硕士论文答辩ppt-信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究.ppt

信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究,汇报人：徐某指导老师：李杰教授汇报时间：2009.6,汇报内容,研究背景,左转待行区交叉口的交通组织研究,1,2,3,4,5,6,左转待行区交叉口基本参数研究,左转待行区的设置条件分析,左转待行区交叉口的通行能力研究,结论与展望,研究背景,左转待行区交叉口的交通组织研究,1,2,3,4,5,6,左转待行区交叉口基本参数研究,左转待行区设置的利弊分析,左转待行区交叉口的通行能力研究,结论与展望,信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究,研究背景,城市交通拥堵现状,2005年，武汉市高峰小时交通量大于5000辆的交叉口由2004年的42处增加到55处，其中高峰小时交通量在50007000辆之间的交叉口达27个，在700010000辆之间的路口有23个，许多车辆往往要等几个红绿灯信号周期才能通过交叉口,研究背景,交叉口处交通特性复杂，是城市道路网中通行能力的“碍路”和交通事故的“黑点”。,各类型地点交通事故统计,据有关统计资料显示：日本大城市里机动车在市中心的出行约有1/3的时间花在平面交叉口上。,依托项目,武汉市建委项目武汉市平面交叉口交通流特性及提高通行能力对策研究；武汉市科技局项目提高城市交叉口通行能力关键技术研究。,黑点,碍路,国外研究现状交叉口左转车流研究现状,除了外，主要有Shebeeb,Ousama,PerniaJC,DavisGaryA,StokesRobertW,KikuchiShinya,AdamsJohnClifton等专家的研究成果：,关于左转车道设计方法的主要研究成果,关于U型左转组织方法的主要研究成果,关于左转车流组织方法的主要研究成果,1）左转车辆交叉口内的清尾时间；2）双左转车道下左转车流的通行能力；3）采用双左转车道设计时，饱和条件下，左转车流在黄灯和红灯期间的通行能力。4）左转车辆驾驶员的临界接受间隙。,国内研究现状交叉口左转车流研究现状,（1）混合交通条件下，交叉口内机非冲突以及交通组织方式；（2）城市道路设计规范；（3）拓宽左转车道的通行能力研究；（4）直行和左转共用车道的通行能力研究；（5）专用左转信号灯对车辆延误的影响；（6）不同的信号相位条件下左转专用车道的通行能力研究；（7）环形交叉口信号控制法。（8）信号控制交叉口利用中央分隔带U型左转远引的方法研究；,国内主要是结合我国的混合交通特性，消化、借鉴国外的研究成果：,研究目的和意义,左转车流是影响整个交叉口通行能力的重要因素。左转待行区是一种新型有效的交叉口左转交通渠化方法。用空间换取时间，可以快速分流转车流，提高交叉口通行效率。,目前，杭州、广州、成都等许多大城市根据交警的实践经验总结，在许多路口施划了左转待行区，效果良好。左转待行区刚在我国开始应用，很有必要通过建立参数模型，分析其合理设置的方法、对通行能力的影响及其综合经济效益，从理论上形成一套科学系统，以便指导以后的工程实践！此研究对提高交叉口的安全保证和整个城市道路网的通行能力有重要的现实意义。,研究目的和意义,主要研究工作,选取主主相交或主次相交的的平面交叉口，研究左转待行区的设计方法和左转待行区交叉口的交通组织方式；推导交叉口左转待行区的设置位置、设置长度和饱和流量等基本参数之间关系的计算模型；推导出设置左转待行区后平面交叉口的通行能力计算模型；以通行能力和延误为主要评价指标，分析左转待行区的设置条件及使用中应注意的影响因素；选取武汉市某一交叉口为例，根据左转待行区的设计方法和原则对其进行优化改造设计，利用文章中所推导出的计算模型对该交叉口进行优化设计、然后对比分析其通行能力和延误。,技术路线,研究背景,左转待行区交叉口的交通组织研究,1,2,3,4,5,6,左转待行区交叉口基本参数研究,左转待行区设置的利弊分析,左转待行区交叉口的通行能力研究,结论与展望,信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究,3个,1个,0个,16个,8个,4个,交叉口内机动车流的冲突特性分析：交叉口冲突点随相交道路条数增加而成几何级数增加，且因左转交通产生的冲突点最多。,左转待行区概念,入路口内的等待区车道中等待，直至左转绿灯启亮时再继续前进，很快通过交叉口。当直行绿灯还未启亮时，左转车辆只能停在左转第一停车线后面，而不能进入和停留在待行区内。,左转待行区，就是在交叉口左转进口道前划出一块区域作为等待区，当本向直行绿灯启亮时，同一进口排队的前几辆左转车可以跟随直行车流进,左转待行区设置条件,几何条件：左转待行区一般设置在有中央分隔带的主主相交的或主次相交的几何面积比较大的交叉口。待行区伸入到交叉口内部的长度应保证，在此范围内等待的左转车辆不与对向的直行车流发生冲突。信号条件：信号控制应先放行本向直行相位接着放行本向左转相位。,研究背景,左转待行区交叉口的交通组织研究,1,2,3,4,5,6,左转待行区交叉口基本参数研究,左转待行区设置的利弊分析,左转待行区交叉口的通行能力研究,结论与展望,信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究,平面信号交叉口的基本参数及其关系,绿信比：,损失时间与周期时间的关系:,交叉口部分控制参数间的关系,左转专用车道的长度,2004年交通部制定的公路路线设计规范中，把左转专用车道分为渐变段、减速段和等候段三部分。,左转车道的宽度,对中小型车辆，路段若取3.5m，进口道可采用3.00-3.25m；对大型车，路段若取3.75m，进口道可采用3.25-3.5m。对专供小客车通过的交叉口处进口车道，宽度可减少至2.75m。,左转待行区第二停车线位置模型的建立,各相位关键进口道通行能力计算如下：,整个交叉口的通行能力为：,Webster周期公式,左转待行区第二停车线位置模型的建立,在一个左转进口道前设置左转待行区，左转专用车道第二停车线距离第一条停车线为d，只考虑左转待行区第二停车线位置变化对左转车道饱和流量和相位绿灯间隔时间的影响。,相位的绿灯间隔时间变为：,左转专用车道转弯半径对饱和流量的影响系数：,仅考虑左转系数对左转车道饱和流量的影响：,(),左转待行区第二停车线位置模型的建立,由()可得：,代入,式得到,左转待行区第二停车线位置模型的建立,对上式进行化简后得到：,其中令:,左转待行区第二停车线位置模型的建立,得到一个关于d的函数式，对d求导得到：,f=0有实数解，求出d值，即可以得到左转待行区第二停车线的最佳位置。,模型进行优化拓展,有实数解，则可以求解出两个左转相位左转待行区第二停车线的最佳位置d1、d2.,研究背景,左转待行区交叉口的交通组织研究,1,2,3,4,5,6,左转待行区交叉口基本参数研究,交叉口左转待行区的设置分析,左转待行区交叉口的通行能力研究,结论与展望,信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究,左转车辆排队溢出分析,以最常见的十字型交叉口为例，分析交叉口设置左待转行区的条件。,B、D进口直行相位B、D进口左转相位A、C进口直行相位A、C进口左转相位,十字型交叉口四相位信号控制相序图,27,左转车排队溢出分析,左转车未发生溢出左转车发生溢出,左转车道排队溢出的第一种情形,左转车道排队溢出的第一种情形：,左转车流到达量：,左转车道排队溢出的第二种情形,左转车道排队溢出的第二种情形：,左转车流到达量：,左转车道排队溢出的第三种情形,左转车道排队溢出的第三种情况:,左转车道溢出第三种情况示意图,左转车道排队溢出变化分析,交叉口设置左转待行区后，对左转车道排队溢出变化进行分析：,第二种变化情形下，设左转待行区后，左转车道排队会发生溢出，但溢出时刻会向后延迟。,左转车道排队溢出变化分析,左转车道排队溢出变化第三种情形,左转车道排队溢出变化第四种情形,第三种情形下，设置左转待行区能使左转车道排队的溢出时间缩短。,第四种情形下，左转待行区没能避免左转车辆溢出，但是溢出车辆数会有所减少。,研究背景,左转待行区交叉口的交通组织研究,1,2,3,4,5,6,左转待行区交叉口基本参数研究,交叉口左转待行区的设置分析,左转待行区交叉口的通行能力研究,结论与展望,信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究,国外信号交叉口通行能力计算方法,车道组的饱和流率:,依据各个车道功能不同，每一个车道组的通行能力：,饱和流率模型,国内信号交叉口通行能力计算方法,一条直行车道的通行能力：,一条右转车道的通行能力：,设有左转专用信号相位时，一条左转车道的通行能力：,一条直左车道通行能力：,一条直右车道的通行能力：,停车线法,左转待行区交叉口的通行能力研究,分析设置左转待行区对交叉口进口道通行能力的影响，假设条件：（1）直行车道有i条，左转车道j条；（2）几条左转车道前端均设置左转待行区；（3）右转车道不计入通行能力；则交叉口的通行能力,根据“停车线法”计算交叉口的通行能力。信号交叉口的通行能力为各关键进口道通行能力之和。,左转待行区交叉口的通行能力研究,左转待行区交叉口相位相序图,注意：交叉口设置左转待行区后，相序安排上应调整为：同一进口道先放直行再放左转相位。,上图所示：相位1和相位2的绿灯间隔时间为：相位2与相位3的绿灯间隔时间为：,左转待行区交叉口的通行能力研究,交叉口设置左转待行区后，可以考虑两种信号配时方法：,方法1：保持左转绿灯显示时间不变，增加绿灯间隔时间，增加整个信号周期时长的信号配时方法。,左转有效绿灯时间：,左转待行区交叉口通行能力：,该信号配时方法下通行能力的提高水平：,左转待行区交叉口的通行能力研究,方法2：保持整个信号周期时长不变，在未设左转待行区的信号配时基础上，推迟启动左转相位，延长绿灯间隔时间。,左转有效绿灯时间：,左转待行区交叉口通行能力：,该信号配时方法下通行能力的提高水平：,左转待行区交叉口的通行能力研究,在上述假设条件下，根据两种信号配时方法下通行能力提高值计算公式分析可以得出下面的结论：1）采用方法一，进口道左转与直行车道条数比值越大，交叉口进口道通行能力提高越多；左转待行区内左转车辆越多，进口道通行能力提高越多；2）采用方法二，进口道左转车道条数越多，交叉口进口道通行能力提高越多；左转待行区内左转车辆数越多，进口道通行能力提高越多；3）当左转车道不少于直行车道，且左转待行区内停放的左转车辆较多时，方法一比方法二更能提高交叉口进口道的通行能力。反之，两种方法通行能力的提高水平接近。,实例分析,交叉口交通现状,武汉市武珞路与中南路相交的T型交叉口，高峰小时交通量达到了10592pcu/h，调查所得的15min高峰流量为2648pcu/15min，高峰流率为10125pcu/h。,武珞路中南路交叉口进口道现状图,实例分析,通管控现状及存在问题,武珞路、中南路进口道的左转交通量相当大，很多左转车辆要等2-3个信号周期甚至更长时间才能通过交叉口；现状信号配时不合理，不能满足各向交通量需要；西进口道平均延误达106s，东进口道、北进口道延误分别为62s和36s，总体延误较大。,实例分析,根据关于左转待行区第二停车线位置模型函数式（3.14）计算可得，武珞路进口左转车道左转待行区第二停车线最佳位置处d=20.03m，取d=20m。三条左转车道停车线前从道路中线向外设置左转待行区长度分别为19m、20m、21m；同理，中南路进口左转车道左转待行区第二停车线最佳位置d=21.4m，取d=21m。三条左转车道停车线前从道路中线向外设置左转待行区长度分别为20m、21m、22m。,实例分析,武珞路中南路交叉口待行区设置效果图,武珞路中南路交叉口待行区设置示意图,依据左转待行区的设置原理和经验，武珞路西进口直行车道停车线前也增设了直行待行区。,武珞路中南路交叉口原为四相位控制，为配合待行区的设置现改为三相位。信号配时采用交通信号控制系统辅助设计软件CROSSIG进行设计。,由图表可知：交叉口优化最佳周期时长为84s，各相位显示绿灯时间分别为25s、20s、30s，能够满足行人过街最短绿灯时间的要求。,实例分析,实例分析,交叉口改善后的延误与通行能力比较,通行能力分析根据停车线断面法分析,中南路方向由于设置了左转待行区，进口道通行能力增加了344pcu/h，该进口道通行能力提高率为21.4%.武珞路中南路交叉口在采取设置左转和直行待行区优化设计方案后，路口的计算通行能力达到7335pcu/h，通行能力整体水平提高了13.6%。交叉口的通行能力得到了很明显的提高。延误分析武珞路西进口道前设置左转待行区后，进口道延误由原来的39s减少至32s，服务水平由原来的D级提升至C级；中南路进口道设置左转待行区后，进口道延误由原来的30s减少至23s，服务水平也由D级提升至C级，原来拥堵的左转交通得到了很好的缓解。,研究背景,左转待行区交叉口的交通组织研究,1,2,3,4,5,6,左转待行区交叉口基本参数研究,交叉口左转待行区的设置分析,左转待行区交叉口的通行能力研究,结论与展望,信号交叉口左转待行区设置参数和通行能力研究,主要结论,论文对国内外平面交叉口左转车流的交通组织和现状进行了总结分析，针对目前城市交叉口面临的交通问题引进了一种新型左转交通组织方式交叉口设置左转待行区；