无信号交叉口通行能力分析讲座PPT.ppt

无信号交叉口通行能力分析11 交通工程教研室 基本内容 无信号交叉口及其分类无信号交叉口交通特征无信号交叉口通行能力理论计算无信号交叉口通行能力影响因素及折减计算无信号交叉口服务水平无信号交叉口延误分析算例 无信号交叉口 没有信号控制的平面交叉口 通常为主干道或次干道与支路相交的交叉口 采用停车让行 减速让行进行控制 或没有任何控制措施 根据几何特性分 422 十字交叉口 主路和支路均为2车道442 十字交叉口 主路4车道 支路2车道322 t形交叉口 主路2车道 支路2车道342 t形交叉口 主路4车道 支路2车道444 十字交叉口 主路4车道 支路4车道 较少 环形交叉口 中间环岛多支路交叉口 交叉口进口道多于4支的交叉口 交通特征 冲突交通流较多 运行轨迹较为混乱 主路应享有绝对优先权 优先规则 主路右转 直行 支路右转 主路左转 支路直行 支路左转交通量不大 一般主路350 800辆 h 支路150 400辆 h 小型车比例较大 主路与支路车速有差异 随着车道数的增加差异变大 2 2 主路20 40km h 支路20 30km h4 2 主路40 50km h 支路20 35km h4 4 主路50 70km h 支路30 40km h横向干扰或慢行交通会产生一定的干扰 车流运行规则 根据绝对优先规则 车流在交叉口内的运行规则如下 主路交通流不受干扰 支路利用主路交通流中的间隙通过 如果支路流量增加会出现阻滞主路交通的现象 称为有限优先 如果支路流量增加迫使主路要利用支路中间隙通过 称为共享优先 通行能力理论计算 间隙理论 间隙接受方法实际上就是在两个相交的车流中应用了一个排队模型 支路交通流在交叉口前等待 只有当主路车流中的间隙至少有一个tc时 才能通过一辆车 当主路车流间隔大于tc tf时 可以连续通过两辆车 主路间隔大于tc ntf时 可以连续通过n辆车 支路直行车通行能力 支路右转车 有专用右转车道时 右转车可以利用主路间隙与主路直行车合流 也可以利用支路直行 左转车穿越主路时 驶入主路 假设主路车道数为n 且流量相等 右转车道的通行能力如下 支路直左右车道通行能力 利用左转比例 右转比例对车道通行能力进行修正 混合交通通行能力 不同车型到达交叉口是随机的 同分布 支路有充分多的车辆在等待且可容纳无限多的车辆排队 则通行能力为 hcm2000 冲突每一交通流向的可能通行能力 次路交通流x的通行能力 辆 h 交通流向x的冲突流率 辆 h 次路交通流向x的临界间隙 即允许次路交通流一辆车进入交叉口的最短时间 s 次路交通流向x的跟车时间 即在连续队列行进条件下 次路相邻两车离开的时间差 s 临界间隙 通流向x的临界间隙 s 理想临界间隙 s 重型车修正系数 对于双车道主路为1 0 对于四车道主路为2 0 s 次路的重型车比例 坡度修正系数 交通流向9 12为0 1 交通流向7 8 10 11为0 2 s g 坡度 两阶段可接受间隙过程中每部分的修正系数 第一 第二阶段为1 0 只有一阶段时为0 0 s 交叉口几何特征的修正系数 在三路交叉口 次路的左转交通流向为0 7 其余为0 0 s 跟车时距 次路交通流向x的跟车时间 s 的理想跟车时间 s 重型车的修正系数 双车道主要道路为0 9 四车道主要道路为1 0 次路交通流中的重型车比例 图表17 5双向停车控制交叉口的理想临界间隙和跟车时间 阻抗系数 阻抗就是优先等级高的车流对优先等级低的车流造成的影响 当优先权打的车流变得较为拥挤时 它可能妨碍优先权低的车流 并减少该车流的可能通行能力 第一优先级车流 不受其他交通流的限制 只受道路条件的限制 第二优先级车流必须让行且只让行主路直行和右转车流 因此可能通行能力就是其潜在通行能力 第三优先等级车流不仅要让行主路直行交通流 而且还需要让行于主路的冲突左转交通流 因而 并不是所有穿过交叉口的可接受长度的间隙 都将被三级的交通流正常使用 因为一些间隙很可能被主路的左转交通使用 这种阻挠的大小取决于主路左转交通流与等级三的交通流同时等待可接受间隙的概率 出现概率较高 意味着主路左转交通对等级的所有交通流通行能力降低的影响大 无排队的概率 第四级优先等级的车流 由于第二优先级和第三优先级车流的相关性 很难直接将第二和第三优先级车流无排队的概率计算出来 因此使用经验关系式计算阻抗系数 冲突交通流无排队的概率之积 车队分析法 对于共享优先的交叉口 车流通过交叉口时具有车队特征 即当一路车流通过时 另一路到达车辆需要排队 当正在通行的一路车流中出现可接受间隙时 另一路车流便横穿 并通过一队车辆 直至这路车流出现可横穿的间隙 前一路车流再横穿 这样循环往复 两股车流交替穿行 通过交叉口的车队由两部分组成 先通过部分为受延误的排队车辆 以饱和流率通过 称为饱和流部分 随之通过部分为不受延误的车辆 以非饱和流率通过 称为随机流部分 n为一个周期内车辆的期望值 t为一个周期内通过的期望时间则通行能力为 折减算法 影响因素 主支路流量不平衡影响系数大型车混入率修正系数左转修正系数右转修正系数横向干扰修正系数 主支路流量不平衡 feq 1 0 32lnxx 主支路流量比 大型车混入 fla 1 0 02p 左转比例 flt 1 0 4xx 左转比例 右转车比例 frt 1 0 1xx 右转车比例 横向干扰 通行能力折减公式 c c0 feq fla flt frt ffr根据不同交叉口类型 通过计算机模拟和理论计算 得到不同交叉口基本通行能力 无信号交叉口服务水平 服务水平指标 平均延误 hcm2000服务水平 延误分析 延误是指运行车辆不能以期望运行速度运行而产生的时间损失 由于主路车辆不可避免地受到交叉口的影响而产生一定的延误 因此延误有两种描述方法 所有进入交叉口车辆的延误 在主路优先条件下的支路车辆延误是所有进入交叉口车辆的延误 全车辆延误的分析 单车延误d tti tt1 tti lin sin lout sout in 进入交叉口out 驶入交叉口车型平均延误d tti tt2 tti lin in lout out l 进 出口断面与交叉口中心的距离s 进 出口断面运行速度 主路优先 d dmin 1 x dmin adams延误x 饱和度主路m3分布 支路车队长度是几何分布 hcm2000 车队分析法延误 类似信号交叉口延误分析方法 修正韦伯斯特模型 算例1 某2路与2路相交的十字交叉口 日交通量为7000 9000veh h 交叉口处道路条件一般 主路流量745veh h 支路流量453veh h 左右转比例为18 有一进口道处还有一定的弯角 横向干扰不大 定义为中等 据统计 车辆组成轻型车与重型车的比为0 56 0 44 其相应的折算系数为1 3 5 根据此交叉口所记录的各方向车流量及车型比例 计算当量流量 并确定服务水平 交叉口类型422 c0 2600主次流量比745 453 1 6 feq 0 85大型车比率0 44 fla 1 0 2 0 44 1 09左转比例18 flt 0 93右转比例18 frt 1 02横向干扰中等 ffr 0 90c 2600 0 85 1 09 0 93 1 02 0 90 2057 大型车为 745 453 0 44 527当量 1198 0 56 527 3 5 1633v c 1633 2057 0 79d 0 36 1 7exp 4 28 0 79 18 0s二级服务水平 算例2 主路优先的422型交叉口 主路流量q 1000pcu h 支路中右转车占进口道的15 直左车道中左 直车比例为2 4 直 左 右的临界间隙分别为7 7 5秒 跟车时距相同为3秒 试求此交叉口的通行能力 c 1000 1 2 6 exp 1000 3600 7 2 6exp 1000 3600 7 1 15 1 exp 1000 3600 3 298交叉口总流量 1298 临界间隙 等待车辆能够通过被穿越车流所需要的最小间隙 一般情况下 驾驶员接受一个大于临界间隙的时间间隔 拒绝一个小于临界间隙的时间间隔 临界间隙是个随机量 会随着驾驶员 运行环境而改变 临界间隙的估计 greenshields 接受频数与拒绝频数相等时所对应的间隙值raff 接受频数与拒绝频数累计频率曲线相交时所对应的间隙值acceptancecurve 接受间隙累计频率曲线中累计频率为50 对应的间隙值logit 接受间隙的频数加权平均siegloch 接受间隙与临界间隙呈现线性关