钩形弯交叉口信号协同控制优化方法研究

针对车辆在钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的整体运行特性,建立了各条车道的车辆平均延误计算模型。以各交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束,钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的车辆平均延误最小为目标,建立了信号协同配时方案。以位于苏州市高新区内有轨电车沿线的两个相邻交叉口为例,采用实际数据验证所建立的方法,并设置钩形弯渠化方案。将设置的钩形弯交叉口与其相邻常规交叉口的信号协同作为改进方法,在VISSIM软件中对比分析改进方案与现状方案的车辆延误指标。实验结果表明,钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法可有效提高交叉口的通行能力,尤其是干道直行机动车的通行能力,可降低车辆的平均延误。     

钩形弯交叉口信号协同控制优化方法研究

针对车辆在钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的整体运行特性，建立了各条车道的车辆平均延误计算模型。以各交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束，钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的车辆平均延误最小为目标，建立了信号协同配时方案。以位于苏州市高新区内有轨电车沿线的两个相邻交叉口为例，采用实际数据验证所建立的方法，并设置钩形弯渠化方案。将设置的钩形弯交叉口与其相邻常规交叉口的信号协同作为改进方法，在VISSIM软件中对比分析改进方案与现状方案的车辆延误指标。实验结果表明，钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法可有效提高交叉口的通行能力，尤其是干道直行机动车的通行能力，可降低车辆的平均延误。     

基于元胞自动机仿真的可变车道控制技术

为了解决左转交通流波动较大引起的交通拥堵,并进一步提交叉口的通行能力,通过对此类交叉口交通特性、服务水平和其他交通特性进行分析,提出了一种基于一维元胞自动机模型的可变车道控制技术。依据交叉口条件确定可变车道参数,利用左转和直行的交通流量确定可变车道触发条件及相应的信号配时方案,并通过信号控制可变车道属性的变化,由Matlab建立交叉口可变车道模型。仿真结果表明:动态可变车道控制技术的使用可将左转方向最大排队长度降低37.5%,交叉口各方向总排队车辆数降低39.9%;进而减少因左转车流波动引起的交通延误,提高交叉口的通行能力。     

设置移位左转的纵列式信号交叉口设计及优化

为减少交叉口处左转与直行、右转车辆间的冲突,进一步提升交叉口的通行能力,在常规纵列式交叉口的基础上,提出设置移位左转的纵列式交叉口设计。通过将左转车道移位设置以减少左转与其他方向车辆间的冲突,并优化预信号设置、重新组织交通流线,达到提高进口车道利用率的目的。在此基础上,针对设置移位左转的纵列式交叉口,提出了车道标志及渠化、移位左转车道长度、整理区长度、信号配时方案一体化确定及优化模型,给出了模型的线性化转化与求解算法,设计了4种交通情景以验证其在不同情况下的通行能力改善情况。基于敏感性分析,比较了设置移位左转的纵列式交叉口与常规交叉口、纵列式交叉口在不同左转比例下的表现差异。研究结果表明:设置移位左转的纵列式交叉口可显著提升交叉口的通行能力,相比常规交叉口和纵列式交叉口,设置移位左转后交叉口的通行能力分别提升60%～80%、1%～31%;设置移位左转的纵列式交叉口使用有一定的条件,其更适合左转比例较小的情况,而当交叉口左转比例较高时,常规纵列式交叉口表现更优;此外,在交叉口长期不饱和的情况下,设置移位左转的纵列式交叉口对通行能力提升没有意义,且此时移位的左转设置还会引发额外的延误,并可能引起一定的安全问题。     

三相位交叉口通行能力计算方法

基于停车线法,分别针对其右转车道、无左转专用相位时左转车道和直行车道的通行能力计算方法进行改进,由此提出计算三相位交叉口通行能力的改进模型. 以实际交叉口为例,利用实测数据,分别运用停车线法及改进模型计算其通行能力. 结果表明,改进模型可以有效地改善停车线法计算三相位交叉口通行能力的不足,计算结果更接近实测数据,且不受实际调查数据的影响.     

左弯待转区交通信号控制方法的研究

在左转车流量较多且路口区域较大的交叉口,一般通过设置左待转区提高交叉口的通行能力,但待转区的设置会引起机动车的二次停车,造成通行效率低、油耗增加、污染加重。本文主要研究左转车进入待转区的时间,使首辆机动车自驶入待转区到驶出该区域能够实现连续、无二次停车,减少交叉口延误及其带来的污染排放。通过在VISSIM仿真验证,表明无论在高峰、平峰还是低峰,本文所提出的方法都是可行有效的,为改善交通信号配时提供一种新的思路。     

保护相位下左转车道存储段长度计算

以左转交通量、周期长度、左转绿灯时间为变量,运用排队论和概率论,从满足左转排队车辆停放需求的角度,对信号交叉口进口道设置为左转保护相位且仅有1条左转专用车道时的左转车道存储段长度展开研究.基于M/M/1排队系统,建立了保护相位下单条左转车道存储段长度计算的理论模型.在此基础上,讨论了模型的适用条件和实用性,分析了存储段长度随饱和度、左转交通量的变化规律,综合考虑空间几何条件、服务质量、经济性能,指出排队车辆数不宜超过20辆,当置信概率为95%时,实用饱和度区间为[0,0.8].讨论了置信概率、设计交通量及单位车辆停放长度等参数的取值方法.对典型情况计算、分析,提出极限交通量和极限排队长度、临界交通量和临界排队长度2组便于工程应用的概念,并绘制图表.制定了应用图表确定存储段长度的流程.该研究为交叉口采用左转保护相位且进口道仅设置1条左转车道的存储段长度确定提供了依据,修订后,也可以用于直行及右转车流排队长度和车道长度的计算.     

基于熵值法的左转可逆交叉口配时优化方法

为提升左转可逆车道交叉口通行效率,提出一种基于熵值法的左转可逆车道交叉口配时优化模型。从交叉口道路条件和相位条件两方面对左转可逆车道设置进行分析,以交叉口通行能力和车均延误为优化目标,调整交叉口信号配时方案,运用熵值法构建设置可逆车道交叉口配时优化模型选取最优解。以青岛市典型交叉口为例,用该优化模型对交叉口设置左转可逆车道后的配时方案进行优化设计,并与现状配时方案和未优化配时方案进行对比。结果表明,早、晚高峰交叉口通行能力分别提高了3.2%和19.4%,车均延误分别降低17.6%和14.7%,优化方案有效提高了交叉口通行效率。     

交叉口直行待行区时空资源集成优化模型

直行待行区是提高信号控制交叉口空间资源利用率、提高直行进口道通行能力、降低直行车道车辆排队长度及缓解交叉口拥堵的有效方法.探讨了信号控制交叉口直行待行区的设置条件及其利弊,分析了直行待行区设置前后的直行进口道车辆运行特征.针对直行待行区设置后会增加车辆二次起动-停车而造成的车辆油耗及尾气排放增加等问题,提出了一种以车辆排队长度最短、直行进口道通行能力最大、车辆平均停车率最小为优化目标的交叉口直行待行区时空资源集成多目标优化模型.通过VISSIM仿真对该优化模型进行有效性分析,仿真结果表明通过合理设置直行待行区长度,并配以直行相位协调控制策略,能够提高交叉口直行待行区交通运行效益及环境效益.     

无信号交叉口左转车道设置依据研究

以交叉口运行效率为目标,运用概率论、排队论和交通流理论对无信号交叉口左转车道的设置依据进行研究.假设车流到达率服从泊松分布,根据左转与直行车辆的相互作用过程和运行特性,推导了无信号交叉口左转车道设置的左转交通量阈值表达式,并讨论了模型中的参数:受左转影响的直行车停车概率的限值、左转穿越对向车流的临界间隙和进口道车道数.对典型情况进行模拟计算,绘制了左转车道设置的准则图表.对计算结果分析得出了无信号交叉口设置左转车道左转交通量的变化规律.研究成果为左转车道的设置提供了定量化的依据.     

移位左转交叉口研究进展

为了消除交叉口处直行与左转车流的冲突点,提高交叉口的通行效率,提出移位左转这一新型交通流组织方法.该方法旨在将左转车道转移实现交叉口处多个方向同时通行,减少信号相位数从而提高绿信比,减小交叉口车均延误.中国对于移位左转交叉口的研究及实施正处于起步阶段,而国外起步较早,已有了很多理论和经验.鉴于此,详细介绍了移位左转方法...     

非饱和条件下借道左转交叉口信号配时方法研究

通过对排队长度限制、借道左转车道清空时间限制等因素的考虑,在传统信号配时方法的基础上,针对非饱和条件下设置借道左转的信号交叉口,提出了一种新的主信号相位相序、配时方法以及预信号配时方法。该方法所得的配时方案能够有效协调预信号与主信号,并可以防止传统配时方法中直行排队阻碍左转车辆进入对向车道等待放行的现象出现。通过实例分析和基于VISSIM软件的仿真验证,将该方法与传统配时方法所得的配时方案在微观仿真模型中进行对比,仿真结果表明该配时方法能够更好地发挥借道左转交叉口的通行潜力。     

信号控制交叉口左转相位协调设计方法

基于左转交通流的路径分析,给出了相邻交叉口左转相位协调优化的约束条件,包括流量守恒、绿灯最大最小时间、饱和度和周期时长等.考虑不同左转相位设置模式,建立了相邻交叉口间通行能力差计算模型.在此基础上,以通行能力差最小为目标,提出了相邻交叉口左转相位协调设计模型.最后,基于两个实际交叉口的几何条件和交通流数据,采用车均延误和最大通过量为指标对比分析了交叉口现有方案、Synchro优化方案和本文模型优化方案的信号控制效益.结果表明,基于本文模型的相位方案,能降低各交叉口间的通行能力差值,并有效降低交叉口群的车均延误,提高交叉口群整体通行能力,同时该协调设计方法对整个系统的负面影响较小.     

双向四车道左转信号交叉口交通特性分析

对双向四车道信号交叉口,讨论了允可型左转和保护型左转的交通特性,重点分析了车头时距为爱尔朗分布、车辆泊松到达的情形下,允可型左转的车道的通行能力、运行质量等参数,如流量、延时、排队长度等,同时对保护型左转的交通特征及参数进行研究.文章的结果对双向四车道信号交叉口的渠化和信号控制设计以及对不同场景、不同交通需求、选择不同的左转类型,有一定的理论价值和参考意义.     

道路交叉口“借道左转”的优化控制

城市道路交叉口中有一些道路交叉口车道有限,左转车流量又很大,左转车辆排队很长,导致道路交叉口车辆通行效率低,延误增加。通过分析一些特殊的道路交叉口交通流特性和道路交叉口几何特点,考虑采用"借道左转"技术,通过对道路交叉口进行进一步静态渠划、标志设置、交通信号诱导控制,开辟一条临时专用左转车道,提高左转交通流量。在城市道路资源固定的前提下,采用"借道左转"的优化控制,能够实现在不同时间段内对道路资源的最大利用,大大提高左转车辆通行能力,有效缓解交通拥堵,"借道左转"优化控制已经应用到许多城市的道路交叉口,通行效果非常显著。     

单双向交通组织衔接交叉口段的可变车道利用

基于交叉口附近车道交通流不对称的状况,分析可变车道的设置方法,提出可变标志板延后起亮和提前关闭时刻的计算方法,并采用2次排队长度、通行能力、延误等指标,综合评估可变车道的利用效用.以上海东方路浦三路为例,调查了早高峰时期交通需求和存在的问题,提出浦三路南段西侧车道利用可变车道的可行性,研究了可变车道设计、相位相序及配时策略、可变标志板的启动和停止与主信号关系.对提出的方案进行评估的结果表明,利用可变车道可以提高单双向交通组织衔接交叉口的通行能力,减少2次排队,降低延误约30%.     

信号交叉口机动车直行待行区设置研究

为了解决信号交叉口拥堵问题,探讨直行待行区设置的临界条件,对设置直行待行区前后的交通特性和交通效益进行分析。基于排队长度模型,确立直行待行区设置的临界条件。认为凡是在有效绿灯时间内,直行车辆没有一次性通过交叉口,而使部分车辆发生二次或多次排队时,需要设置直行待行区的理念。按照"停车线"法探讨了直行待行区的设置对通行能力的影响。通过实例运用VISSIM软件仿真,对比交通效益指标前后的变化。结果表明:直行车道在过饱和状态时,有必要设置直行待行区。直行待行区的设置可以减少延误、提高通行能力、缩短排队长度、降低饱和度。     

相邻交叉口短车道长度与配时参数协同优化

针对相邻交叉口在共有连线上均渠化左转短车道的现况,研究其时空资源的最优配置.通过分析短车道对进口道饱和流率的影响,建立以交叉口通行能力最大化与车均延误最小化为目标函数、以短车道长度和相位有效绿灯时间为决策变量的多目标优化模型.以大连市两相邻交叉口为例,通过Matlab软件对优化模型进行编程求解,进而利用VISSIM软件对现有方案和优化方案分别进行仿真试验.结果显示,优化方案虽然使每个交叉口通行能力减小,但是也使每个交叉口车均延误、饱和度和平均排队长度减少.此外,优化方案使每个交叉口通行能力与车均延误之比增大,使单位时间内通过两个交叉口的总车辆数增加.研究成果表明,交通组织与信号控制的协同优化设计可以实现交叉口群的时空资源的最优配置.     

环形交叉口不同信号控制方法的设置条件

在对单重与双重信号控制环形交叉口车辆运行特性进行分析的基础上,采用停车线法推导出单重与双重信号控制环形交叉口的通行能力计算公式.其中单重信号控制环形交叉口通行能力分无冲突时间和冲突时间两部分进行分析推导,双重信号控制环形交叉口通行能力是在停车线法基础上考虑了环道空间停放能力而进行分析推导的.然后从通行能力的角度对比分析推导环形交叉口设置不同信号控制方式的条件,并计算出在不同环岛半径、相位绿灯时间以及左转到达率的条件下信号控制方式选择的边界条件,为环形交叉口控制方式的选择提供参考依据.     

借BRT车道掉头的交叉口渠化与信号控制优化

针对城市快速公交(BRT)时空优先权引发的交叉口拥堵问题,以太原市平阳路与学府街交叉口为例,通过交通调查分析交叉口存在的问题,运用"借BRT车道掉头"的方法对该交叉口的渠化和信号控制方案重新设计,用Vissim交通仿真软件对原方案和设计方案进行对比分析。得出优化后北进口道左转车辆的车均延误与车均停车时间分别下降了15.2 s、13.2 s,掉头车辆的车均延误与车均停车时间分别下降了9.6 s、10.8 s,左转与掉头的平均排队长度降低42%.结果表明:文章所给"借道掉头"设计方法能缓解BRT与其他车辆在平交口的冲突,提高交叉口通行效率。