基于回归分析的交织区通行能力模型

针对以往交织区通行能力回归分析中缺乏较为通用的回归模型、导致模型设计盲目性较大的问题,以HCM2000中交织区通行能力建议值为基础,建立模型的基本形式。研究表明,双曲线模型可较好地描述交织区通行能力与交织区长度的关系,模型参数可通过对交织区类型、交织流量比、交织区车道数和自由流车速等因素进行多元线性回归拟合得到。经检验,模型拟合度为0．918,平均误差为4．4％,说明模型可用且准确性较高。将模型应用于天津市快速路交织区通行能力计算中,验证了模型的实用性和可移植性。     

城市快速路互通立交交织区长度可靠性设计

城市快速路中互通立交交织区长度的合理设置将对整个城市快速路系统的服务水平、通行能力、行车安全的提高起到关键作用,有必要对互通立交交织区长度的取值进行科学合理的计算。基于《公路通行能力手册》交织区中的相关方法建立交织区长度的计算模型;以该模型为依托结合可靠度理论,建立最小交织区长度可靠度功能函数,对交织车辆区间平均速度、交织区基本路段的平均自由流车速等随机变量的随机性及其分布规律进行分析。利用蒙特卡罗法讨论现行规范中最小交织区长度设计取值的安全可靠性,用失效概率及可靠指标进行评价。参考《公路工程结构可靠度设计统一标准》中城市快速路对应安全等级的可靠度要求,计算不同设计速度下的交织区长度,并结合实例验证,其计算结果具有较高安全性。研究表明：以150 m作为互通立交交织区长度应用于快速路设计,其失效概率较大且安全性较低;通过以满足一级安全等级条件的目标可靠度反算,推荐在100、80、60 km/h共3种设计速度下,互通立交交织区长度分别取400、370、350 m,可提高整个城市快速路系统的高效性和安全可靠性。     

天津市城市快速路互通立交通行能力分析

城市快速路互通立交通行能力在现行的规范、规程中缺乏相应的分析、计算方法。为了寻求其可行的分析、计算方法,合理确定互通立交的规模和形式,以天津市快速路典型互通立交为例,采集大量数据,利用数理统计方法,分析互通立交各组成部分的交通特性。通过实测数据的标定,建立互通立交仿真实验平台,得到天津市快速路互通立交基本路段,分、合流区,交织区,各类型匝道的通行能力推荐值,并提出了互通立交通行能力的计算公式。最后针对如何提高互通立交的通行能力给出了设计建议。     

拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制方法研究

在快速路系统中,出入口匝道是联接快速路与地面道路的纽带,同时也是最易发生拥堵的瓶颈路段。针对快速路出口匝道车辆拥堵问题,建立拥堵条件下的快速路出口匝道交叉口与下游交叉口协同控制模型,由两个子模型组成,分别是目标交叉口通行能力最大优化模型和下游交叉口车辆疏散最大优化模型。前者旨在提高出口匝道的通行能力,后者旨在保障目标交叉口方向来车到达下游交叉口后尽快疏散,案例分析结果表明:在快速路出口匝道拥堵疏解路径中,该模型求得的交叉口信号配时方案比采用Webster配时模型求得的单点信号配时方案在通过车辆数、车均延误以及平均排队长度方面分别优化了18%、22.3%和71.6%,大大加快了出口匝道拥堵疏解效率。     

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针对目前国内外匝道连接段通行能力计算以美国HCM为主的现状和不足,研究发现城市快速路入口匝道连接段车头时距服从Weibull分布规律,利用改进的Drew方法及实际现场调查交通流数据确定了临界车头时距和随车时距,建立了城市快速路入口匝道连接段通行能力的间隙接受计算模型,并利用数值积分法进行计算和求解,从而得到了主线不同设计速度及不同加速车道长度条件下的城市快速路入口匝道连接段可能通行能力值。研究结果表明,快速路匝道连接段通行能力随加速车道长度和主线设计速度的增加而增加,变速车道长度大于400 m时通行能力值趋近于基本路段通行能力。     

基于多层统计模型的城市快速路分流区通行能力影响因素分析

为探究城市快速路分流区通行能力及其影响因素,本文根据速度-流量关系图从上海市快速路系统96个分流区中筛选了10个有效分流区瓶颈点,然后利用15分钟最大小时流率法计算分流区通行能力。此外通过工程设计图纸、电子地图与实地测量等方法获取瓶颈点通行能力可能影响因素,然后基于多层统计模型综合考虑动静态影响因素构建了分流区通行能力估计模型。模型检验结果表明估计误差仅6.4%,说明多层统计模型可以准确地估计城市快速路分流区通行能力。最后,基于模型结果提出了快速路通行能力影响因素修正系数并展开深度讨论。     

基于交通密度的城市快速路交织区长度设计研究

交织区是快速路主线通行的交通瓶颈和事故多发地。合理的交织区长度对提高交织区服务水平和通行能力具有重要意义。鉴于此,分析了交织区运行的各个影响因素,提出了基于密度指标的交织区长度设计方法,采用试算法给出了不同条件组合下的交织区长度设计值。结果表明,应用密度指标进行交织区长度设计具有一定的可行性。     

封闭式道路分流影响区交通流特性研究

为解决分流影响区对道路通行能力的影响,以分析分流区的交通流特性和密度为出发点,根据HCM2000道路通行能力数据和服务水平数据来标定模型的参数,建立分流流量和减速段长度仿真模型探讨匝道分流影响区的交通流特性,以四车道和六车道为例分析匝道分流流量、减速段长度与分流影响区密度的关系,可为快速路分流区的交通规划和设计,以及交通组织和管理的改善提供理论基础。     

快速路出入口组合类型适用性研究

快速路交织区是快速路运行的瓶颈路段,而不同的出入口组合类型将使交织区的位置发生改变,从而影响主路和辅路的通行能力。以先入后出和先出后入两种出入口组合类型为研究对象,研究其在设计服务交通量,不同汇入和汇出比下的适用性。首先,利用Traffic Analysis软件和自编Visual Basic半自动数车程序提取北京四环调查视频中的交通参数;其次,以调查的几何参数为基础搭建VISSIM仿真,并利用提取的交通参数对VISSIM进行标定;最后,以仿真得到的出入口处通过车辆数、地点车速、延误和排队长度,以及主路和辅路行程时间等评价指标和建立的DEA和AHP模型,对两种出口组合类型进行评价,探讨不同出入口组合类型的适用性。     

基于通行能力的城市快速路出口设计方法探讨

城市快速路系统的出口(匝道)通常设置于地面交叉口附近,快速路出口(匝道)交通与地面道路交通之间的相互作用显著地影响快速路以及地面交叉口的运行可靠性,因此,快速路出口(匝道)衔接段对保证下游地面道路的通行秩序以及上游快速路的畅通非常重要.从快速路衔接路段以及快速路下游交叉口与快速路出口(匝道)通行能力匹配性原理出发,对出口(匝道)衔接段提出3种组织形式(组织形式Ⅰ——设交织段,组织形式Ⅱ——设隔离设施,组织形式Ⅲ——路网绕行),并从通行能力匹配、服务水平以及流量均衡性等方面进行分析,给出各自的适用性.最后,利用VISSIM仿真软件分析组织形式Ⅰ的设计参数敏感性,并给出设计建议值.     

交通事故影响下的快速路通行能力实证分析

交通事故是城市快速路长时间、大面积拥堵的主要原因,基于城市快速路事故管理系统与交通监控系统获取事故记录、交通流采集数据,利用大数据手段研究提取海量交通事故情况下快速路实际通行能力的数学模型,分析通行能力分布规律。结果显示,事故对道路通行能力存在严重影响,事故情况下单车道通行能力为939辆/h,为正常通行能力的49%,且随着车道数的增加,通行能力折减呈下降趋势。     

干道交织区通行能力最大化的合流车道控制

城市干道交织区内大量的车辆交织将严重降低道路的通行能力,本文根据车辆交织行为及各汇入车道交通量的不均衡性,提出了交织区合流车道信号控制方式.采用交织折减系数,建立了车道控制下的交织区实际通行能力计算模型;随后,以交织区内实际通行能力最大为目标函数,交织区内交织比例和相位控制方案为约束条件,提出了合流车道最优信号配时模型;最后以实际数据进行验证,汇入控制的实际通行能力与模型计算结果的误差仅为2.44%,验证了通行能力计算模型的有效性.模型计算结果表明：随着高峰期间汇入交通量的增加,交织区内存在大幅度的通行能力骤减,采用分车道信号控制后,交织区的实际通行能力与实际过车数得到明显提升.     

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。     

城市快速路苜蓿叶互通立交交织区影响范围研究

快速路苜蓿叶互通立交通行能力研究中,交织区影响范围是其中重要的参数. 本文分析了《美国通行能力手册》(HCM2000)对分合流区和交织区的划分原则应用在苜蓿叶互通立交上的局限性. 通过采集广州市快速路苜蓿叶互通立交上的数据,应用理论分析和数理统计的方法,研究了苜蓿叶互通立交A型交织区（交织车辆至少需要1次车道变换）和C型交织区（一股车流不用车道变换,另一股需要两次或两次以上车道变换）上下游的车头时距分布特性. 研究结果表明,交织区对上下游的交通流有影响,A型交织和C型交织上下游的车头时距分布符合三参数韦布尔分布. 然后根据韦布尔分布中形状参数随距离的变化规律,确定了苜蓿叶互通立交A型交织和C型交织对上下游的影响范围.     

交通仿真技术在互通立交设计中的应用

交通仿真是一种采用计算机数字仿真或半实物仿真方式的交通分析技术。利用VISSIM中跟车模型与车道变换模型,分析匝道车道数量与交织区的长度对方案通行能力产生的影响,建立微观仿真模型直观反应设计方案的优缺点。对工程方案进行事先评价,根据评价结果逐步优化工程方案,在一定程度上指导方案设计,降低工程风险。结合苏州中环快速路娄江立交工程实例,为特殊情况下的方案比选论证、领导决策提供参考。     

基于速度里程分布的快速路宏观交通状态评价模型

随着城市规模的不断扩大,快速路已成为支撑城市道路交通系统运行的重要 部分.准确的快速路宏观交通状态评价是快速路交通管理的关键.本文以北京市西三环为 例,引入交通流宏观基本图模型,设计了基于速度里程分布的快速路宏观交通状态指数 （MTCI）.首先,利用RTMS 数据,建立了宏观基本图模型.在此基础上,将快速路宏观交 通状态划分为畅通、基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵和阻塞五个等级.然后,利用浮动车数 据建立了快速路车辆运行速度累积里程分布模型.通过关联宏观交通流状态与车辆运行 速度累积里程分布,构造了基于速度里程分布的MTCI 评价方法,并通过实例验证了该 模型的适用性.     

快速路出口衔接段交通影响分析及改善研究

快速路是城市道路体系的“动脉”,随着中国城镇化发展水平的提高,许多快速路出口匝道实际通行能力无法满足交通流的整体需求,出现前后路网衔接等问题,造成前后端拥堵。对城市快速路和城市道路衔接区存在问题进行总结,对衔接区下游交叉口可能产生的影响进行分析,随后针对存在问题及影响提出相应改善对策,最后以南京铁心桥快速路东向西出口匝道衔接区为例提出相应改善方案。结果表明：提出的改善方案在一定程度上可提升快速路出口匝道的通行能力,缓解交通拥堵。     

快速路匝道与主线合流区交通参数关系模型

为了研究快速路匝道与其主线合流区的交通流特征关系,选用南京长江大桥入口作为数据 采集点,观测其汇入路段的交通流,并对交通流速度、密度等宏观参数和换道次数、可接受间隙等微观特征变量进行了相关性分析。研究发现,速度、密度、换道次数和可接受间隙之间存在非 线性相关性。基于此,构建了主线车道车速与密度、换道次数和可接受间隙之间的非线性关系模型。快速路匝道与主线合流区是快速路的主要瓶颈路段,结合宏观交通参数模型和微观间隙接受模型,阐述了快速路主线和匝道汇入车流的交通参数数学关系。实测数据拟合结果表明,该模型能够准确描述匝道与主线合流区的交通流特性。     

互通立交集散车道交织区通行能力提升措施

设置集散车道是互通立交的常规设计方法,为提升集散车道交织区的通行能力、改善整个立交的运行状况,以杭州通彩立交方案设计为例,通过增加交织区长度、设置剪刀叉匝道、设置隔离设施等措施,对交织区的行车条件进行改善,并根据道路通行能力手册HCM2000,对交织区的服务水平进行评价。这些措施可显著提升交织区的通行能力,为保障立交运营期间的通行能力和行车安全奠定了基础。     

基于主线拥堵场景的快速路级联信号控制方法

城市快速路高峰时段已经呈现出常态性拥堵,对快速路主线拥堵进行疏导尤为必要.本文通过在主线和入口匝道进行三级交通检测判别,设计了多级联动的信号控制流程与实现方式,构建了不同拥堵程度下的分级响应控制策略,基于瓶颈点通行能力最大化下的实时信号控制算法及最大排队长度限制下的实时信号控制算法,建立了主线及匝道车道开关闭、汇合处信号灯控制、主线动态限速、交通信息诱导等于一体的快速路级联信号控制方法.仿真分析结果表明,在主线不同拥堵程度下采取的级联信号控制方法,可以有效提升快速路主线平均车速,并未导致匝道排队的恶化,局部路网平均延误均有明显降低.