車道共用方式下的通行能力分析與信號配時優(yōu)化方法研究.pdf

1、隨著我國交通需求的持續(xù)增加，交通擁堵日益成為道路設(shè)計(jì)和管理者關(guān)注的焦點(diǎn)。如何有效地降低出行耗費(fèi)、緩解交通擁堵、提高通行效率變得日益重要。由于道路空間和資金的約束，許多城市的交叉口并不能夠興建立交路口。而平面交叉口作為不同車流沖突點(diǎn)密集的地方，有效的信號控制以確保車流有序安全地放行就顯得很重要。本文提出了基于車道共用的思路，旨在動態(tài)利用交叉口的車道資源，通過與幾類車流引導(dǎo)方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)車道資源在時間或空間上的共用，達(dá)到提高通行能力或降低

2、延誤的目的。由于車道共用方式與信號配時方案密切相關(guān)，因此將兩者作為共同優(yōu)化的變量是實(shí)現(xiàn)交叉口優(yōu)化的基礎(chǔ)。
　　 根據(jù)車流引導(dǎo)方式的不同，車道共用可以以不同的形式出現(xiàn)。本文提出了三種與車道共用相結(jié)合的車流引導(dǎo)方案，以動態(tài)利用車道。(1)對于具有待轉(zhuǎn)區(qū)的燈控交叉口，本文將傳統(tǒng)交叉口的待轉(zhuǎn)區(qū)進(jìn)行規(guī)則引導(dǎo)，將待轉(zhuǎn)區(qū)作為緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)相位下車流的分離和放行，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了車道分配和信號優(yōu)化的模型。結(jié)果證明了這種車道共用的方法，相當(dāng)于

3、提供了額外的車道給車輛放行，因此通行能力得到提高。但是單方向增加的車道數(shù)事實(shí)上并不足一條，因此提升的空間相對有限。(2)帶前置信號的串行交叉口則可以完全共用交叉口的車道，理論上相當(dāng)于將所有的車道都服務(wù)于具有通行權(quán)的車流。但是該方法需要前置信號和主信號的恰當(dāng)協(xié)調(diào)，會不可避免地產(chǎn)生附加延誤。本文對于這種車道共用方式的車道分配、信號配時、相序選擇等進(jìn)行了詳細(xì)的分析并建立了優(yōu)化模型。優(yōu)化的結(jié)果驗(yàn)證了這類車道共用方式的優(yōu)勢。(3)帶前置信號的燈控

4、遠(yuǎn)引掉頭方法通過設(shè)立前置信號，達(dá)到二次放行的目的，實(shí)現(xiàn)了車道的共用。這種方法降低了交叉口主信號的相位數(shù)，因此可以明顯降低車輛的延誤。通過約束車道分配、通行能力匹配、等待區(qū)容量限制等，實(shí)現(xiàn)車流安全有序放行。將這種方法與普通交叉口的比較，證明了該方法甚至優(yōu)于車道數(shù)更多的普通交叉口。
　　 將車道共用與交叉口信號配時相結(jié)合，能夠有效地提升通行能力或降低延誤，豐富和發(fā)展了交叉口控制理論和實(shí)踐。但是如何將車流引導(dǎo)與車道共用相結(jié)合，甚至與非