【文章內容簡介】 織方案制定的方法是首先對交叉口進行系統(tǒng)調查，對交叉口現(xiàn)狀進行分析，根據(jù)交叉口的道路條件，通過對現(xiàn)有交叉流的合理匯集與再分配以及交通仿真分析方法，制定出能對車流運動狀態(tài)產生控制作用的、由多種多樣的交通管理措施組成的實施方案。 （ 2）道路通行能力 方面。交叉口通行能力的大小直接影響到整個路網(wǎng)效率，提高交叉口的通行能力是目前道路網(wǎng)的重要目標之一。對于交叉口通行能力方面，國內的主要研究方法是停車線法。該方法是北京市政設計院提出的，它以進口道的停車線為控制面，車輛只要通過該斷面就被認為通過交叉口。采用停車線法計算信號交叉口通行能力時，需先假定信號周期及其配時。一般情況下，根據(jù)交通量的大小，周期長度可以在 45秒～ 120 秒之間進行選擇，當周期長度未達到上限時，若計算的通行能力不能滿足交通量，可延長周期后再進行計算。為避免信號交叉口延誤過大，周期長度不可大于 180秒。 城鎮(zhèn)路口交通組織及資源優(yōu)化研究 第 6頁 共 50頁 （ 3）渠化設計方面。 2020 年，咚炳勛提出的傳統(tǒng)的路口渠化設計方法，已經不能適應當前城市道路交通量驟增的形勢，對路口渠化長度和拓寬車道漸變段長度的確定，提出了新的補充意見。 2020 年，北京交通大學趙偉等人在參考國內外設計經驗的基礎上，從左轉車道設置的原則、設置左轉車道的常用方式、左轉車道的長度和寬度等角度對左轉車道的設計問題進行了探討，提出對左轉車道進行合理偏移可有助于提高駕駛員的視距。 2020 年，竇瑞軍從理論上分析了交叉口處產生交通阻塞的原因，并結合具體工程提出在交叉口范圍內采取渠化交通管理措施， 討論了渠化交通的適用原則、技術要求和應用方法。實現(xiàn)了引導車流按一定路徑行駛，消除或減少沖突點、分流點和合流點，提高交叉口的通行能力，真正實現(xiàn)人車分流。 （ 4）交通信號燈控制研究方面。 1998 年，顧懷中與王煒針對我國城市道路交叉口的交通流特性，提出了交叉口交通信號配時的模擬全局優(yōu)化算法。該算法選用延誤時間、停車次數(shù)及通行能力為優(yōu)化目標函數(shù)，各性能指標的加權系數(shù)隨交通需求的不同而變化，以適應不同交通狀況下對配時優(yōu)化的不同要求。 2020 年，葛亮等人針對我國城市交通的固有特色，研究了在不同配時方案條件下，直行與轉向 車流的延誤計算方法。在現(xiàn)有定性化信號相位設計基本原則的基礎上，深入研究了混合通行情況下的相位設計方案，提出了多相位控制適用的定量條件，結合傳統(tǒng)的經驗公式，經過深化與標定，提出了信號配時的優(yōu)化方法。中國科學院自動化研究所高海軍、陳德望、陳龍對 E韋伯斯特，提出適合中國國情的交通路口信號配時計算公式。2020 年，吉林大學楊兆升與王爽闡述了平面交叉口單點信號控制配時設計的具體方法和過程，以及各種交通信號配時參數(shù)的確定方法、標準及依據(jù)，并將其應用于長春市一個極具代表性的 5路交叉口，在現(xiàn) 有的配時方案基礎上，設計了多個不同時段的新方案，并利用仿真軟件 Vissim 對其進行模擬，從模擬結果中選取適當參數(shù)加以綜合比較，評選出最優(yōu)方案。 2020 年，北京交通大學邵春福、陳曉明闡述了行人定時信號控制研究的方法、技術和主要成果，給出行人信號配時設計步驟，在此基礎上，展望行人信號控制研究發(fā)展動向。 研究方案的基本理論和方法 工作抽樣 工作抽樣的原理來自于數(shù)理統(tǒng)計的理論，以概率法則作為基礎的方法，欲取得正確的工作抽樣結果，必須遵循兩條基本原則：一是保證每次抽樣觀測的隨機性；二是要有足夠的抽樣觀測次數(shù)。但由于工作抽樣法畢竟不是全數(shù)調查，就可能產生誤差。解決問題的辦法是給一個允許的誤差范圍，只要所取樣本數(shù)足夠大，使測定的結果在允許的范圍內，就認為達到一定的可靠度和精度了。工作抽樣法處理的現(xiàn)象接近于正態(tài)分布曲線如圖 12。以平均數(shù)為中線的兩側取標準差的 1 倍、 2倍、 3倍時，其面積分別為總面積的 %、 %、 %。 安徽工業(yè)大學管理科學與工程學院 第 7頁 共 50頁 圖 12 正態(tài)分布曲線 工作抽樣的步驟為： （ 1）確立調查目的與范圍 （ 2）調查項目分類 （ 3）決定觀測方路徑 （ 4）設計調查表格 （ 5）試觀測，決定觀測次數(shù) （ 6）確定觀察期間及一天觀測次數(shù) （ 7）正式觀察（說明） （ 8）觀測數(shù)據(jù)的整理和分析 道路口渠化設計 隨著城市的發(fā)展，城市道路必然會形成一個縱橫交錯的路網(wǎng)，城市道路交叉口就是城市路網(wǎng)的節(jié)點。如何使車輛、行人迅速便捷地通過交叉口，是提高城市交通運行效率的關鍵。對于交叉口，除了通過路面標線、交通標志、信號燈等交通管理手段對車輛、行人進行組織外，交叉口渠化設計對于提高交叉口及道路的通行能力，緩解交通阻塞，減少交通事故等都具有重大的現(xiàn)實意義。 （ 1）交通渠化概述。交通渠化就是在道路上用交通標志、標線或用高出路面的各種島狀構造物，或利用路面漆刷成不同顏色，或利用護欄、分隔帶、隔離墩及其他設施和方法，對行人與各種不同 車型、不同方向、不同速度及不同運動狀態(tài)的交通流進行引導、隔離和管制，使交通實體像渠內水流一樣順著一定的方向和線路，互不干擾地安全而有序地運行，以達到分離和控制交通流的目的。 （ 2）平面交叉口渠化的目的和作用。交叉口是制約道路網(wǎng)整體效率發(fā)揮的關鍵，若道路網(wǎng)中的所有平面交叉進行渠化，則路網(wǎng)容量可以提高 40％～ 50％，交叉口渠化代價小、效益大。 （ 3）渠化設計的優(yōu)缺點 1）渠化設計的優(yōu)點 ①由于設置了右轉、左轉、直行專用車道，車輛行駛方向明確，各行其道，互不干擾，有利于更好地組織交通，便于各種車流集散、變換方向 ，加快了車輛通過交叉口的時間，提高了車輛通行能力。 X+ 2 σ+ 3 σ σ 3 σ6 8 . 2 7 %9 5 . 4 5 %9 9 . 7 3 %－ 2 σ + σ城鎮(zhèn)路口交通組織及資源優(yōu)化研究 第 8頁 共 50頁 ②又由于設置了交通島，行人、非機動車穿越交叉口由一次穿越改為三次穿越，人行橫道線長度縮短，穿越時間加快，行人、非機動車安全度增加，心理上安全感增強，改善司機、行人經過交叉口時的通行條件。 ③三相位信號燈控制使左轉、直行、右轉車輛錯開時間行駛，消除了機動車沖突點，減少了交叉口交通事故發(fā)生的概率。 ④改善了交通組織和管理條件，節(jié)約了人力資源，通行能力得到提高。 2）渠化設計的缺點 ①信號燈各相位綠燈間隔時間較長，致使車輛排隊等候通過的時間較長，影 響了通行能力的發(fā)揮，特別是在上、下班高峰，交通流量比較大時，形成交通阻塞。 ②有些交叉口信號燈相位設置不當，如左轉直行綠燈同時開放，形成左轉車與直行車之間搶道，容易在中心區(qū)堵塞。 ③由于行人、非機動車通行軌跡較復雜，通行不便，如遇右轉車輛較多時，易引起堵塞和不安全。 紅綠燈配時優(yōu)化。 科學有效的交通信號燈配時能大大得提高信號路口的通過量，有效緩解交通壓力。所以，交通信號燈的優(yōu)化配時在交通信號控制方面有著極大地作用和意義。我們需要對信號燈的最佳信號周期及相位綠燈時間進行計算。 交叉路口是道路系統(tǒng)中對交通影響最大的一個部分，主要不利因素有：交通事故、交通延誤、燃料消耗等。這些問題又直接與交叉路口的信號配時密切相關，目前，在我國城市道路交叉路口，主要采用定時式信號管理系統(tǒng)。我們主要在課題研究中討論對延誤時間的計算。 道路通行能力計算 道路通行能力計算，國內都做過大量的研究工作，成果頗豐。在本文中，我將選用國內研究方法 — 停車線法，對交叉口的道路通行能力做個簡單的分析。 停車線法以各進口道的停車線為基準面，在單位時間內（通常為一小時）信號交叉口各進口道通過該基準面的最大車輛 數(shù)之和即為信號交叉口的通行能力。在對信號周期和配時進行假定之后，即可采取如下方法確定通行能力： （ 1） 一條直行車道的通行能力： = . 直行車道通行能力（ pcu/h）； 直行綠燈時間（ s）； 綠燈損失時間，一般取 ； 前后兩輛車通過進口道停車線的平均時間（ s）； 安徽工業(yè)大學管理科學與工程學院 第 9頁 共 50頁 T信號周期（ s）。 （ 2） 一條右轉車道的通行能力 = 右轉車道通行能力（ pcu/h）； 右轉車流通過進口道停車線的平均車頭時距，由于受到車型比例的影響以及非機動車和行人干擾，該值的變化范圍較大，可以通過實地觀測進行標定（ s）。 （ 3） 一條左轉專用車道的通行能力 ： = . 左轉車道通行能力（ pcu/h）； 左轉綠燈時間（ s）； 左轉車流的速度（ m/s）； a平均啟動加速度（ m/s2）； 左轉車流以車隊形式通過進口道停車線的平均車頭時距（ s）。 交叉口某進口道左轉、右轉和直行車道的通行能力之和，即為該進口道的通行能力。而各個進口道的通行能力之和，即為整個交叉口的通行能力。 模糊評價法 模糊綜合評價方法是借助數(shù)學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即對多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。其基本原理是首先確定評價對象的因素（指標）集合評價（等級）集，再分別確定各個因素的權重和他們的隸屬度矢量，獲得模糊評價矩陣，最后把模糊評價矩陣和因素的權重矢量進行迷糊運算并進行歸一化，得到模糊綜合評價結果。其步驟為： （ 1）確定評價對象的因素集。 （ 2）確定評價對象的評語集。 （ 3）確定評價因素的權重向量。 （ 4）進行單因素模糊評價，確立模糊關系矩陣。 （ 5）多指標綜合評價。 （ 6）對模糊綜合評價結果進行分析。 城鎮(zhèn)路口交通組織及資源優(yōu)化研究 第 10頁 共 50頁 研究對象介紹 本課題研究對象是雨山路、江東大道路交叉口（后文中統(tǒng)一用 A交叉口代替），該道路交叉口位于歐尚購物中心旁，兩條主干道的交匯處，各種單位、學校、廠礦上班必經之路，交通流量巨大，是馬鞍山市城市路網(wǎng)中一處典型的十字交叉路口，同時它也是馬鞍山一處重要的交叉路口。 該路口由江東大道和雨山東路交匯而成，每條大道都是雙向六車道，承載著較大的交通流量。該交叉口的流暢與否嚴重影響著馬鞍山市兩大主干道的通暢，至關重要。該路口每個路口均有紅綠燈控制，進 出口處設置有紅綠燈設施和和人行橫道，并設計有導流線引導車輛左右轉。 調研數(shù)據(jù)和資料 江東大道與雨山東路道路交叉口設施布置圖 根據(jù)現(xiàn)場調研和觀測，繪制江東大道與雨山東路道路交叉口設施布局圖如圖 21： 圖 21 A道路交叉口平面布置圖 道路交叉口各方向車流量抽樣數(shù)據(jù) 在現(xiàn)場調研用攝像機觀測道路交叉口車流量數(shù)據(jù)，一共為期五天，每天記錄兩個小時的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記錄如下： 安徽工業(yè)大學管理科學與工程學院 第 11頁 共 50頁 （ 1） （周五）記錄的車流量數(shù)據(jù)如表 21： 表 21 交叉口各進出口車流量統(tǒng)計表 單位：輛 路口 A B C D A1（出） A2（進） B1（進） B2（出） C1（出） C2（進） D1（進） D2（出） （周五） 9： 00 9:30 63 53 62 44 65 47 65 73 49 51 45 41 37 51 45 66 53 44 37 47 43 57 60 60 61 41 39 39 31 49 57 55 71 61 47 55 39 50 64 85 66 59 44 49 43 54 60 79 73 42 53 53 33 57 54 74 57 55 49 57 46 63 74 81 44 39 62 54 37 54 63 73 61 54 56 50 45 62 71 81 78 67 43 61 38 59 84 97 69 48 51 44 42 63 69 71 Total 745 614 588 594 499 666 766 895 （周五） 9： 30 10:00 54 47 59 54 59 54 59 69 49 53 49 39 45 48 54 63 49 51 41 41 51 63 67 71 57 39 39 43 45 42 63 66 65 56 54 49 40 54 54 75 61 51 37 51 51 47 55 68 57 61 44 59 41 54 64 77 71 43 52 64 39 59 59 73 53 47 56 54 41 61 77 69 70 59 64 52 46 58 69 79 62 62 44 57 44 46 81 83 57 45 47 51 40 57 62 68 Total 705 614 586 614 542 643 764 861 （周五） 16:3717:07 59 60 51 59 44 49 61 86 50 57 47 48 42 54 68 79 73 44 65 55 26 51 49 71 54 53 53 61 48 59 79 78 43 31 71 43 31 60 63 67 66 53 73 50 44 59 73 83 74 63 43 62 33 54 84 103 城鎮(zhèn)路口交通組織及資源優(yōu)化研究