道路环形交叉口控制方式选择与时空设计方法研究

论文摘要

环形交叉口在城市道路交通发展史上曾经发挥了重要的作用。然而,随着城市道路交通需求量的不断增加,环形交叉口通行效率严重降低。为改善环形交叉口的交通状况,国内采取环岛加信号控制的方法,在时间和空间上充分利用环形交叉口的资源,提高了其通行能力。信号控制环形交叉口按左转控制方式的不同,较常见的分为两种,一种是单重信号控制(只在进环方向设置信号灯,实行简单的两相位控制),另外一种是双重信号控制(在环形交叉口设置入环灯和环道灯,对左转车在环道上进行二次信号控制)。但环形交叉口的各种控制方式究竟适合什么情况,以及各种控制形式的环形交叉口通行能力能够达到多大,目前关于这方面的研究并不多,论文就此展开了研究。首先,论文对无信号控制、单重信号控制和双重信号控制环形交叉口现有的通行能力和延误计算模型进行了分析和总结。对于无信控环形交叉口,基于间隙接受理论模型回归分析得出了其线性通行能力计算公式,与间隙接受理论相比,新建模型具有计算简便,模型参数更易获取等优点;另外借助无信控环形交叉口间隙接受理论的通行能力成果推导了其延误计算公式。对于信号控制环形交叉口,通过分析信号控制环形交叉口交通流冲突特性,基于停车线法推导了单重与双重信号控制环形交叉口的通行能力计算公式。其次,论文从通行能力最大和饱和度为0.8时的延误与通行能力比值最小两个角度对环形交叉口控制方式的选择做出了分析。对于低渠化条件下是否采取信号控制方式的判断应采用第二种方法,即综合考虑通行能力和延误的情况做出判断,对于环形交叉口信号控制方式的选择,选用第一种方法,只从通行能力最大的角度做出判断。并对各控制方式所适应的交通流特性进行了分析。而后,论文对环形交叉口的各种控制方式下的时空设计也做了相应的研究,给出了典型环形交叉口的空间设计示意图,并重点分析了信号控制环形交叉口的配时设计,结合通行能力的特性提出了单重信号控制最佳周期的确定方法,对于双重信号控制重点分析了其相序设计和绿灯间隔时间及绿灯时长的确定方法。最后,论文利用研究成果对实例环形交叉口的控制方式作出选择,并设计了三种仿真方案,利用VISSIM仿真试验,验证了论文研究成果的科学性和合理性。论文的研究成果为城市环形交叉口改造工程提供了有效实用的依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 环形交叉口的发展概况
• 1.2.2 环形交叉口通行能力及延误的研究概况
• 1.2.3 环形交叉口的时空设计研究概况
• 1.3 研究目标、内容及技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 第2章 道路环形交叉口的分类及通行能力和延误计算研究
• 2.1 环形交叉口的分类方法研究
• 2.2 不同控制方式下环形交叉口通行能力的计算方法研究
• 2.2.1 无信号控制环形交叉口通行能力计算方法
• 2.2.2 信号控制环形交叉口通行能力计算方法
• 2.3 不同控制方式下环形交叉口延误的计算方法研究
• 2.3.1 环形交叉口的几何延误
• 2.3.2 无信号控制环形交叉口的延误计算方法
• 2.3.3 信号控制环形交叉口的延误计算方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 道路环形交叉口控制方式的选择研究
• 3.1 基于通行能力最大的环形交叉口控制方式的选择方法
• 3.1.1 低渠化环形交叉口控制方式的选择分析
• 3.1.2 高渠化信号控制环形交叉口控制方式的选择分析
• 3.2 兼顾延误和通行能力的环形交叉口控制方式的选择方法
• 3.2.1 延误和通行能力综合考虑的处理方法
• 3.2.2 低渠化环形交叉口控制方式的选择分析
• 3.2.3 高渠化信号控制环形交叉口控制方式的选择分析
• 3.3 两种选择方法的比较分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 控制方式确定条件下道路环形交叉口的时空设计研究
• 4.1 环形交叉口的空间设计要点
• 4.1.1 无信号控制环形交叉口的空间设计
• 4.1.2 信号控制环形交叉口的空间设计
• 4.2 信号控制环形交叉口的配时设计
• 4.2.1 单重信号控制的配时设计
• 4.2.2 双重信号控制的配时设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 实例应用及仿真评价
• 5.1 仿真软件介绍
• 5.1.1 仿真软件 VISSIM 的功能概述
• 5.1.2 仿真软件 VISSIM 的模型理论
• 5.2 实例交叉口的仿真方案设计
• 5.2.1 实例交叉口基础数据整理
• 5.2.2 实例交叉口控制方式的选择
• 5.2.3 实例交叉口仿真方案的设计
• 5.3 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要研究成果
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目