城市道路平面交叉口复杂度研究进展

交叉口的复杂程度严重影响着交叉口功能区的交通安全和通行效率,空间布局和运行组织过于简单则缺乏功能稳定性,过于复杂则导致交叉口功能稳定性降低;故深入研究交叉口复杂度对于改善交叉口运行状态,提升交叉口功能稳定性、避免交通堵塞具有重要意义.为促进城市道路平面交叉口复杂度研究,系统梳理了中外城市道路平面交叉口复杂度的相关研究进展.介绍了城市道路平面交叉口复杂度的定义、内涵和计算模型;讨论了各种交叉口复杂度计量模型的特点并分析了其相对于前人提出模型的优势及仍存在的问题;对城市道路平面交叉口复杂度的研究前景进行了展望.城市道路平面交叉口复杂度的计量模型和等级划分有待进一步完善,为获得更为准确的交叉口复杂度评估结果,有必要研究融合交叉口通行效率和安全的交叉口复杂度计算模型;为合理、准确评价城市道路平面交叉口的交通运行状态,应加快推动交叉口复杂度研究成果在中国的实际应用.     

无信号平面交叉口机动车冲突点数计算模型

为了便于计算无信号平面交叉口机动车不同种类冲突点的个数,采用虚拟车道和象限表示平面交叉口.针对无信号平面交叉口中的T型交叉口和十字型交叉口,基于交叉口虚拟车道和交叉口象限,以及虚拟车道的转换方法,分别开发了相应的机动车不同种类冲突点数的计算模型,并进行了实际验证.验证结果表明,通过这些计算模型可以迅速地计算无信号T型交叉口和十字型交叉口机动车不同种类冲突点的个数,提高了工作效率,为交叉口交通安全评价和交叉口交通安全改善提供了便利工具.
     

基于系统动力学的交叉口通行能力测算模型的仿真与分析

交叉口作为车辆汇集、转向和疏散的枢纽,是一个复杂的动态系统,影响其通行能力的因素众多.为直观反映系统参数变化对交叉口的影响趋势,采用系统动力学方法,在分析交叉口各因素相互关系的基础上,构建了影响交叉口通行能力的各元素的因果关系图和系统流图,建立了交叉口通行能力的测算模型,并利用Vensim软件进行仿真.仿真结果显示,进口道宽度、交叉口有序度和行驶速度是影响交叉口通行能力的主要因素,可从这3个方面着手以提升交叉口通行能力.其中,控制交叉口行驶速度可成为新的交叉口扩容途径.     

公路信号平面交叉口安全服务水平研究

为了客观评价公路平面交叉口的交通安全状况,提出了交叉口安全服务水平基本概念.分析了影响信号交叉口安全服务水平的因素,给出了信号交叉口安全服务水平评价方案.分别建立了基于机动车与机动车、机动车与非机动车、机动车与行人冲突点的安全服务水平主模型和基于交叉口几何特征、交通标志等次要影响因素修正模型,并由此得到信号交叉口安全服务水平总模型.根据多个信号交叉口的数据,把安全服务水平分为A～F等级,并验证了安全服务水平模型的合理性.应用安全服务水平模型评价实际交叉口的安全状况,得到交叉口危险度为11.7,安全服务水平为B级.评价结果表明该安全服务水平模型可以快速有效地评价信号交叉口的交通安全.     

相邻交叉口关联度分析及建模

确定相邻交叉口的关联度并建立相应的关联度模型.通过分析相邻交叉口周期、协调相位流量、转弯比例,距离等影响交叉口关联度的因素,确定周期、转弯比例、交叉口间距作为评价交叉口关联度的主要参数,进而结合交通流相关理论,建立了相邻交叉口关联度计算模型,通过关联系数的大小确定相邻两交叉口的关联程度,并对所建立模型进行了应用.结果表明,论文所建立的模型能够对相邻两交叉口的关联程度进行描述.     

基于VISSIM仿真的对称交叉口交通延误分析

对称交叉口具有可以显著提升交叉口通行能力、设置费用低,节约土地等优势.对比对称交叉口和常规交叉口车辆和行人延误,分析对称交叉口在不同交通流量、不同转向车流比例下车辆延误变化,总结对称交叉口发挥效益最优的交通条件,对后续对称交叉口的推广和实地应用具有重要意义.利用VISSIM软件,仿真对比车流状况相同的传统交叉口和对称交叉口交通运行效率,发现在不同的转弯车流比例下,对称交叉口延误均低于传统交叉口.当转弯车流比例为3∶4∶3时,对称交叉口行人延误和车辆延误较常规交叉口分别降低了69.78%和55.83%.随后设置了转向流量比例改变和交通流量大小改变两组对比组,仿真结果显示进口道总车流量中等和进口道各转向车辆数均衡时对称交叉口车辆和行人整体延误最低.     

基于多智能体和模糊控制的道路交叉口建模与仿真

利用Agent技术对道路交叉口进行建模,着重介绍了交叉口Agent的内部结构和控制策略.在交叉口控制中应用模糊理论和蚁群算法,提出了一种具有自学习机制的交叉口信号模糊控制方法.对模糊控制规则应用蚁群算法进行优化,使得交叉口Agent具有自学习能力.编制交叉口Agent的仿真程序,将所研究模型的控制效果与传统模糊控制模型的效果进行了比较.仿真实验的结果表明:具有自学习机制的交叉口信号模糊控制方法的效果明显优于传统的模糊控制方式.     

基于事件链的平面交叉口右转评估技术

为了实现对交叉口综合性的评估,安全性和效率被同时纳入评估指标中.研究典型四相位交叉口右转冲突过程,提出右转事件链模型.详细分析机动车右转过程中与机动车、非机动车、行人产生的冲突行为,以及导致的交通延误.引入可靠度,从概率的角度计算事件链的安全性.引入延误,利用排队理论计算交通运行效率.采用蒙特卡洛法模拟交叉口的运行情况,计算交叉口右转机动车的可靠度和延误.考虑公众心理承受度与交叉口服务水平,评估城市道路平面交叉口,为交叉口优化改善提供科学的依据.     

信号控制交叉口群左转交通协调设计方法

研究了拥挤交叉口和非拥挤交叉口构成的交叉口群左转交通组合协调设计方法.首先对比分析了允许左转和禁止左转交通对交叉口最优信号周期、车均延误和饱和度的影响.然后分析了禁左后左转交通流的可替代路径,重点分析了利用交叉口群内次要交叉口形成U-turn完成左转的情形,研究了交叉口群左转相位的协调设计方法和相应的空间协调设计方法.基于此,以交叉口群总延误最小为目标提出了交叉口群左转相位组合优化模型,在模型中还考虑了公交车流为直行的条件下,禁止拥挤交叉口左转车流带来的公交优先效益.最后应用一个有两个交叉口且有路中型公交专用道的实际路网,采用车均延误和饱和度为指标对比分析了两个交叉口均允许左转和按照本文方法协调设计完成左转两种情形.案例分析表明,相邻交叉口左转交通的协调设计不但能够改善交叉口机动车的服务水平,而且能够显著降低直行公交车辆的延误,同时,该协调设计方法对整个系统的负面影响较小.     

Y型交叉口信号控制方法设计与仿真

针对Y型交叉口的交通问题,以Y型交叉口为研究对象,提出了Y型交叉口交通信号控制方法.该方法对交叉口交通设施、信号控制参数进行设计,以避免各向左转车流之间的冲突.为验证该方法的可行性,采用VISSIM交通仿真软件对Y型交叉口实施信号控制前后进行了仿真分析.仿真结果表明,该信号控制方法能够减少车辆延误,提高了交叉口的通行能力.     

单条主干道信号协调方案

就如何根据各交叉口几何特性、交通流特征等影响因素,合理进行交叉口信号灯配时的问题进行了探讨,并在此基础上,研究了干线交叉口交通信号协调控制理论.在对某街道3个交叉口交通情况进行调查的基础上,对这3个交叉口进行了合理的信号配时.求解出了由这3个交叉口构成的信号控制系统的绿波宽带.并用SimTraffic交通仿真软件进行了模拟仿真,绿波现象较为明显.     

基于交通流仿真和神经网络模型的交叉口流量预测研究

交叉口是道路交通的关键节点,其流量数据具有明显的非线性特征.本文提出一个两阶段预测模型对交叉口交通流特征进行预测.首先,通过交通流仿真技术对各交叉口进行仿真,并获得仿真流量,然后通过神经网络训练,预测交叉口各流向的交通流量.通过两个阶段不断迭代,校正构建具有高精度、泛化性能强的预测模型.最后,选取贵阳市31个具有代表性的交叉口的流量调查数据作为样本数据,将其中18个交叉口的仿真预测流量和实际观测流量作为神经网络模型的输入/输出因子,通过训练构建神经网络模型并验证模型的有效性.之后,将剩余交叉口的仿真流量数据作为模型的输入,模型输出数据即为修正的交叉口进口道的交通流量分布特征数据.结果表明:该方法具有数据收敛速度快,运算量小等特点,对于交叉口流量数据的预测具有很好的适用性.     

基于路径的信号控制交叉口关联度计算模型

首先分析了传统基于路段进行关联度计算模型的局限,在此基础上,建立了综合考虑交叉口信号相位、路径流量不均匀性、交叉口间距和交叉口排队的路径关联度模型.针对2个实际的信号控制交叉口,进行了关联度计算和协调控制关键路径判断的算例分析;对比研究了本文模型与路段关联度模型的性能,分析了交叉口间距、排队、车道数和信号相位等对交叉口路径关联度的影响.算例分析结果表明,提出的路径关联度模型能更确切地描述交叉口间的关联性,并能够准确判定交叉口间协调控制的关键路径.     

城市道路交叉口交通组织优化研究

对于城市道路而言,交叉口是城市交通的关键.大量的交通流聚集于此,极易造成交通堵塞,此时可通过交通组织优化来提高交叉口通行能力.以益阳市龙洲路与秀峰路交叉口作为研究对象,对交叉口的现状、信号配时、交通流量进行调查与分析,并针对该交叉口所存在的问题提出相关的交通组织优化措施,包括非机动车停车线提前、建立区域信号控制系统、设置交叉口直左共用区等.     

衰减系数法在环形交叉口通行能力计算中的应用

为了方便快捷准确地计算环形交叉口通行能力,引入衰减系数法对环形交叉口通行能力进行了研究.通过利用衰减系数法对一个四路交叉的环形交叉口实例进行计算和分析,得到了该交叉口通行能力和交织段通行能力.研究结果表明,衰减系数法即可以克服沃尔卓普公式计算环形交叉口交织段通行能力时受诸多约束参数的缺陷,又可以准确计算整个环形交叉口的通行能力.     

考虑绿波控制的双相位移位左转交叉口效用分析

针对移位左转交叉口的交通冲突问题,提出了一种移位左转交叉口渠化模型.综合分析路段交叉口预信号与主交叉口信号之间的复杂关系,基于绿波控制理论,以车均延误最小为目标函数,构建了基于绿波控制的移位左转交叉口信号控制优化模型,利用Lingo软件进行求解.基于VISSIM仿真,分别从交叉口饱和度、左转交通量、直行交通量3个方面对该方案的适用性进行分析,同时利用武汉市中山路与民主路交叉口的数据验证该方案的效果.研究结果表明:当交叉口饱和度大于0.8时,该方案的改善效果显著;优化后的移位左转交叉口总车均延误和左转车均延误较优化前下降了7.6％和48.2％,验证了优化方案的有效性;当左转交通量占交叉口总交通量比重较大时,采用优化后的信号控制方案,交叉口总车均延误的降低效果更加显著.     

基于小波变换和频谱分析的交叉口群路径分级方法

为确定交叉口群的关键路径,建立了基于小波变换和频谱分析的路径分级模型.根据交叉口群交通关联性强的特点,通过小波变换对交通检测数据的降噪,以突显其短时变化特性;计算上下游交叉口进口流向交叉谱的一致性和位相,确定上下游流向的关联性和统计滞后关系,得出流向的特征向量,并应用模糊识别方法将路径分级,确定交叉口群的关键路径.采用南京市广州路交叉口群实测交通数据验证模型的有效性.结果表明,模型可实现交叉口群的路径分级,并识别其关键路径,为交叉口群交通信号协调控制奠定基础.     

基于效率、安全与环保的城市平交口综合评价体系

作为城市道路网的"瓶颈",道路平面交叉口是城市交通问题的集中点,交通拥堵、交通安全以及交通污染问题尤为突出.针对影响城市道路平面交叉口行车环境的因素,重点考虑交叉口运行效率、安全水平与空气污染3方面指标,运用层次分析法建立基于效率、安全与环保的城市平面交叉口时空资源综合评价体系.以淮南市5个道路平面交叉口为例,进行综合评价.结果显示,评价结果能够较好地反映各个交叉口的实际情况,表明该评价体系具有较大的应用价值.     

城市快速路匝道衔接交叉口优化对策——以呼和浩特昭君路-南二环路交叉口为例

城市高架快速路在改善市区交通的同时对匝道附近交叉口产生了一定的负面影响,以呼和浩特昭君路-南二环路交叉口为例,旨在研究此类交叉口的优化改善对策.首先在调查交叉口流量及信号配时的基础上分析了交叉口现状存在的问题,然后从交通管理、交叉口渠化的角度提出了改善对策,最后通过VISSIM仿真对优化方案进行了评价.研究发现：匝道出口管制,错开机非停车线,设置行人过街安全岛、设置公交专用进口道等可改善此类交叉口的交通状况.     

信号交叉口碰撞冲突分析及风险评估模型研究

针对信号交叉口的安全风险问题,对银川市3个城市交叉口的交通冲突情况进行了比较分析,指出有全红清空间隔交叉口的正交直角碰撞明显低于无全红清空间隔的交叉口.进一步利用4个设置和4个没有设置全红清空时间的交叉口每年平均发生的正交直角碰撞次数y和闯红灯违规比率nRLV以及速度离差vSD,开发了交叉口的正交直角碰撞风险评估模型.采用多元线性回归分析,给出了该模型的具体数学描述及风险评估分析,在设置全红清空时间的交叉口,nRLV的系数只有0.029,对交通安全风险没有实质的影响.在没有设置全红清空时间的交叉口,nRLV的系数为2.620,对正交直角碰撞有显著的影响.这说明,设置全红清空时间能有效地减少信号交叉口的正交直角碰撞.