平面交叉口混合交通流建模与仿真

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1、第19卷第2期北华航天工业学院学报Vo1．19No．22009年4月JournalofNorthChinaInstituteofAerospaceEn~inoerinADr．2o09平面交叉口混合交通流建模与仿真柴晨钮志强王宪童琦裴洋熊雪萍(北京交通大学交通运输学院，北京100044)摘要：在混合交通条件下，交通参与者成分复杂，各种交通方式速度各异，交通冲突频繁。特别是在交叉1：1机动车与非机动车相互干扰，带来了安全、效率、污染等多方面问题。本文首先介绍我国混合交通流的特点，然后对自行车个体微观行为进行定性的描述分析。通过对实际信号交叉口的调查研究，和对机动车流

2、率与非机动车到达与释放规律的模型建立与定量计算。分析总结出平面交叉口机非干扰的一般规律和冲突避让原则。根据实测数据，结合视频处理和统计软件的使用通过计算直行与左转非机动车换算系数，提出了改进的机动车延误时间模型，并通过使用VISSIM3．6进行微观仿真验证了模型的有效性。关键词：混合交通流；交叉口；模型优化；VISSIM仿真中图分类号：U412文献标识码：A文章编号：1673—7938(2009)02—0018—031研究背景及意义(1)右转机动车与同进口直行非机动车的冲突。中国特色混合交通流的存在，影响着我国城(2)右转机动车与侧向进口直行非机动车的冲市道路设

3、计、施工、使用、管理的方方面面。例如突。常见的交叉口改建活动中，最大的问题可能不是(3)左转机动车与逆向直行非机动车的冲突。单纯的机动车信号配时、机动车道渠化，而是如何(4)左转非机动车与各向机动车的冲突。处理行人过街难，机非干扰严重，以及公交线路的IJ停靠等诸多复杂问题。国外对交通流的研究和描述日渐深入，数学模型、仿真模型层出不穷，各类Il●I交通仿真软件(如VisSim、CUBE等)也走向市场一～一一I／．。＼·浩～化商业化；但是比较适宜我国混合交通流特点研I＼究的商用软件目前还没有，在混合交通流的数学I‘I模型和仿真模型研究方面还有很多值得深入研究I．，1

4、，————机动车的工作。f⋯一自行车甜I·机非冲交2平面交叉口机非冲突多发点图1机非冲突点示意图信号交叉口种机非冲突点很多，结合晚高峰时3直行机动车延误时间模型的提出期理工科技大厦交叉口机动车与非机动车的流量与3．1直行自行车换算系数流向以及实际冲突的观测，确定机非冲突多发点如通过对北京市理工科技大厦交叉口晚高峰机动图1所示：车和非机动车流量进行了统计时间长度为l0秒钟经分析，两相位交叉口机非冲突主要可分为以的调查，用Exeel进行了线性回归，结果为：下几类：Y=一0．2731+4905．698(1)基金项目：北京市大学生创新性实验计划项目(o725ooo2)相

5、关系数r=0·8158收稿日期：2oo9一ol—o53．2左转自行车换算系数作者简介：柴晨(1988一)，女，北京交通大学在读，河北廊坊人，当获得平均通过一辆左转自行车造成的直行机研究方向：智能交通。动车延误时间(假定为D)，并且计算得出该进口方一18—第2期柴晨等：平面交叉口混合交通流建模与仿真2009年4月向的无影响平均机动车车头时距(假定为日)时，便d=d1+d2+d3+d4(7)可用下面公式计算左转自行车换算为标准小汽车的其中，d，为均匀延误；d：为随机附加延误；d换算系数(假定潍m：)：为初始排队附加延误，d为机非冲突延误。d和d：参照HCM2000算

6、法进行计算：m：=(2)d。=0．5C(1一)／1一min(1，](8)通过数据拟合，得到结果如下：假设总延误为rr———————————————一1d，左转自行车总数为X：)：dz：900T【(一1)+√(一1)+J(9)d=0．0078；+0．3252+0．5917(3)式中：c为周期时长；为所计算车道的绿信相关系数r=0．9802比；为所计算车道的饱和度；T为分析时段的持所以续时长，h，取0．25h；e为单个交叉口信号控制类型校正系数；CAP为所计算车道的通行能力，pcu／h。∑(d×P)∑(d×P)=1．7359改进后的直行机动车延误时间模型是根据晚高∑

7、(n×P)∑(n×P)=3．1623峰时间特定交叉口的实测数据通过拟合得出的，考i=1i=1虑到了非机动车对延误时间的影响。计算方法和通因此过标定出的直行和左转非机动车换算系数可以使用∑(d×Pi)在其他交叉口以及其他时段。=tD=：0U．‘55245改进后模型的仿真验证∑i=1(n×P)选取直行机动车高、中、低三种负荷水平，与单所以换算系数位进口非机动车流量低、中、高(100bicvcle／h、500bicycle／h、1000bicyc1e／h)三种情况组合为共9种不m2=百=丽=0一．·3j3jou8(4斗)同的交通状况，分别用VISSIM进行模拟，并使用

8、改即理工科技大厦交叉口的