、环境污染之间的关系,仅在某些特殊条件下考虑设置左转待行区.     

城市干道信控交叉口最小间距计算

为提高城市干道信控交叉口交通安全水平,提出信控交叉口的感知反应区域、 减速行驶区域、排队区域等上游功能区空间要素长度公式,在此基础上,通过红灯、黄灯 损失、黄灯起始、绿灯等信号时段车流运行规律分析,建立上游功能区长度模型.然后提出 考虑反应视距的下游功能区长度模型,从而确定基于功能区长度的信控交叉口最小间距 公式.最后应用逼近理想解排序法,以某干道相邻信控交叉口为例进行计算及评价.评价 结果表明,与现状相比,满足最小间距的相邻信控交叉口区域交通安全水平较高;当间距 大于最小间距数值时,该区域交通安全水平趋于稳定.通过基于信号配时的功能区长度建 模,提出的最小间距计算方法可优化信控交叉口间距方案,提高交叉口布局的合理性.     

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行人交通作为一种健康、可持续性交通方式值得大力提倡。行人信号控制是保障行人和机动车安全、高效地通过交叉口的有效手段。本文综述行人定时信号控制研究的方法、技术和主要成果，给出行人信号配时设计步骤。在此基础上，展望行人信号控制研究发展动向。     

城市信号交叉口交通调查方法的改进

针对城市信号控制交叉口,从实地调查的角度出发,给出了同一时间测量同一交叉口的交通量、通行能力、延误指标的综合调查与整理分析方法,不仅节约了大量人力物力,也最大限度的保证了观测数据的精确性,并用实例验证了其可行性.此方法是交通工程专业交通调查课程实习的实践成果,具有较强的实用性和可操作性.     

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定义了疏解车距(FDH)并分析了影响疏解车距的3种要素,通过实地调查获得的数据,标定疏解车距的分布函数. 提出等效疏解车距的概念,并利用等效疏解车距计算直行车道的通行能力. 在此基础上,分析了混合交通条件下,行人、非机动车的干扰对通行能力的影响. 结果表明：疏解车距仅与车型及干扰因素相关,且两者之间不存在交互影响;Weibull分布可以较好地描述疏解车距的累积概率分布;应用等效疏解车距对直行车道的通行能力计算方法进行修正后,计算通行能力与实际通行能力之间的误差在5%以内;随着行人和非机动车对机动车冲突频次的增加,通行能力呈现指数型递减,冲突的影响存在边际效应.