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.     

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。     

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。     

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。     

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.     

信号交叉口左弯待转区对左转车道通行能力的影响

左弯待转区的设置可提高信号交叉口左转车道的通行能力。以实际的左弯待转区左转车道车流调查数据及无左弯待转区左转车道的通行能力计算公式为基础,通过提取左弯待转区左转车道排队车辆从起步到驶离交叉口的加速度、速度及位移特征规律,建立了左弯待转区左转车道实际通行能力的计算方法,并进行了实例验证计算。研究结果表明:左转相位绿灯亮起后,静止时排队的车辆逐次起步,车辆加速度随时间呈起伏式线性变化;左弯待转区可较显著地提高左转车道的实际通行能力,所提高比例与左转相位配时及左弯待转区长度有关;所调查的信号交叉口左弯待转区的设置提高了左转车道通行能力10%~20%。     

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.     

城市交叉口三左转车道流量均衡性及影响因素

根据多车道流量分布与驾驶员车道选择行为之间的关系,提出多车道设施流量均衡性的建模与分析方法.以城市道路信号控制交叉口三左转车道为例,使用成分数据结构组织各左转车道流量,选取可能对车道流量分布具有潜在影响的7个因素.在单形中建立以三左转车道流量成分数据为因变量、所选影响因素为自变量且满足车道流量占比约束的成分方差分析模型,设计单形操作法进行模型估计.研究结果表明,模型可识别对左转车流分布具有显著性影响的因素,并定量估计各因素对每条左转车道流量占比的影响程度.信号周期长度、交叉口内转弯曲线长度、展宽车道的设置、上游路段长度、上游左转车道标志标线位置和其他流向车道数等因素可在特定设置条件下使车流分布接近均衡.     

考虑主路左转延误的主路优先交叉口信号设置流量阈值

为了进一步完善主路优先交叉口信号灯设置流量条件,考虑了主路左转车流延误对交叉口信号灯设置条件的影响.通过分析主路左转车流在信号灯设置前后的交通特性,利用控制延误方法和Webster方法的研究思路,分别建立主路左转车流在信号灯设置前后的车均延误改进模型.从交叉口交通运行效率的角度出发,以交叉口车均延误作为判别指标,建立信号灯设置前后交叉口等车均延误曲线,以此曲线作为判断交叉口是否需要设置信号灯的阈值条件,同时还给出了不同主路左转车流比例下的流量阈值.与美国MUTCD提出的阈值曲线相比,考虑左转车流延误影响的流量阈值曲线更符合我国主路优先交叉口交通特性,具有更强的实用性.     

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.     

交叉口右转机动车专用道设置研究

依据交叉口的交通情况,对右转机动车采用不同的交通组织形式。实践表明,只有在条件充分时才设置右转专用道,相对于左转专用车道设置,右转专用道设置的交通影响因素简单。对设置右转机动车专用道做了定性、定量分析,详细阐述了设置右转机动车专用道存储长度的依据,同时列举了在几种条件下右转机动车专用道的设置长度,并给出了设置右转机动车专用道的实施步骤和具体方法。     

基于VISSIM仿真的交叉口左转车流交通组织

为减少左转车流对交叉口运行效率的影响,结合实例对交叉口左转车流组织进行了研究。以威海市南大桥交叉口为例,分别以左转保护相位和禁左远引调头设计改造方案,利用VISSIM仿真软件对方案进行评价。仿真结果表明：相对左转保护相位车辆平均延误减少33.2％,相对改造前车辆平均延误减少52.1％。禁左远引调头在交叉口左转交通组织中效果明显,可有效减少延误,提高运行效率。     

基于轨迹数据的非机动车左转信号灯安全效应评估

【目的】对城市交叉口采用的左转非机动车信号灯设施进行交通安全性量化评估。【方法】提出一种基于拓展碰撞时间（extended time to collision,ETTC）指标的左转非机动车信号灯安全效应评估方法。针对现有的碰撞时间（time to collision,TTC）指标不适于评估交叉口左转非机动车冲突的问题,考虑非机动车车辆尺寸与加速度对交通冲突的影响,采用拓展碰撞时间指标,评估交叉口非机动车交通冲突。收集长沙市4个信号交叉口的视频大数据,利用视频软件Tracker提取车辆微观轨迹后,开展案例分析。【结果】左转非机动车信号灯在时间上明确了非机动车的通行权,其设置能显著降低非机动车冲突率,在平峰、高峰时段非机动车冲突率分别降低了40.11%、25.27%。在直行相位末期、左转相位即将启亮时,设置组的左转非机动车在待行区等待,冲突率降为0;而对比组近50%的非机动车违规左转,冲突严重。设置左转非机动车信号灯的改善效果随非机动车流量的增大呈先增加后降低趋势,而随机动车流量的增大呈逐步波动下降趋势。【结论】本研究揭示了非机动车左转信号灯的设置对减少交叉口交通冲突的影响,可为城市交叉口...     

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。     

交叉口左转车流比例对路网运行效率的影响

推导并分析了不同类型信号交叉口的左转车流比例对通行能力的影响公式,采用仿真方法分析了左转车流比例对路网容量和平均行程车速的影响．研究结果指出,信号交叉口通行能力具有车道规模不经济效应,因此,在相同交通需求和道路设施供应量的前提下,适当增加路网密度可以提高路网运行效率．     

斜拉式半立交十字路口概念设计研究

通过对现有的两相位信号控制十字交叉路口的交通流线分析,基于消除左转的思想提出斜拉半立交的概念设计:将左转车流全部环形立交;环形立交在交叉口不设置墩柱,在交叉口设置斜拉索塔;左转车道纵坡3%,从交叉口200 m处提升至立交桥高度.在进行基础设计后采用PTV-VISSIM微观仿真软件进行仿真分析,输出行程时间与延误时间并与不设置半立交的两相位控制十字交叉路口进行对比分析.结果表明:建立斜拉式半立交后,在两相位信号控制的十字交叉口中直行与左转车流的行程时间与延误时间明显降低,提高了交叉口通行能力.     

两相位信号交叉口专用左转车道车辆运行特性研究

对两相位信号交叉口专用左转车道上的车辆运行特性进行了理论分析,给出了车辆实现左转的3种可能方式及影响车辆实现左转的各项因素.利用概率论方法,推导出车辆利用3种方式实现左转的概率公式及其适用条件,并给出了计算步骤.讨论了左转车辆到达分布的确定依据和参数估计方法,推荐直行车辆车头时距分布采用威布尔分布并建议采用图形法求解参数.     

非信号控制交叉口通行能力及延误特性

应用通行能力及延误数学模型,研究了四路双车道主路优先、四路停车以及环形交叉口在不同交通分布模式下的交叉口通行能力及延误特性.研究发现,主路优先控制下主要道路车流通过交叉口延误小,抗交通流量扰动性好,但次要道路车流通过交叉口延误大,同时在交叉口各进口道交通量趋于平衡或左转车流比例较大时效果较差.四路停车控制方式对交叉口各进口交通量非平衡情况及左转车流比例较大情况适应性最好,但通行能力较低,抗扰动性能较差.环形交叉口通行能力较大,对进口道交通量非平衡情况、左转车流比例较大情况以及进口道车流扰动情况的适应能力介于前两者之间,但在交通量较小时延误较大.给出了各类控制方式适宜的交通条件.     

典型信号控制交叉口左转电动自行车通行空间交通特性研究及宽容设计方法

研究了典型信号控制交叉口左转电动自行车通行空间的交通特性,设计了左转电动自行车在典型信号控制交叉口通行空间交通特性的数据采集方案,系统地分析了典型信号控制交叉口左转同向并行电动自行车横向间距、左转对向电动自行车避让行为特性,得出如下结论:(1)电动自行车在典型信号交叉口左转时,在同一行车速度同一累计频率下,同一进口道左转同向电动自行车与机动车之间的横向距离要大于不同进口道同向左转电动自行车之间的横向间距;(2)当单位时间电动自行车流量≤0.52辆/s时,单位时间电动自行车流量与左转相位下避让行为个数大致呈线性正相关关系;当单位时间电动自行车流量0.52辆/s时,左转电动车相对会选择跟随并匀速行驶;(3)同向左转电动车的速度大多分布在0～9 m/s。