信號交叉口時空資源綜合優(yōu)化實用方法研究.pdf

1、信號交叉口時空資源綜合優(yōu)化就是對交叉口時空資源進(jìn)行整合得到最優(yōu)的設(shè)計方案，它是信號交叉口優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，更是論文的研究主題。以該主題為核心，論文的研究范疇可劃分為五大部分：設(shè)計流程、空間優(yōu)化設(shè)計、相位和相序設(shè)計、時間優(yōu)化設(shè)計以及時空資源綜合優(yōu)化。第一部分是框架，中間三部分是制定初始設(shè)計方案，第五部分則是對初始方案的優(yōu)化，后四部分是對第一部分的展開，是論文的核心，構(gòu)成一個彼此聯(lián)系、完整統(tǒng)一的方法體系。 在什么情況下交叉口需要設(shè)

2、置信號燈? 設(shè)置信號燈的交叉口應(yīng)該按照什么樣的流程進(jìn)行優(yōu)化?論文的第一部分回答了這2個問題，并提出信號交叉口設(shè)計應(yīng)以最優(yōu)為原則，而不應(yīng)僅停留在滿足服務(wù)水平的層面上，從而明確論文研究的前提和大方向。 空間設(shè)計的土要任務(wù)是完成交叉口車道功能劃分，對此，論文的第二部分重點研究了三方面：①左轉(zhuǎn)車道設(shè)置；②右轉(zhuǎn)車道設(shè)置；③車道功能劃分。 左轉(zhuǎn)是交叉口最難以處理的問題，始終是交通工程師面臨的難點。主要討論以下幾個方面：①左轉(zhuǎn)車道的

3、設(shè)置依據(jù)；②左轉(zhuǎn)設(shè)計長度；③多條左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置；④左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置形式和設(shè)計方法；⑤左轉(zhuǎn)車道的幾何設(shè)計和其它注意事項。用概率論和排隊論研究了左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置依據(jù)——左轉(zhuǎn)交通量的閾值。綜合考慮交通運行效率和安全兩個方面，建議在一般情況下，交叉口進(jìn)口道都應(yīng)設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道。左轉(zhuǎn)車道的設(shè)計長度是一個關(guān)鍵的設(shè)計要素，首先研究了漸變段和減速段長度的計算，分別研究了有左轉(zhuǎn)保護(hù)相位和無左轉(zhuǎn)保護(hù)相位時左轉(zhuǎn)存儲車道長度的設(shè)訃方法，并提供了設(shè)計表格。對多條左轉(zhuǎn)

4、車道的設(shè)置條件和相關(guān)事項進(jìn)行了討論。正確的設(shè)置方式和設(shè)計對左轉(zhuǎn)車道安全、高效地發(fā)揮其運行效率至關(guān)重要，因此，討論了左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置方式、轉(zhuǎn)彎半徑、交叉口轉(zhuǎn)彎導(dǎo)流線以及標(biāo)志、標(biāo)線等。建議在有條件的情況下，左轉(zhuǎn)車道應(yīng)采用“屏蔽”的設(shè)置方式，并給山了不同情況下的設(shè)置方法。 對于我國混合交通流的狀況，右轉(zhuǎn)交通的解決也很重要。與左轉(zhuǎn)車道類似，研究了右轉(zhuǎn)車道的設(shè)置依據(jù)、存儲長度和幾何設(shè)計等。從安仝和交通運行效率兩方面分析了右轉(zhuǎn)車道設(shè)置的依據(jù)，

5、根據(jù)HcM2000的研究結(jié)糶，繪制了進(jìn)口右轉(zhuǎn)車道設(shè)置準(zhǔn)則圖。右轉(zhuǎn)車道長度除了滿足減速和排隊的要求，還要滿足停車視距的要求。 在研究了左轉(zhuǎn)車道設(shè)置和右轉(zhuǎn)車道設(shè)置兩個子問題的基礎(chǔ)上，以進(jìn)口道車道數(shù)與路段車道數(shù)的匹配和進(jìn)口道與出口道的匹配為準(zhǔn)則，建立了車道功能劃分的方法，確定車道功能劃分矩陣。 信號相位設(shè)計是交通信號設(shè)計中最具創(chuàng)造性的部分，這是論文第三部分的研究內(nèi)容。從安全和交通效率兩個方面研究左轉(zhuǎn)相位的設(shè)置。分析了左轉(zhuǎn)保護(hù)相

6、位的設(shè)置原則和設(shè)置條件，建立了判斷左轉(zhuǎn)保護(hù)相位的流程，并制定了判定表格。對典型左轉(zhuǎn)保護(hù)相位的形式進(jìn)行研究，討論了其各自適用情況和條件。同樣，對右轉(zhuǎn)討論了右轉(zhuǎn)保護(hù)相位的設(shè)置條什、相位形式、適用情況及RTOR。簡要分析了相位轉(zhuǎn)換的兼容性，包括直行與直行、直行與左轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)與左轉(zhuǎn)等。以基本兩相位為起點進(jìn)行逐個判定，判斷是否需要設(shè)置左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)保護(hù)相位，設(shè)置什么形式等，根據(jù)相位的兼容性選擇恰當(dāng)?shù)南辔贿B接方式，即得到了完整的相位方案。 信號交

7、叉口設(shè)計包括車道功能劃分、相位設(shè)計和信號配時，前兩個問題在論文第二和第三部分中已得到解決，淪文的第四部分要解決信號配時，從而完成信號交叉口初始方案設(shè)計。 利用東南大學(xué)交通學(xué)院建立的城市交通數(shù)據(jù)庫，在總結(jié)國內(nèi)近30個城市的200多個交叉口調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，給山符合我國城市特點、不同作息制的信號交叉口控制時段劃分方案。 研究的配時參數(shù)包括：①行人相位時間：②最短相位時間；③綠燈間隔時間；④相位損失時間；⑤綠信比；⑥周期時長。

8、其中，周期時長是最重要的目標(biāo)參數(shù)，根據(jù)交通流理論，以1條關(guān)鍵車道為單位，分別討論了不同飽和度情況下最小周期時長、期望周期時長的計算方法，并制定了初始周期時長的確定方法。 將上述方法整合成完整的確定信號配時的方法，根據(jù)信號配時的基本步驟，制定了信號交叉口初始配時方案的流程表格。 信號交叉口設(shè)計的最終目標(biāo)是獲得最優(yōu)方案，由初始設(shè)計方案到最終方案，必須進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，為了達(dá)到該目標(biāo)必須解決時空綜合優(yōu)化策略的問題，這就是論文的第

9、五部分內(nèi)容。信號交叉u時空資源綜合優(yōu)化是以交通效益評價為手段和依據(jù)，重點解決兩個問題：①方案是不是最優(yōu)?②如何進(jìn)行調(diào)整?選取延誤為主評價指標(biāo)，停車、排隊等為輔指標(biāo)，利用Vissim對方案進(jìn)行模擬評價。從流罩比、飽和度、排隊長度和周期時長等方面研究信號交叉口時空資源整合策略和方案的調(diào)整措施。研究了用爬山法優(yōu)化周期時長，給出了了初始周期時長、優(yōu)化區(qū)間和調(diào)整步長的確定方法。指山在必要的情況下，采取交通管制措施，并給山特殊設(shè)計方案，包括中央分隔