城市平面正交交叉口信号配时模型研究

论文摘要

随着经济的发展和城市化水平的提高,城市交通问题日益突出。如何充分利用现有的道路资源,通过科学合理的信号配时理论,最大限度地提高信号交叉口的通过能力、降低延误时间一直是诸多学者努力的方向。但是由于我国城市交通状况不一,因素复杂,加之近年来的迅猛发展,使得一些理论与方法不能完全适用我国的交通需求。因此,对交通信号配时模型进行进一步的研究,势在必行。本论文从定性分析、定量研究、实例验证三个方面着手,以系统的观点对平面正交交叉口单点控制信号配时模型进行了研究。在定性分析方面,针对交叉口的类型,建立了基于交叉口周边用地性质的分类方式,并分析了城市平面正交交叉口的交通特性。在定量研究方面,首先分析了单交叉口的经典控制优化方法——TRRL及其修正法、美国的HCM法、冲突点法、基于灰色控制理论的周期时长的两目标优化法、信号配时的综合指标优化法;其次结合我国混合交通的现状,根据“大运量交通优先”的思想,提出了基于TRRL的改进信号配时模型;同时,为了使改进后的信号配时模型能更好地与我国目前的交通状况相适应,还从信号周期优化的约束条件、机非冲突解决方案、机动车相位方案选择、多相位交叉口行人相位组合设计四个方面对其进行了优化。在实例验证方面,以南京市某集中居民区一正交交叉口为例,应用本论文的研究成果进行计算,计算结果有明显的改善,从而说明本论文建立的模型在一定程度上具有合理性和实用性。本论文的研究成果可以作为解决信号控制交叉口交通拥堵问题的一种措施与方法,同时也为以后进一步的研究奠定了基础。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 在信号设计优化方面
• 1.3.2 在信号交叉口延误方面
• 1.3.3 在考虑混合交通方面
• 1.4 课题研究的主要内容及方法
• 1.4.1 研究对象
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究方法
• 1.5 本章小结
• 2 城市平面正交交叉口交通特性分析
• 2.1 平面交叉口类型
• 2.1.1 平面交叉口的常规分类方法
• 2.1.2 基于交叉口周边用地性质的分类方法
• 2.2 城市平面正交交叉口特性
• 2.2.1 交通冲突点
• 2.2.2 信号交叉口交通流特性
• 2.3 本章小结
• 3 城市平面正交交叉口信号配时模型研究
• 3.1 几种常用信号配时优化模型
• 3.1.1 TRRL 信号配时方法及其修正
• 3.1.2 美国的HCM 法
• 3.1.3 冲突点法信号配时模型
• 3.1.4 基于灰色控制理论的周期时长的两目标优化模型
• 3.1.5 信号配时的综合指标优化模型
• 3.2 基于TRRL 的改进信号配时模型
• 3.2.1 问题的提出
• 3.2.2 模型的选择
• 3.2.3 参数的确定
• 3.3 本章小结
• 4 基于 TRRL 的改进信号配时模型优化
• 4.1 约束条件限制
• 4.1.1 饱和度
• 4.1.2 最短绿灯时间
• 4.1.3 行人能忍耐的最长红灯时间
• 4.1.4 排队长度
• 4.2 机非冲突解决方案
• 4.2.1 四相位交叉口机非冲突分析
• 4.2.2 提前截止时间的确定
• 4.3 机动车相位方案的选择
• 4.4 多相位交叉口行人相位组合设计
• 4.4.1 常用行人相位设计
• 4.4.2 设中央驻足区的行人相位设计
• 4.5 针对乘客的延误评价公式
• 4.5.1 车辆延误
• 4.5.2 乘客的延误
• 4.6 信号配时设计流程图
• 4.7 本章小结
• 5 实例应用分析
• 5.1 交叉口概况
• 5.1.1 周边区域概况
• 5.1.2 道路状况
• 5.1.3 交通状况
• 5.1.4 交叉口控制状况
• 5.2 问题及对策
• 5.2.1 存在问题分析
• 5.2.2 解决对策
• 5.3 模型计算
• 5.3.1 周期时长
• 5.3.2 自行车提前停止时间的确定
• 5.3.3 行人相位组合设计
• 5.4 结果分析与结论
• 5.4.1 结果分析
• 5.4.2 结论
• 5.5 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 附表
• 附表一交叉口几何条件调查表
• 附表二机动车流量观测表
• 附表三非机动车流量观测表
• 参考文献
• 详细摘要