环形交叉口待行区设置与信号控制方法

为解决环形交叉口左转通行能力不足的问题,提出一种借助内侧环道与外侧环道设置左转待行区和直行待行区,并建立环道交通信号与进口道交通信号协调控制的环形交叉口信号控制方法。在饱和度等约束条件下,基于进口道停车线和环道停车线后不同的交通状态建立相应的延误计算模型,以延误最小为优化目标建立信号控制参数优化模型。案例分析表明：当左转交通量低于左转二次停车控制法适用的左转临界值时,所提出方法的延误较高;而当左转交通量高于该临界值时,左转二次停车控制法的延误快速上升并高于所提出方法的延误,且将导致环道锁死,而采用该方法仍能稳定运行,验证了提出方法的有效性。进一步分析进口交通量、不同类型环道数量和环岛半径等差异对所提出方法控制效益的影响,结果表明：随着环形交叉口进口交通量增大,该方法适用的临界左转比例随之降低;当进口交通量的左转比例低于临界左转比例时,交叉口处于非饱和状态且延误低;反之,交叉口处于过饱和状态且延误高。当左转交通量高于450 veh·h^-1时,增加左转环道有利于降低车均延误;而当直行交通量高于1 150 veh·h^-1时,增加直行环道效果更佳。当进口交通量小于800 veh·h^-1时,环岛半径对交叉口延误影响不大;而一旦进口交通量高于800 veh·h^-1后,环岛半径对车均延误的影响随进口交通量的增长愈加显著,环岛半径越大,交叉口车均延误就越高。     

五路环形交叉口瓶颈控制方法

针对实行“环道二次控制”五路环形交叉口在交通高峰时期某环道濒临排队回溢至上游环道,而同一相位的其他环道时空资源有相应浪费的现象,提出了五路环形交叉口瓶颈控制策略.在采用“搭接相位”的3相位控制基础上,进行瓶颈环道和瓶颈进口道的判断,当满足瓶颈环道控制触发条件时,进行瓶颈环道控制;当各个环道排队饱和系数均接近最大限值时,进行进口道瓶颈控制,同时协调控制瓶颈环道和瓶颈进口道.建立了高峰时期五路环形交叉口的信号配时参数优化模型.以上海市五角场五路环交为例进行了验证.结果表明,使用该控制方法后交叉口的通行能力增大了28％,车均延误减小了8.8％,平均停车次数减少了5.7％.     

环形交叉口评价指标选取及服务水平分级

对环形交叉口的车辆运行特性进行理论分析的基础上,结合不同类型交叉口的特点,确定了车辆平均延误和冲突数作为环形交叉口服务水平的评价指标,接着通过VISSIM软件仿真得到了环形交叉口两个指标随V/C增加的变化规律,从而确定低负荷下采用车辆平均延误作为主要评价指标,高负荷下采用冲突数作为主要评价指标,最后,借鉴HCM2000...     

无信号控制环形交叉口的发展与启示

为了克服国内对无信号控制环形交叉进行盲目改造的误区,从环形交叉口的起源与发展入手,通过对不同形式的无信号控制环形交叉口的优缺点进行对比分析,在总结国外的经验与教训的基础上,指出了不同的无信号控制环形交叉口的适用范围以及我国在无信号控制环形交叉口领域存在的问题,提出了相应的改善措施,在对常规环形交叉口进行改造时应采用入环车辆让行的规则以避免锁死现象的发生,采用进口道偏移的手段以降低入环车辆的速度以提高交叉口的安全性,增加进口道与环道的车道数以提高交叉口的通行能力。     

环形信号交叉口进口道车辆延误及排队长度计算方法

由于环形交叉口的内在局限性,大部分的环形交叉口被改造为常规的十字交叉口或环形信号交叉口.为了分析环形交叉口内车流特性,针对环形信号控制交叉口,分析影响进口车道车辆延误与排队长度的因素;提出了2种常见的环形交叉口相位方案;根据每种相位方案,考虑进口道内侧车道、外侧车道的交通流运行特性,分别建立了进口道内侧车道、外侧车道的车均延误和平均排队长度计算模型,将内外侧车道区别考虑有利于分析环形交叉口内车流特性.以哈尔滨市博物馆环形交叉口为例,通过Vissim仿真软件得到仿真结果,将模型计算结果与仿真输出结果进行比较,结果基本相近.论证了模型的准确性.     

环形交叉口的信号控制方法研究

基于信号2次控制模式的基本原理,对十字环形交叉口左转2次控制方法在交通设施布置和相位协调设计等方面进行改进,使其可用于多叉、中心环岛不规则等复杂环形交叉口的信号控制,并通过实例加以验证。其中,在环道相位之间通过绿灯间隔时间进行协调设计,可以使车辆连续通过相邻环道信号灯,减少车辆在环道上停车待行的次数,从而提高交叉口通行效率。     

卫星岛式环形交叉口的概念设计

基于对环形交叉口分流方式的分析,以减少交织区车流量和缩短左转车辆绕行距离为出发点,提出了卫星岛式环形交叉口的设计概念,对现行环形交叉口形式进行了重组和改进:(1)在每条道路末端增设卫星岛;(2)车辆进入中心岛后绕中心岛顺时针单向行驶;(3)分离右转车道。据此设计了卫星岛式环形交叉口的构型。针对卫星岛式环形交叉口的交通组织方式,运用交通流线分析技术,重点分析了左转和调头车辆的运行路径。结果表明:卫星岛式环形交叉口能大幅提高交叉口的通行能力,尤其适用于左转和调头车流量大的交叉口,为现代平面交叉设计提供了一种新选择。     

出口道左转交叉口信号控制鲁棒优化方法

为了提高出口道左转交叉口在现实交通需求和供给波动环境中的适应性,权衡运行效率与稳定性,对其鲁棒优化方法进行研究。在对出口道左转交叉口运行特点和饱和流率进行分析的基础上,提出从交通需求分布、基本饱和流率分布和实际运行车速分布3个方面考虑交通的波动性,以适应出口道左转交叉口交通供给波动与控制方案相关联的特征。在此基础上,分别以平均值-标准差最小、条件风险值最小和最大值最小化为目标,建立3种信号控制鲁棒优化方法,并基于遗传算法建立求解算法。通过算例分析,对鲁棒优化算法的准确性、平均值-标准差模型的参数取值和3种鲁棒优化方法优化效益进行分析。研究结果表明：所建立的鲁棒优化方法可实现交通需求和供给波动下出口道左转交叉口信号控制与设计车速的优化设计,相较于传统控制方案其在保证效率的前提下提高了控制方案运行的稳定性;平均值-标准差模型和条件风险值模型对于各项指标均表现较好,可在保障平均延误维持较优值的基础上（案例中车均延误增加小于3%）显著改善运行效果的稳定性（案例中延误标准差减少约40%）;最小-最大模型对延误最大值的优化效果最佳,但其对于控制方案的整体效率会造成较大的负面影响（案例中车均延误增加了8.19%）。     

基于轨迹数据的交叉口进口道车辆换道行为特性分析

为探索城市信号交叉口进口道范围内机动车换道行为特性,利用无人机拍摄视频提取车辆换道轨迹数据,分析了进口道车辆换道行为的宏观和微观特性。研究结果表明：强制换道行为多发生在距离停车线60 m～90 m处,自由换道行为在90 m～120 m处;换道时间集中分布在4.5 s～5.5 s之间,其中强制换道的平均时间为4.58 s,自由换道时长为3.81 s;强制换道行为主要受目标车道的可插入间隙及前后车辆的速度差影响,但整体来看分布较为分散;自由换道行为追求行车效率,目标车道的交通运行状况往往要优于原车道,换道行为主要受到原车道前车的相对距离和速度影响。本研究成果可以为城市交叉口的理论研究提供方法参考,为进口道的管理与控制提供理论基础。     

基于Wardrop交织理论模型的环形交叉口拥堵治理方案研究

结合武汉光谷广场环形交叉口早、晚高峰期交通流量大、交通承载趋于饱和的现状,考虑现状下沉庭院行人及非机动车坡道对电动车通行存在较大困难,造成环岛内机非混行严重。文中提出从源头控制驶入环岛的车流量,降低环岛交织段的交通负荷度,进而提升环岛通行效率的交通拥堵改善方案。基于Wardrop交织理论模型,对光谷环岛各交织段的通行能力进行计算,并利用Vissim微观交通仿真软件,模拟光谷广场环形交叉口运行状况,交织段负荷度、行程时间、延误、排队长度等方面的仿真结果均显示本方案对提升环岛通行效率的效果较为显著。     

快速路复杂桥形标志优化设置方法

为明确复杂桥形标志优化设置方法,选取3种典型城市快速路复杂桥形标志,制定5种设置方法（现状及4种优化方法）,开展复杂桥形标志优化设置方法研究。基于驾驶模拟试验,从运行状态、操控行为、行驶效率、主观感受4个层面选取9种评估指标,采用灰色近优评价方法,进行复杂桥形标志不同设置方案的效用评估。结果表明：3种桥形标志的现状设置效用并未达到最优水平,大部分处于中下等水平,有较大提升空间;桥形标志1,2,3的最优设置分别为简化、重复、重复。桥形标志的优化设置能有效改善驾驶人驾驶行为,4种优化方法中,提前设置方法效果较稳定,均使得桥形标志指路效果在一般及以上水平;出口处配合地面文字设置后,桥形标志指路效果在一般水平及以下,设置效用不理想;具有2个出口以上的复杂桥形标志现状设置对驾驶行为影响较差,相关管理部门应对该类型桥形标志加强优化设计设置;不同复杂桥形标志对驾驶人认知、行为影响不同,应进行不同的优化设置,以有效改善驾驶人驾驶行为,快速引导驾驶人寻找目的出口;实际工程应用中,当经济成本、空间条件等因素受限时,可考虑针对复杂桥形标志进行提前设置;不建议出口处设置地面文字,该方法并未达到配合桥形标志改善驾驶行为的效果。     

一种面向多相位的交叉口信号灯描述模型

如何在交通仿真系统中真实反映实际中的各种交通实体及行为是计算机交通仿真的一个难题,而建立一个可信的交叉口信号灯描述模型更是解决该问题的关键。然而,多相位信号灯设置方式的可能组合非常多,模型需要描述的状态空间也非常大。目前的交通仿真系统一般采用以下两种方式:(1)采用两相位模型简单描述交叉口信号灯控制;(2)对于实际中可能出现的多相位信号灯控制事先建立相应的描述模型。本文提出了一种方向编码的方法,对相位的流向进行编码,从而实现了多相位信号灯的描述模型,该方法相对于其他的方法并不需要庞大的描述状态空间,非常易于实现。最后给出这种模型的一个应用实例。     

基于混行跟驰仿真的CAV专用进口道动态设置方法

信号交叉口是影响交通系统运行安全和效率的关键。在国家新基建战略的提出以及车路协同技术不断发展的环境下,合理设置网联自动驾驶车辆(Connected and Autonomous Vehicle,CAV)专用进口道,对信号交叉口进口道处不同网联类型的车辆进行科学的交通组织,能够提高交叉口的通行能力,降低行车延误,促进城市交通系统效率与安全的双提升。建立协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)车辆跟驰模型和GM (General Motor)模型分别描述混行环境下网联车辆与非网联车的跟驰行为,以提高进口道通行能力、降低延误和油耗为优化目标,采取敏感度分析方法,提出不同CAV比例、进口道车道数、交通量和信号配时方案组合情况下CAV专用进口道的动态设置条件,适用于不同交通状况的信号交叉口,具有较强的普适性。数值仿真结果表明：采用该方法设置CAV专用进口道能够提高混行信号交叉口的通行能力、降低延误和车均油耗;在实际应用时,可视交叉口类型和交通智能化程度灵活选取CAV专用进口道设置方式,为混行交通流环境下交叉口进口道的交通组织优化提供理论依据和模型支持,对车路协同系统的相关研究具有参考意义。     

基于聚类和优序图法的事故再现结果融合方法

科学合理地融合多个事故再现结果具有重要现实意义,针对现有事故再现结果融合方法不能处理结果中包含潜在风险区间的问题,采用聚类算法与优序图法相结合的方式对多个事故再现结果进行融合。首先提出基于聚类的基础融合法,其先离散多个事故再现结果,再对离散后的数据进行聚类得到类结果,最后整理聚类结果可得融合结果。基础融合法操作简单、高效但不能处理再现结果中的潜在风险区间。进而通过引入优序图法提出基于优序图法的改进融合法,所提改进方法先从基础融合法的结果中得到各聚类区间概率与各聚类中心之间的距离表,并根据距离表中的距离极值将距离分段;再按照正态分布原则可知,各聚类中心之间的距离十分接近,现遵循距离越小分值越高的前提给予每段距离一定分值,距离表可根据分值得到各聚类中心的权重计算表;然后对权重计算表使用优序图法计算出各聚类中心的权重即各聚类区间权重;最后结合各聚类区间概率及其对应的权重得到融合结果。数值算例与真实案例均表明:改进融合法不仅可高效融合再现结果,还能识别出潜在风险区间并降低其在融合过程中的影响,从而提升融合结果的客观性,得到更理想的符合正态分布的结果,为融合包含潜在风险区间的多个事故再现结果提供有效解决方案。     

多相位交叉口半幅路权控制系统及其变形的设计方法

对一种多相位交叉口的半幅路权交通控制系统,进行了实现条件分析,给出了该类系统对应的整幅路权系统的相位和相位顺序的拓扑结构特征,从而有利于从已有的整幅路权系统的设计经验入手设计半幅路权控制系统及各种变形。文中给出了半幅路权交通控制系统各种可行的设计方法。此半幅路权交通控制系统可以使放行机动车的路面利用能力提高1倍,提高行人的过路能力达4倍,并成倍提高整个城市路网的放行能力。     

基于设置综合等待区的城市交叉口交通改善方法应用研究

城市道路交叉口是城市道路交通改善工作重点关注和研究内容.对交叉口道路交通条件进行研究,利用设置待转区来挖掘和充分利用道路的空间资源,增大了排队容量,缩短了排队长度,从而提高了路口通行能力和效率,整体上提高交叉口的通行能力.在研究综合等待区的基本情况和应用原理的基础上,分析设置的条件和信号控制模式,并以广州市滨江路-下渡路路口为例,验证了设置综合等待区的效果.     

山区高速公路隧道内换道区域设置方法研究

针对我国山区高速公路隧道与互通立交出口小间距路段车辆运行效率低、道路交通事故频发等问题,提出在隧道内设置车辆允许换道区域的方法.首先,对发生在隧道内的交通事故空间分布特征进行分析以确定隧道内可以单向设置变换车道的区域;其次,提出允许换道区域的交通标志版面设置方法和标线设置形式;然后,根据驾驶人行为特性计算得到在不同服务...     

基于微观仿真与极值理论的城市交叉口安全评价方法

为了提升中国的道路安全评价水平,提出一种基于微观交通仿真与极值理论相结合的城市交叉口安全评价方法。首先提出一种新的微观交通仿真标定方法,它是以优化冲突参数后侵占时间（Post-encroachment Time,PET）分布作为标定目标,同时将平均排队长度和冲突数量作为约束条件,并使用遗传算法寻找仿真模型中最优驾驶人行为参数的系统性方法。然后引入极值理论中的极大阈值方法（Peaks-over-threshold,POT）,选用PET值作为模型输入指标,对交叉口年平均事故频率进行预测。选取上海市奉贤区的10个交叉口作为案例分析,对交叉口仿真建模后,分别使用基于平均排队长度的传统标定方法、考虑冲突数量的两阶段标定方法和优化PET分布的多约束标定方法进行标定,并使用POT方法获得各交叉口的事故预测值。结果表明：所提方法在相关性检验、相对安全检验和事故预测3个方面显著优于其他2种标定方法;将其与基于实际观测冲突的极值预测进行对比,发现两者在相交冲突和追尾冲突的事故预测上表现均较为良好,而对于换道冲突的预测较为一般;提出的基于微观交通仿真与极值理论的方法是一种可行的、有潜力的城市交叉口安全评价方法。     

基于状态判别的单点交叉口信号配时优化方法

为更好地根据交通流的变化状态实行相应的控制策略,提出一种针对不同交通状态采用不同控制目标函数的单交叉口信号配时优化方法。该法基于交叉口的占有率和流量比关系,把交通状态划分为空闲、畅顺、繁忙和拥堵4个状态。在不同状态下根据其不同的交通流特点,选用不同的控制策略和控制目标,设定不同目标函数进行配时优化。优化目标函数采用相对指标的3目标函数形式,把车辆平均延误、平均停车次数以及通行能力3个指标作为交叉口效益评价指标,可通过调整各个指标权重系数来满足不同交通状态下的配时需求。最后通过深圳市实际交叉口的例子进行计算和仿真。结果表明,该方法比经典配时方法在结合所提出的目标函数各指标上都优胜,目标函数更合理。     

基于概率模型的具有短车道的信号交叉口进口道通行能力研究

分析了短车道效应对进口道拓宽车道通行能力的影响,基于交通流理论和概率论,提出了考虑短车道排队阻塞情况下的信号交叉口进口道通行能力计算模型.该模型根据进口道中3种转向车流的比例、短车道几何特征以及信号周期计算一个信号周期中两种不同短车效应的发生概率,并计算各自情况下的进口道通行能力.进一步探讨了该模型中转弯车辆比例、短车道长度、信号周期长度、绿信比的变化对通行能力的影响.研究发现短车道对通行能力的主要影响因素包括左转车比例、短车道长度和绿信比,且当左转车比例在50％左右时,增加短车道长度能显著提高通行能力.此外,使用西安和上海的实测数据对本模型和HCM2000通行能力模型进行验证和对比,本模型的计算结果比HCM2000模型更加精确,误差小于200 pcu/h.