出口车道左转交叉口几何及信号组合优化模型.pdf

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1、第30卷第2期2017年2月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30No．2Feb．2017文章编号：1001—7372(2017)02～012008出口车道左转交叉口几何及信号组合优化模型赵靖1，马万经2，韩印(1．上海理工大学交通系统工程系，上海200093；2．同济大学交通运输工程学院，上海200092)摘要：为了进一步提高出口车道左转这种非常规交叉口的运行水平，提出了一种基于组合设计的优化方法。优化模型以储备通行能力最大作为优化目标，考虑交通流量、车道功能划分、主信号控制、预信号控制、综合功能区长

2、度以及饱和度等约束条件，描述了优化参数间的相互关系，建立了混合整数非线性规划模型。该模型将交叉l／：：t几何布置与信号控制的关键参数整合在一个统一的优化框架中，以保障设计结果最优。通过将模型转化为一系列混合整数线性规划，采用分支定界法对其进行求解，进而通过算例和敏感性分析验证出口车道左转交叉口的优化效益。研究结果表明：利用出口车道左转的设计方法不仅可在饱和度较大的情况下显著提升交叉口通行能力，使原本处于过饱和状态的交叉口变为不饱和；而且在低流量水平下，也有助于减少交叉口延误和排队长度，算例中分别降低1．2％和5．1％；并且优化效

3、益随左转交通量比例以及使用该设计方法岔口数的增加而增加，左转交通量比例每增加5％，该设计方法计算的通行能力将增加1％～5％，平均每增加1个岔口的使用，可使交叉口通行能力提高6．1％。关键词：交通工程；非常规交叉口；非线性规划；出口车道左转；组合优化中图分类号：U491．54文献标志码：AIntegratedOptimizationModelofLayoutsandSignalTimingsofExit-lanesforLeft-turnIntersectionsZHAOJin91，MAWan—jin92，HANYinl(1．De

4、partmentofTrafficEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．SchoolofTransportationEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Tofurtherimproveitsoperationalefficiencyofunconventionalintersectionsusingexit—lanesforlef

5、t—turn(EFL)，anoptimizationmethodbasedonintegrateddesignwasproposed．Theoptimizationobjectiveoftheoptimizationmodelwasmaximizingtheintersectionreservecapacityinconsiderationoftheconstraints，suchasthetrafficvolume，lanefunctionassignment，main—signaltiming，pre—signaltimin

6、g，lengthofthemixed—usage—area，anddegreeofsaturation．Therelationshipsamongoptimizationparametersweredescribedandamixedintegernon—linearprogrammingmodelwasestablished．Themodelcombinedthekeyparametersoflayoutsandsignaltimingsofintersectionsinauniformedframework，whichens

7、uredoptimalityofdesignresults．Bytransformingthemodelintoaseriesofmixedintegerlinearprogramming，branch—and—boundmethodcanbeusedtosolvethemodel．TheoptimizationeffectsforEFLintersectionsweretestedbynumericalandsensitivityanalysis．TheResultsshowthatintersectioncapacityca

8、nbeprominentlyimprovedusingthedesignapproachofEFL，undertheconditionofrelatively收稿日期：2016-02—18基金项目：国家自然科学基金项目(51608324)作者简介：赵靖(1983