混合交通流信号交叉口交通控制优化研究

论文摘要

随着我国经济的高速发展,城市化进程不断加快,城市交通量迅速增长,交通需求急剧增加,交通拥堵时常发生,由此引起交通事故频发、能源消耗激增、环境污染不断加剧,进而制约整个城市的经济发展,缓解交通拥堵问题己迫在眉睫。信号交叉口是城市交通的关键。在信号交叉口,相交道路上运行的不同交通流在此选择和变换运行方向,是交通流的集散点。信号交叉口交通流运行顺畅与否,将影响整个城市的交通运行状况。因此,信号交叉口交通控制的好坏是能否解决交通拥堵问题的关键。我国城市信号交叉口,由于交通设施建设滞后以及管理措施不够完善等原因,机动车、非机动车、行人在交叉口内混行,造成交叉口交通秩序混乱、车速下降、延误增加、交通安全性降低。因此,研究信号交叉口混合交通流特性,并在此基础上进行合理的交通控制,对缓解城市交通拥堵具有重要的意义。本文首先概述了交叉口交通信号控制参数及其之间的关系,给出了各参数的计算公式,简要论述了交通信号控制评价指标,并对交通信号控制方式进行了分类介绍。接着对信号交叉口各种交通流的交通特性和交通冲突进行了分析。在此基础上,总结提出了机动车、非机动车、行人的渠化优化设计方案和交叉口渠化设计流程。总结提出了机动车、非机动车、行人的信号相位优化方案,研究了信号控制与交通渠化组合设计优化,并提出了3种典型的方案。总结了传统的信号配时计算公式,提出了自行车两次绿灯法绿灯间隔时间计算公式,行人专用相位绿灯时间计算公式。最后结合具体实例——西安市大差市交叉口,通过实地调查研究,分析其存在的问题,针对性地提出信号控制与交通渠化组合设计优化方案,使用仿真软件vissim对优化方案进行仿真并评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 信号交叉口交通控制研究概述
• 1.3.1 国内信号交叉口交通控制研究概况
• 1.3.2 国外信号交叉口交通控制研究概况
• 1.4 论文研究内容
• 第二章 交通信号控制参数及控制方式概述
• 2.1 交通信号控制参数
• 2.1.1 主要参数
• 2.1.2 其它参数
• 2.2 交通信号控制评价指标
• 2.2.1 饱和度
• 2.2.2 通行能力
• 2.2.3 延误时间
• 2.2.4 排队长度
• 2.3 交通信号控制方式分类
• 2.3.1 按控制原理划分的控制类型
• 2.3.2 按控制区域划分的控制类型
• 2.4 本章小结
• 第三章 混合交通流信号交叉口交通特性及交通冲突分析
• 3.1 信号交叉口机动车交通特性
• 3.1.1 信号交叉口机动车流运动特性
• 3.1.2 信号交叉口机动车的损失时间
• 3.2 信号交叉口自行车交通特性
• 3.2.1 自行车交通特点
• 3.2.2 自行车运行特性
• 3.2.3 自行车动力特性
• 3.3 信号交叉口行人交通特性
• 3.3.1 行人交通特点
• 3.3.2 行人过街速度
• 3.4 混合交通流信号交叉口交通冲突分析与解决办法
• 3.4.1 混合交通流信号交叉口交通冲突分析
• 3.4.2 混合交通流信号交叉口交通冲突解决办法
• 3.5 本章小结
• 第四章 混合交通流信号交叉口交通渠化优化研究
• 4.1 信号交叉口交通渠化概述
• 4.1.1 交通渠化的定义
• 4.1.2 交通渠化的特点
• 4.1.3 交通渠化的作用
• 4.1.4 交通渠化的原则
• 4.2 信号交叉口机动车渠化优化
• 4.2.1 机动车车道宽度
• 4.2.2 机动车车道设置
• 4.2.3 机动车车道功能划分
• 4.2.4 左转车道的设置
• 4.3 信号交叉口非机动车、行人交通渠化优化
• 4.3.1 非机动车交通渠化优化
• 4.3.2 行人交通渠化优化
• 4.4 信号交叉口渠化设计流程
• 4.5 本章小结
• 第五章 混合交通流信号交叉口信号控制优化研究
• 5.1 信号相位方案优化
• 5.1.1 基于交叉口放行方法的信号相位方案优化
• 5.1.2 进口道流量不均衡的信号相位方案优化
• 5.1.3 基于交叉口机动车道渠化的信号相位方案优化
• 5.1.4 基于左转交通流的相位方案优化
• 5.1.5 非机动车信号相位方案优化
• 5.1.6 行人信号相位方案优化
• 5.2 信号控制与交通渠化组合设计优化研究
• 5.3 交叉口信号配时研究
• 5.3.1 机动车信号配时计算
• 5.3.2 自行车两次绿灯法信号配时研究
• 5.3.3 行人过街信号配时研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 实例分析
• 6.1 实例交叉口基本情况
• 6.1.1 交叉口地理位置
• 6.1.2 交叉口几何条件
• 6.1.3 交叉口交通状况
• 6.1.4 交叉口信号相位方案及配时
• 6.1.5 问题分析
• 6.2 优化方案
• 6.2.1 交通渠化优化方案
• 6.2.2 信号控制优化方案
• 6.3 仿真分析
• 6.3.1 仿真软件VISSIM 简介
• 6.3.2 仿真过程
• 6.3.3 仿真结果及方案评价
• 6.4 本章小结
• 结论与展望
• 一、成果及总结
• 二、不足与展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得研究成果
• 致谢