信号交叉口时空资源综合优化实用方法研究

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1、东南大学博士学位论文信号交叉口时空资源综合优化实用方法研究姓名：王京元申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：王炜;程琳20060402摘要信号交叉u时空资源综合优化就是对交叉u时空资源进行整合得到最优的设计方案，它是信号交叉口优化设计的关键技术，更是论文的研究主题。以该土趣为核心，论文的研究范畴町划分为五大部分：设tI流稃、空间优化设计、相位和相序设计、时间优化设计以及时空资源综合优化。第一部分是框架，中间三部分是制定初始设训方案，第五部分则是对初始方案的优化，斤四部分是对第一部分的展开，是论文的核心，构成一个彼此联系、完整统一的方法体系。在什么情况下交叉L]需要设置信号灯?设置

2、信号灯的交叉u应该按照什么样的流稃进行优化?论文的第一部分同答了这2个问题，并提出信号交叉L】设il应以最优为原则，『f口不府仅停留在满足服务水平的层面上，从向明确论文研究的前提和大方向。空间设计的土要任务是完成交叉u车道功能划分，对此，论文的第二部分重点研究了三方面：①左转车道设置；②右转车道设置；③车道功能划分。左转是交叉u最难以处理的问题，始终是交通上稃帅面临的难点。i要讨论以下几个方面：①左转车道的设置依据；②左转设tI长度；③多条左转车道的设置；④左转车道的设置形式和设训方法：⑤左转车道的几何设计和其它注意事项。用概率论和排队论研究了左转车道的设置依据一一左转交通早的阈值。综合考虑交

3、通运行效率和安全两个力面，建议在一般情况下，交叉u进[J道都府设置左转专用午道。左转车道的设tI长度是一个关键的设tI要素，首先研究了渐变段和减速段长度的计算，分别研究了有左转保护相倪和尤左转保护相位时左转存储车道长度的设计方法，并提供了设计表格。对多条左转车道的设置条什和相关事项进行了讨论。正确的设置方式和设计对左转车道安仝、高效地发扦其运行效率至关重要，洲此，讨论了左转辛道的设置方式、转弯半行、交叉u转弯导流线以及标志、标线等。建议在有条什的情况下，左转车道应采用“屏蔽”的设置方式，儿给出了不j司情况下的设置办法。对J‘我【lI混合交通流的状况，右转交通的解决也很重要。与左转车道类似，研究

4、了右转车道的设置依据、存储K度和几何设计等。从安仝和交通运行效率曲方面分析了右转车道设置的依据，根据HCM2000的研究结粜，绘制了进u右转车道设置准则图。右转车道K度除了满足减速和排队的要求，逊要满足停车视距的要求。在研究了左转车道设置和右转车道设置两个子问题的基础上，以进口道车道数与路段车道数的匹配和进u道与山口道的匹配为准则，建立了车道功能划分的方法，确定卞道功能划分矩阵。信号相仿设计是交通信号设引’中最其创造性的部分，这是沦文第三部分的研究内容。从安全和交通效率两个办面研究左转相位的设置。分析了左转保护相位的设置原则和设置条什，建立了判断左转保护相能的流程，舟制定了削定表格。对典犁左转

5、保护相仿的形式进行研究，讨论了其各自适用情况和条什。列样，对右转讨论了右转保护相仿的设置条件、相伸形式、适用情况及RTOR。简要分析了相{寺转换的兼律性，包括直行与直行、直行与左转、左转与左转等。以基本曲相位为起点进行逐个判定，判断是否斋蛰设置左转和右转保护相位，设置什么形式等，根据相位的兼窖性选抒恰当的相传连接办式，即得到了完穆的相位办案。信号交叉u设iI包括车道功能划分、相{上设计和信号配时，前两个问题在论文第二和第=部分中已得到解决，论文的第四部分要解决信号配时，从向完成信号交叉u初始力案设tf。东南人学博I‘学位论史利用东南大学交通学院建立的城市交通数据库，在总结国内近30个城市的20

6、0多个交叉U调杳数据的基础上，给出符合我幽城市特点、不

7、一作息制的信号交叉u控制时段划分方案。研究的配时参数包括：①行人相位时间：②最短相位时间；③绿灯间隔时间；④相位损失时间；⑤绿信比：⑥周期时K。其中，周期时氏是最重要的目标参数，根据交通流理沦，以1条关键辛道为单位，分别讨论了不同饱和度情况下最小周期时K、期望周期时长的计算办法，秃制定了初始周期时K的确定方法。将上述办法整合成完整的确定信号配时的方法，根据信号配时的基本步骤，制定了信号交叉口初始配时办案的流稃表格。信号交叉u设训的最终目标是获得最优办案，由初始设计力案到最终办案，必须进行调整与优化，为了达到该目标必须解决时空综合优化策略的

8、问题，这就是论文的第百部分内容。信号交叉u时空资源综合优化是以交通效益评价为手段和依据，重点解决曲个问题：①方案是不是最优?②如何进行调褴?选取延误为土评价指标，停车、排队等为辅指标，利用Vissim对方案进行模拟评价。从流罩比、饱和度，排队K度和周期时K等斤面研究信号交叉口时空资源整合策略和方案的调整措施。研究了用爬山法优化周期时K，给出了了初始周期时长、优化恤间和调帮步K的确定办法。指出在必要