考虑信号控制交叉口的城市道路阻抗函数研究

! ! 绪论
!# !! 研究背景 时间 & 费用以 及舒适 度等 因素的 综合 " 是人& 车& !! Baidu Nhomakorabea通阻抗是交通路网上路段或路径之间运行距离 & 路三方面因素对交通出行的阻力作用 ' 城市道路网络中的交通阻 抗可 以分为 两类 ) 路 段上的 阻抗 和交 叉口处的阻抗 ' 交通阻抗的路阻在 交 通 分 配 过 程 中 左 右 着 路 径 的 选 择 ' 用 来 量 化 交 通 阻 抗 的 函 数 称 为道路阻抗函数 ' 对阻抗函数的研究 " 即对道路交通阻抗大小的研 究 " 是进 行交通 分配的重 要参数 " 也 是交通流组织的重要因素 ' 现阶段 " 路阻函数的研究一般只限于路段阻抗函数或单纯 的交叉 口延 误函数 模型 研究 ' 在 路段阻 以往的静态交通分 配 研 究 是 直 接 用 路 段 距 离 除 以 实 际 行 车 速 度 的 办 法 来 确 定 路 阻 " 抗函数的研究中 " 该方法仅考虑了交通条件对路阻的影响 " 对于道路条件 & 交通流构 成等 因素的 影响则没有 考虑 " 甚至忽 略了交叉口延误的影响 ' 从而显得 比 较 粗 糙 " 适 用 性 差'除 此 以 外" 国内对于路阻函数的研究更多的 尽管 是直接引用国外的阻抗计算模型或者加以简单修正后采用 ' 单纯 的交 叉口延 误函 数模型的 研究 " 有比较成熟的成果 " 但交叉 口 无 法 代 表 整 个 道 路 " 仅 仅 对 交 叉 口 延 误 的 研 究 不 足 以 表 示 道 路 阻 抗" 因 此" 对道路交通阻抗的研究的重要性显得尤为突出 ' !# "! 研究目的及意义 路段上由于交通条件 & 道路条件等因素的存在 " 交通运 行时 间 & 运 行速 度等受 到影 响 ' 运行 时间的 长短以及运行速度的变化是衡量道 路 通 行 质 量 的 重 要 指 标 " 也 是 出 行 者 选 择 出 现 路 线 的 重 要 依 据" 因 此" 对路段交通阻抗的研究十分必要 ' 城市道路中由于交叉口的存在 " 车辆行驶会经常因为信号 灯的控 制而 产生不 同程度上的 延误 ' 延 误时间的长短可以很直观的反映 出 交 叉 口 的 交 通 运 行 质 量 ' 因 此 " 在 城 市 交 通 管 理& 交通规划以及交 通经济分析中 " 交叉口延误是很重要的指标 ' 本文结合国内外先进研究成果 " 研 究 考 虑 信 号 控 制 交 叉 口 延 误 的 道 路 阻 抗 函 数" 希望可以给出较 为合理的城市道路阻抗函数模型 " 以实际交通路线选择以及交通阻抗的改善提供一定的参考价值 '
" ! 道路阻抗影响因素
"# !! 交通条件影响因素 速度 & 密度以及交通流构成等 ' 交通 条件 对路阻 函数 的影响比 较复杂 " 在 !! 交通条件包括交通流量 & * $+ 研究者们对交通条件影响因素进行了归纳 " 主要有以下几种 ) 以往的研究中 " 交通流内部的干扰 # " 主要考虑本向机动车流量大小和车型构成对交通运 # 本方向机动车的干扰 ! 行的影响 , 主 要 是 对 向 转 向 车 辆 的 干 扰, $ 本向非机动车的干扰 , % 对 向 机 动 车 的 干 扰" & 行人的过 街干扰 " 尽管过街信号灯管制行人过街 " 但行人过街仍然有很大影响 , ( 掉头车辆 的干扰 , ) 公 交车辆 停靠的干扰 , * 路边停车对车辆运行的干扰 ' "# "! 道路条件影响因素 道路条件影响因素可以在速度变量里反映 " 并且实际道路情况下 零流量时的 速度也 已包 含此 类影 响因素 " 一般不单独讨论 ' 具体来说 " 道路条件影响因素可以分为几下几种 ) /* # ,/
作者简介 颜淋丽 ! " 女" 江苏南通人 " 东南大学交通学院" 主 要 研 究 方 向 为 交 通 运 输 规 划 与 管 理 'H ) ! , % \ ! "(# -级 硕 士 研 究 生" U > = 2 3 = : < C 2 : 2 : > = 2 3 . G 0 > "; 5 ;
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和谐交通 都市交通发展新战略新任务 !!!!!!!! 第十六届海峡两岸都市交通学术研讨会论文集 !!!!!!!
考虑信号控制交叉口的城市道路阻抗函数研究
颜淋丽
! 东南大学交通学院 " 南京 $ # ! " " , %
摘!要 城市道路阻抗函数在交 通 分 配 研 究 中 作 为 关 键 点 和 难 点 对交通分配起着至关重要 的作用 也是交通安全研究中的一个重要方面 本文在 前人研 究的基础 上总结 影响 道路阻 抗 选取两组路段和交叉 口 进 行 交 通 特 性 调 查 在调查数据的基础上对关于信号控 的各种因素 制交叉口延误的阻抗函数进行经验分析 拟合考虑信号 控制交 叉口延误 的城市 道路 阻抗函 数 并对拟合的模型进行检验和修正 修正后的模型 包括三 个组成部 分 路 段阻抗 交 叉口 模型 延误以及出行者的期望参数 关键词 交叉口 信号控制 延误 饱和度 阻抗函数
% ! 考虑交叉口延误的路阻函数模型分析
根据前人的调查研究 " 本文发现 道 路 阻 抗 函 数 的 模 型 有 很 多 种 ' 在 这 些 模 型 中 " 有部分对于我国 国内的城市道路不太适用 " 这就需要 利 用 国 内 城 市 道 路 基 本 交 通 运 行 特 性 对 这 些 模 型 进 行 验 证 " 以寻 求最适合的模型 " 进而再进行完善 ' 本章利用珠江路 ( 中山路十字型 信号控制交 叉口调 查数 据对 路段 在前文的基础 上 选 取 接 近 的 函 数 模 型 " 并 选 取 丹 凤 街(北 京 东 路 交 叉 口 对 道 路 阻 阻抗函数形式进行 " 抗函数模型进行检验 ' %# !! 选择近似阻抗函数 ! #路段调查 ! # 珠江路路段调查 晴到多云 ' 调查时间 ) $ " " -年*月$ *日" ! #) + "' 天气 ) + + 调查方法 ) 询问调查法和跟车调查法相结合 * ' 调查内容 ) 路段长度 , 行程时间 , 交叉口排队长度 , 平均行驶车速 ' 调查过程 ) 主要依靠问询规划部门得到相关信 息 ' = .对于丹凤街与中山路之间的珠江路路段长度 " 通过跟车调查法得到数据 ( ( ( 从丹凤街 ( 珠江路交叉口车子启动开始计时至第一次停车 1.行程时间 " 等候为止 ! 由于该路段距离较短 " 交 叉 口 不 是 特 别 大" 调 查 当 天 交 通 量 正 常" 所以不存在二次停车等候 过交叉口的情况 # 'G .交叉口排队长度由两位调查员在停车以后从停车点到交叉口停车线利用 卷尺测 量得到 'Q .平均行驶车速由车辆内部记速仪测出 ' 调查结果 ) 路段长+ 行程时间为* " 珠江路 ( 中山路交叉口沿珠江路方向! 即东进口# 排队长为 " ">" * < 车辆平均行驶速度为 ! 0 ' 该路段零流量时的通行时间为 + " 高峰流量为 !# 0 " 此时 ! + $>" *B > C %< $辆 C " 平峰交通量为 & 通行时间为 , "< + % 辆0 C' $ 丹凤街路段调查 阴' 调查时间 ) $ " " -年#月$ #日" ! &) + #' 天气 ) 调查方法 ) 同前 ' 调查过程 ) 同前 ' 调查结果 ) 路段长 + 行程时间为 % " 丹 凤 街(北 京 东 路 沿 丹 凤 街 方 向! 即 南 进 口# 排队长为 " ">" $< 车辆平均行驶速度为 ! 0 ! + $>" *B > C' /* % "/
考虑信号控制交叉口的城市道路阻抗函数研究
# 中央分隔带 , $ 机非隔离栏 , % 港湾式公交停靠站 , & 公 交专 用车道 , ( 道路几 何形状 , ) 道 路类型 , * 道路宽度 ' "# %! 交通分配条件下影响因素 ! #静态交通分配条件下 ! 静态分配以交通量为状态变量 " 不 考 虑 交 通 运 行 情 况" 是 理 想 状 态 下 的 二 维 交 通 分 配 问 题' 它 考 虑了交通条件对路阻的影响 " 但忽略了道路条件和交通流构成等 因素 " 也没 有考 虑交叉 口延误的 影响 ' 静态交通分配条件下 " 阻抗影响因素可归纳为路段距离和实际行车速度 ' #动态交通分配条件下 ! $ 动态分配是以描述城市交通网络 的 拥 挤 特 性 以 及 城 市 交 通 的 管 理 & 控 制 为 目 标 的 交 通 分 配" 将二 维静态分配问题变成复杂的三维 动 态 分 配 ' 动 态 交 通 分 配 采 用 交 通 负 荷 作 为 状 态 变 量 ' 该 分 配 条 件 下阻抗影响因素包括行驶距离 & 行驶速度 & 交叉口排队长度以及消散率 ' "# &! 无法定量的交通阻抗影响因素 在道路阻抗函数研究中 " 有很多无 法 定 量 表 达 的 因 素 实 实 在 在 影 响 着 路 段 行 驶 时 间 和 行 驶 速 度 " 从而对道路交通阻抗产生了较大影响 ' 这些无法定量的因素主要包括以下几种 ) # 信息诱导作用 , $ 驾驶员心理作用 , % 主观选择因素 , & 天气影响 '
考虑信号控制交叉口的城市道路阻抗函数研究
! #交叉口调查 $ 调查方法 ) 点样本法 ' 调查结果如下 ) # 珠江路 ( 中山路交叉口调查 该交叉口东进口为珠江路 " 西进口为广州路 " 南北进口 为中 山路 ' 经过 调查与 测量可得 知 " 该交叉 在 进 入 交 叉 口 时" 东 进 口 改 为 三 个 直 行& 一 个 右 转 四 个 车 道" 车道宽为 口路段行车道宽度为 + \ " >" 北进口改为一个左转 & 两个直行和一个右转四 个车道 " 车道 宽为 ! 西进口改为两直行和 ! \ &>" \ *>" 一个右转三个车道 " 车道宽为 ! 同样 " 南进口改为一个左转 & 两个直行和一个直右转四个车道 " 车 \ ->" 道宽为 $ 珠江路 ( 中山路交叉口主要参数如下 ) \ $ ">' 经过调查 " = .饱和度 交叉口设计为北进口四个车道 " 分 别 为 一 个 左 转& 两 个 直 行 和 一 个 右 转, 南 进 口 四 个 车 道" 分别为 一个左转 & 两个直行和一个直右 , 西进口三个车道 " 分别为两个直行和 一个右转 , 东 进口四个 车道 " 分别 白 天 信 号 配 时 为) 周期! , 南北向直行 为三个直行和一个右转 ' 交通管制采用 三 相 位 信 号 灯 控 制 " * "< " 左转 $ " 黄灯 $< " 红灯 # , 东西向直行 * " 黄灯 $< " 红灯, '交叉口的通行能力采用中国 % "< "< %< %< $< 中国道路交通管理条例 . 推荐的方法进行计算 " 根据不同的车道分布各入口的通行能力计算如下 ) ! 0 # 5东 + + 5直 75右 + +1* ! &7# + & + !& S 7 C C ! 0 # 5南 + 5左 7$ 5直 75直 右 + ! &7$1# + &7& * ! + $" " $ S 7 C C ! 0 # 5西 + $ 5直 75右 + $1* ! #7# + , + !+ % , S 7 C C ! 0 # 5北 + 5左 7$ 5直 75右 + ! %7$1# + -7& ! $ + !, * & S 7 C C 根据开展的交通调查资料 " 可获知珠江路 ( 中山路交叉口 的高峰 小时 交通流 量 ' 由以上 的计 算结 可计算各入口引道的饱和度和整个交叉口的饱和度 ! 表! # ' 果和调查数据 "
考虑信号控制交叉口的城市道路阻抗函数研究
!# %! 研究内容及思路 本文对于道路交通阻抗的研究核 心 在 于 车 辆 受 阻 情 况 " 把 交 叉 口 流 量 分 为 不 同 的 饱 和 状 态" 分别 对过饱和状态的道路阻抗和欠饱和状态下的道路阻抗进行分析 ' 而交叉口延误又分为停车延误 & 排 队 延 误& 启 动 延 误& 绕 行 延 误 等" 不同的交通流运行状态下各种 延误的取值不一样 ' 为简化问题 " 本文所研究的城市道路阻抗函数模 型对交叉口 部分主 要选 取的 是交 叉口平均延误 ' 在不同交通运行状态下 " 对考虑信 号 控 制 交 叉 口 延 误 的 城 市 路 段 阻 抗 函 数 进 行 分 析 确 定 " 本文认 考 虑 交 叉 口 延 误 的 道 路 阻 抗 为 路 段 阻 抗 和 交 叉 口 阻 抗 之 和' 综 上" 本文主要的研究内容大致可 为" 分为 ) ! #综合分析影响道路阻抗的因素 ' ! #利用具体实例 " 分析并选取适用的路段阻抗函数模型和交叉口阻抗函数模型 " 拟合道路交通阻 ! $ 抗函数模型 " 为进一步研究打好基础 ' ! #结合国内外研究成果和丹凤街 ( 北京东路交叉口具体 实例 " 对拟合的道路阻抗函数模型进行 + 验证并综合考虑影响道路阻抗的因素修正模型 ' 根据以上研究内容 " 本文 分 为 四 个 章 节 ' 第 一 章 为 绪 论 " 分 析 了 本 文 的 研 究 背 景" 研究目的和意 阐述了本文的研究内容及思路 ' 第二章综合分析道路阻抗 影响因 素 ' 第三章 选取 适合的 路段及交 义" 叉口的阻抗函数模型 " 并加以拟合并修正 ' 第四章为全文总结 ' 本文的研究路线如图所示 '