基于头车疏解车距的混合交通信号交叉口通行能力研究

摘要

混合交通是我国城市道路交通的主要特征，由于混合交通现象的存在，我国许多城市交叉口运行秩序混乱，现有的控制系统无法有效地发挥作用，导致交叉口的通行能力下降。在北京的道路系统中，高密度混合交通流状况与棋盘式道路格局形态使得国外的交通理论与实践方法并不能完全适用。因此，本文针对北京等大城市交通系统的特征，研究不同车型混合和有无干扰情况下的交叉口通行能力，修正了描述混合交通流的通行能力模型，并且对模型参数头车疏解车距进行标定。 本文在分析总结国内外信号交叉口通行能力研究现状的基础上，通过实地调查与测量，分析了北京道路交通流运行特性，对交叉口机动车行为进行了统计分析，通过对参数头车疏解车距的标定，修正了符合北京市混合交通流特点的交叉口通行能力模型，具体研究内容主要包括以下几方面： （1）不同车道交通流的车型比例和干扰比例。分析比较了在不同类型交叉口中，左转车道、内侧直行车道和外侧直行车道的头车疏解车距，分析得到头车疏解车距存在差异的主要原因是各种车型的比例不同、所受干扰类型的不同，以及驾驶员对信号灯的变化做出反应的时间的不同。 对比不同车道中不同车型所占比例，外侧直行车道的大型车比例明显高于其它车道，并且以公交车为主。左转车道的小型车比例略高于直行车道。对比不同车道的干扰情况，左转车道受到的干扰情况比直行车道严重，其中外侧直行车道受到的干扰情况又要比内侧直行车道严重，主要的干扰类型为与观测车辆轨迹交叉的非机动车或行人的冲突干扰。 （2）不同车道的头车疏解车距拟合模型及修正结果。通过对头车疏解车距的分析与模型拟合，本文确定了左转车道、内侧直行车道、外侧直行车道的头车疏解车距拟合函数分别为Logistic模型、Compertz模型、Logsitic模型。针对不同车道，选取相对应的拟合函数，用Matlab软件对头车疏解车距累计频率15％至85％之间的数据进行定积分运算，最终求得各车道的修正头车疏解车距分别为3.98s，4.60s，4.85s。 修正后的头车疏解车距比修正前有大幅度增加，增幅在100％左右。从左转车道到内侧直行车道再到外侧直行车道，头车疏解车距依次增加，说明随着车道由内向外，头车更容易受到干扰，尤其是与观测车辆轨迹交叉的非机动车或行人的冲突干扰。 （3）通行能力模型修正前后的误差对比。本文选取5个实例交叉口的数据，运用修正前模型和修正后模型分别进行计算，并与交叉口实测的通行能力值作对比分析，得出模型修正前后的误差值。对于不同车道，模型修正后的误差比模型修正前都有明显的下降。对于整个信号交叉口的通行能力计算，模型修正前的平均误差为8.61％，修正后平均误差下降到4.45％，误差小于5％，达到一个很好的置信区间。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 引言

1.1 国外信号交叉口通行能力研究现状

1.2 国内信号交叉口通行能力研究现状

1.3 混合交通信号交叉口通行能力研究

2 信号交叉口交通特性参数采集

2.1 交通调查参数

2.2 观测点的选取及观测方法

2.3 观测数据的整理

3 信号交叉口通行能力模型

3.1 现有信号交叉口通行能力模型

3.2 头车疏解车距特性分析

3.2.1 左转车道头车疏解车距分析

3.2.2 内侧直行车道头车疏解车距分析

3.2.3 外侧直行车道头车疏解车距分析

3.2.4 不同车道头车疏解车距分析

3.3 小结

4 头车疏解车距模型

4.1 样本量

4.2 拟合模型及检验

4.2.1 拟合模型

4.2.2 模型的检验

4.3 模型拟合结果

4.3.1 左转车道

4.3.2 内侧直行车道

4.3.3 外侧直行车道

4.4 小结

5 交叉口通行能力模型修正及验证

5.1 头车疏解车距修正

5.2 通行能力模型验证

5.2.1 左转车道

5.2.2 内侧直行车道

5.2.3 外侧直行车道

5.3 小结

6 结论

参考文献

作者简历