连续流交叉口左转非机动车交通组织创新设计

为解决连续流交叉口左转非机动车和直行机动车冲突问题,提出一种左转非机动车过街创新设计方案,对比常规设计和两步过街方案,将3种方案整合到一个统一的优化模型中。以交叉口机动车通过量最大为优化目标,建立混合整数非线性规划优化模型,将其转换为非线性模型以便于求解,并利用VISSIM仿真验证3种方案的运行效益。结果表明,两步过街和创新设计相对于常规设计能提升交叉口机动车通行能力,且在高流量场景下拥堵改善效果更佳,分别能降低 55.58%、57.18%的机动车延误;常规设计不适用于直行机动车流量较大的场景,两步过街和创新设计不适用于左转机动车流量较大的场景;常规设计和两步过街左转非机动车流量增加,会导致机动车通行能力迅速下降,创新设计受左转非机动车流量的影响较小,在各种流量场景下适用性较好。     

连续流交叉口左转非机动车优化设计方法

为了提升连续流交叉口的通行能力,消除其主信号处左转非机动车与直行机动车的冲突,提出了一种左转非机动车优化设计方法.优化模型以机动车通过量最大为优化目标,考虑了信号相位相序、周期时长、绿灯时长等约束条件,建立线性规划优化模型.通过案例和敏感性分析,验证了该设计方法的优化效益.研究结果表明,该方法不仅能在高流量情况下显著提升交叉口通行能力,使得原本处于过饱和状态的交叉口变为不饱和,而且在高流量或低流量情况下,都有助于减少交叉口延误.进一步发现,左转非机动车流量每增加100辆/h或直行机动车流量比例每增加1.5%(直行机动车流量比例大于40%),优化设计对机动车最大通过量的提升比例增加4.5%.     

考虑行人保护策略的交叉口信号配时优化模型

为促进平面交叉口的行人交通安全,本文基于美国国家电气制造商协会(NEMA)的双环相位标准,将行人专用相位(EPP)、行人同步保护相位(CYPP)以及行人前置相位(LPI)这3种行人保护策略整合到一起,以信号周期和行人-右转车的冲突点数量最小化为目标,构建交叉口信号配时优化模型。在假定交通参与者遵守信号规则的前提下,除LPI策略中远端行人与右转车冲突外,其余冲突点经模型优化后皆可消除,并且机动车的通行效率能够得到维持。该模型属于0-1 混合整数线性规划问题(BMILP),可用分支定界法求解。选取南京市两个交叉口进行实例研究。结果表明：在交叉口几何尺寸及交通流量较小时,模型倾向于得到 EPP 方案,否则倾向于得到 CYPP和LPI方案;在进口道设有直右共享车道或右转相位不易满足最大饱和度限制时,模型倾向于得到LPI方案。     

信号交叉口可变车道主预信号配时协调关系研究

为缓解各流向交通流量分布不均导致的交叉口特定流向交通拥挤,减少道路交叉口的资源浪费,基于主信号和预信号联合控制的信号交叉口控制方法,采用预信号换道线的概念,对预信号的设置方法进行分析,提出了车道属性过渡中预信号的配时方案及其计算方法;通过交通仿真软件VISSIM分别对设置可变车道前、后以及不同的主预信号协调方案进行了对比。研究表明:该方法能够使关键状态参量(如延误)显著降低。     

信号交叉口延误一通行能力联合优化配时方法研究

分析了F—B配时方法延误计算模型的缺陷．证明了上海配时方法的结果是各个相位的饱和度为1．建立了延误-通行能力联合优化配时模型，以延误与通行能力之比最小为优化目标．应用分析表明：F-B配时方法使车均延误比现状减少了1．65s；上海配时方法使车均延误减少了8．15s，但通行能力降低了422pcu／h；联合优化配时法使车均延误减少了9．46s，通行能力保持了现状水平．     

考虑上游信号的交叉口延误计算

延误是交叉口交通设计和信号优化的重要评价指标.针对传统延误计算仅考虑单个交叉口的不足,本文构建了综合考虑上下游交叉口交通运行参数的延误计算模型. 模型以交通波理论为基础,综合考虑了上下游交叉口的相位相序、绿灯时长、流向流量、路段长度及相位差等因素,通过计算下游交叉口队尾时空点在各相位的演变构建队尾时空多边形,计算队尾时空多边形的面积即可得到下游交叉口计算车道组的停车延误,将其加上加减速延误最终得到交叉口信号控制延误.示例分析表明,该模型与VISSIM 和 SYNCHRO等软件相比,延误计算精度较高.     

信号交叉口停车延误调查及分析

从行程时间延误的范畴，分析了城市信号交叉口车辆的受阻过程、延误分类和确定方法，并针对停车延误的点样本调查方法，在实际教学科研实践过程的基础上，提出了改进方法，将停车统计由时刻统计改为时段统计。结合桂林实例交叉口的延误调查的调查结果、间断航空摄影法实测结果和韦伯斯特模型数值计算值，分析给出了点样本法和改进方法的适用条件。     

平行流交叉口行人过街控制策略研究

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题,考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程,重新设计行人过街信号相位方案,提出人车搭接相位行人过街模式;考虑行人专用相位过街模式,给出两种行人过街模式的信号控制策略;构建优化模型,并对模型等价变换,降低计算复杂度.结果显示：常规交叉口处于高饱和状态时,两种行人过街模式下平行流交叉口分别降低了73.8%、50.3%的车均延误,故人车搭接相位过街模式效益更优;人车搭接相位过街模式与不考虑行人过街模式相比,交叉口车均延误仅增加 0.6~3.8 s⋅ pcu-1 .研究成果可为平行流交叉口行人信号配时提供理论依据.     

平行流交叉口行人过街控制策略研究

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题,考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程,重新设计行人过街信号相位方案,提出人车搭接相位行人过街模式;考虑行人专用相位过街模式,给出两种行人过街模式的信号控制策略;构建优化模型,并对模型等价变换,降低计算复杂度.结果显示：常规交叉口处于高饱和状态时,两种行人过街模式下平行流交叉口分别降低了73.8%、50.3%的车均延误,故人车搭接相位过街模式效益更优;人车搭接相位过街模式与不考虑行人过街模式相比,交叉口车均延误仅增加 0.6~3.8 s⋅ pcu-1 .研究成果可为平行流交叉口行人信号配时提供理论依据.     

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错位交叉口交通特性研究对于制定合理有效的错位交叉口交通管控策略具有重要意义.针对无灯控错位交叉口交通流间的冲突过程分别建立了相应的元胞自动机行为规则,进而应用上述规则对不同参数设置下的交通流演化过程进行数值模拟,并分析和讨论了主路进口道交通流密度变化对不同路段交通流平均速度的影响.研究结果表明,错位交叉口主路上较小的车流密度也能导致主路进口道及两T型口中间路段发生交通堵塞,每个T型口主路进口道交通流量变化会对另一个T型口主路进口道交通流平均速度产生较大影响,此外,无灯控下的交通堵塞也会呈现周期性的排队-消散过程。上述方法及结果可为错位交叉口实施信号控制提供有意义的指导.     

平行流交叉口信号控制策略及效益分析

为解决平行流交叉口左转多次停车问题,实现同一相位放行左转、直行和右转车流的同时,所有流向车辆最多停车一次,对平行流交叉口进行设计,提出两种设计方案,对比已有方案,选择左转右置的平行流交叉口作为研究对象,探讨其优劣. 根据车流运行特征,以车辆不存在二次停车,车车不冲突作为约束条件,建立优化模型,并进行效益分析. 结果显示,与传统经典十字交叉口控制相比,平行流交叉口使通行能力提升60%以上,车均延误下降约 70%. 本文提出的控制策略,在不牺牲车辆权益的情况下,能消除左转和直行冲突,提升交叉口通行能力,为平行流交叉口研究提供一个新的视角.     

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为了提高平面交叉口的运行效率和安全性,本文在分析机动车与行人冲突情况的前提下,研究行人信号配时方法.从搭接相位的角度,在两相位信号控制交叉口,建立行人绿灯提前截止时间计算模型,在四相位信号控制交叉口,建立不同相序下的行人交通流绿灯提前启亮时间计算模型;从以行人交通流为关键交通流的角度,确定信号配时关键车流的流量临界值,进而计算信号配时参数,并以长春市某交叉口为例进行验证.研究结果表明,该配时方法可以大大提高行人的过街效率,减少甚至避免行人和机动车之间的冲突,提高交叉口的安全性和运行效率.     

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城市道路交叉口各交通方式构成比例不同,对控制方案需求不一. 针对各种交通方式混行的信号控制交叉口,考虑道路使用率、出行者时间效率以及环境效益之间的协调关系,结合多目标规划模型的思想,以通行能力最大、车辆停车率及出行者平均延误最小为目标,以饱和度为约束条件,建立交叉口信号配时多目标优化模型. 根据不同交通状态下,各交通方式混合比例确定各性能指标的重要程度,最后运用遗传算法进行求解. 计算结果表明,配时参数多目标优化模型在综合性能指标下优于Webster算法,而且能较好地适应各交通状态的变化,使快、慢行交通协调运行.     

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延误是交叉口交通设计和信号优化的重要评价指标。针对传统延误计算仅考虑单个交叉口的不足,本文构建了综合考虑上下游交叉口交通运行参数的延误计算模型。模型以交通波理论为基础,综合考虑了上下游交叉口的相位相序、绿灯时长、流向流量、路段长度及相位差等因素,通过计算下游交叉口队尾时空点在各相位的演变构建队尾时空多边形,计算队尾时空多边形的面积即可得到下游交叉口计算车道组的停车延误,将其加上加减速延误最终得到交叉口信号控制延误。示例分析表明,该模型与VISSIM和SYNCHRO等软件相比,延误计算精度较高。