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平行流交叉口左转非机动车钩形转弯优化设计

哈尔滨工业大学学报 2023年第3期55卷 1-9页

作者：宋浪胡晓伟杨滨毓安实哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 黑龙江省智能交通管理与技术重点实验室哈尔滨150090

为提升平行流交叉口的运行效率,消除左转非机动车和直行机动车冲突,将钩形转弯的概念引入到平行流交叉口设计中,给出非机动车过街控制策略,并结合机动车通行和行人过街,将其整合到一个统一的优化模型中。考虑信号相位相序、绿灯时长、... 详细信息

为提升平行流交叉口的运行效率,消除左转非机动车和直行机动车冲突,将钩形转弯的概念引入到平行流交叉口设计中,给出非机动车过街控制策略,并结合机动车通行和行人过街,将其整合到一个统一的优化模型中。考虑信号相位相序、绿灯时长、周期时长、左转非机动车待行区容量、非机动车清空时长、车道平衡等约束条件,以机动车通过量最大为优化目标,建立线性规划优化模型。研究结果表明:两步过街和优化设计解决了左转非机动车安全过街问题,是平行流交叉口非机动车过街设置的有效替代设计方案;在低高两种流量场景下,相对于常规设计,两步过街分别降低了35.02%、55.52%的机动车延误,优化设计分别降低了42.71%、65.60%的机动车延误;两步过街会造成左转非机动车延误大幅增加,不适用于左转非机动车流量较高的场景;常规设计机动车最大通过量受直行机动车流量和左转非机动车流量的影响最为严重,说明消除左转非机动车和直行机动车冲突,对提升交叉口通行能力作用显著,有助于推动绿色出行发展。

关键词：交通工程左转非机动车线性规划平行流交叉口钩形转弯行人过街

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平行流交叉口行人过街控制策略研究

交通运输系统工程与信息 2020年第5期20卷 64-71页

作者：安实宋浪王健杨璐哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题,考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程,重新设计行人过街信号相位方案,提出人车搭接相位行人过街模式;考虑行人专用相位过街模式,给出两种行人过街模式的信号控制策... 详细信息

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题,考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程,重新设计行人过街信号相位方案,提出人车搭接相位行人过街模式;考虑行人专用相位过街模式,给出两种行人过街模式的信号控制策略;构建优化模型,并对模型等价变换,降低计算复杂度.结果显示:常规交叉口处于高饱和状态时,两种行人过街模式下平行流交叉口分别降低了73.8%、50.3%的车均延误,故人车搭接相位过街模式效益更优;人车搭接相位过街模式与不考虑行人过街模式相比,交叉口车均延误仅增加0.6~3.8 s·pcu-1.研究成果可为平行流交叉口行人信号配时提供理论依据.

关键词：交通工程行人过街非线性规划平行流交叉口移位左转非常规交叉口

平行流交叉口延误计算及信号配时鲁棒优化模型

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交通信息与安全 2023年第5期41卷 64-73页

作者：宋浪王健杨滨毓安实安文娟哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

为解决平行流交叉口在实际应用中因交通波动导致主预信号协调效果不佳、移位左转车道上车辆排队溢出等问题,研究了基于情景的鲁棒优化控制方法。通过解析平行流交叉口交通运行机理,确定了交通需求、饱和流率和运行车速的随机波动会影响... 详细信息

为解决平行流交叉口在实际应用中因交通波动导致主预信号协调效果不佳、移位左转车道上车辆排队溢出等问题,研究了基于情景的鲁棒优化控制方法。通过解析平行流交叉口交通运行机理,确定了交通需求、饱和流率和运行车速的随机波动会影响其运行稳定性,以此关联时变交通供给与平行流交叉口控制的耦合特征。进而构建了车均延误平均值-标准差目标函数,利用权重系数直观反映决策者对通行效率和稳定性偏好程度。在此基础上,考虑主预信号协调控制、车道功能划分、车道清空等约束条件,建立了平行流交叉口鲁棒优化模型。结合移位左转车道上车辆运行规则,基于车辆到达-驶离图式推导给出延误计算模型。研究结果表明:延误模型仿真验证中,左转和直行车均延误相对误差绝对值的平均值不超过3%,且最大值不超过6%,拟合效果较好。案例分析中,鲁棒优化相对于确定性优化,在延误均值仅增加2.24%的情况下,延误标准差降低了21.23%,说明鲁棒优化在几乎不损失交叉口通行效率的前提下,提高了平行流交叉口运行稳定性,使信号控制更符合实际交通运行需要。敏感性分析中,目标函数值随移位左转车道长度、设计速度的增加呈先减后增的变化趋势,故设计阶段移位左转车道长度的取值应与交通需求相匹配,而主预信号直行相位差计算过程中设计速度的取值应比现场调查的实际运行速度平均值略大。

关键词：交通工程平行流交叉口信号控制鲁棒优化移位左转延误模型

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平行流交叉口人车信号协调优化控制策略研究

平行流交叉口人车信号协调优化控制策略研究

作者：宋浪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着机动车保有量持续增长,城市交通拥堵日益严重,交叉口过饱和现象频繁,非常规交叉口的容量优势使得其理论研究越发重要。平行流交叉口作为非常规交叉口的一种,理论上能够提升一倍左右的容量,但由于车辆存在多次停车问题,交通权益损失... 详细信息

随着机动车保有量持续增长,城市交通拥堵日益严重,交叉口过饱和现象频繁,非常规交叉口的容量优势使得其理论研究越发重要。平行流交叉口作为非常规交叉口的一种,理论上能够提升一倍左右的容量,但由于车辆存在多次停车问题,交通权益损失严重。本文重点解决平行流交叉口车辆多次停车和行人过街安全问题,为推动平行流交叉口在我国的工程应用提供了理论依据和基础支撑。分析已有左转左置的平行流交叉口设计存在的不足,重新设计了左转中置和左转右置的平行流交叉口,通过方案对比,选择左转右置的平行流交叉口作为本文的研究对象,并给出标志标线设置依据。根据平行流交叉口特殊的几何设计,给出不二次停车的交通流组织方案,结合约束条件的推导过程,考虑相位迟起、早闭,设计机动车信号控制相位方案,并建立机动车优化控制模型,使得所有流向车辆最多停车一次。讨论发现平行流交叉口通行能力与周期时长不完全呈正相关,通行能力存在最大值,进而给出移位左转车道的设置依据。本文将平行流交叉口左转停车次数由3次减少到1次、直行停车次数由2次减少到1次。探讨两相位信号控制方案下经典的人车共用相位过街模式在平行流交叉口应用中存在的问题,分析行人与机动车冲突类型,以行人与同相位放行的左转车流冲突为研究重点,探讨行人与机动车在冲突点的运行规律,从而设计一种人车搭接相位的行人过街模式。再考虑行人专用相位过街模式,分别给出行人流交通组织方案,解决了行人与机动车冲突问题,保障行人过街安全。分别构建人车搭接相位过街模式和行人专用相位过街模式下平行流交叉口人车信号协调优化控制模型。案例分析显示,人车、车车冲突相位之间不重叠,验证了本文交通组织方案可行性。通过参数灵敏度分析,进一步探讨行人过街对交叉口机动车通行能力和车均延误的影响,并分析两种过街模式适用的交通场景。结果表明,相对于传统经典交叉口设计,人车搭接相位过街模式下的平行流交叉口通行能力提升了50%～91.22%、车均延误降低了50%以上,有效提升了交叉口的运行效率。研究成果为平行流交叉口控制提供了一个新的视角,也可为连续流交叉口控制提供借鉴。

关键词：平行流交叉口信号控制行人过街移位左转非常规交叉口

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平行流交叉口设计方法研究及通行效益分析

公路交通技术 2021年第3期37卷 145-151页

作者：张化中邹志宁俞山川王小军杨宝宝广东平兴高速公路有限公司广州510623 广东交通实业投资有限公司广州510623 招商局重庆交通科研设计院有限公司自动驾驶技术交通运输行业研发中心重庆400067

为解决常规交叉口左转和直行冲突问题,提出了一种创新设计的平行流交叉口,探讨了其信号配时方案及VISSIM仿真研究方法,给出了临界车流、主预信号协调、移位左转车道长度、预信号交叉口长度等信号配时依据,并比较了平行流交叉口和常规交... 详细信息

为解决常规交叉口左转和直行冲突问题,提出了一种创新设计的平行流交叉口,探讨了其信号配时方案及VISSIM仿真研究方法,给出了临界车流、主预信号协调、移位左转车道长度、预信号交叉口长度等信号配时依据,并比较了平行流交叉口和常规交叉口的通行效益。仿真结果表明,平行流交叉口能够提升交叉口通行效益,在低、中、高3种流量场景下,相对于常规交叉口,车均延误分别降低了45.63%、57.42%、75.55%,车均停车次数分别降低了7.5%、11.49%、48.10%,且当常规交叉口处于过饱和状态时,采用平行流交叉口效益更优。

关键词：交通控制仿真分析平行流交叉口移位左转信号配时

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平行流交叉口信号控制策略及效益分析

交通运输系统工程与信息 2020年第3期20卷 75-82页

作者：安实宋浪王健杨璐哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090

为解决平行流交叉口左转多次停车问题,实现同一相位放行左转、直行和右转车流的同时,所有流向车辆最多停车一次,对平行流交叉口进行设计,提出两种设计方案,对比已有方案,选择左转右置的平行流交叉口作为研究对象,探讨其优劣.根据车流运... 详细信息

为解决平行流交叉口左转多次停车问题,实现同一相位放行左转、直行和右转车流的同时,所有流向车辆最多停车一次,对平行流交叉口进行设计,提出两种设计方案,对比已有方案,选择左转右置的平行流交叉口作为研究对象,探讨其优劣.根据车流运行特征,以车辆不存在二次停车,车车不冲突作为约束条件,建立优化模型,并进行效益分析.结果显示,与传统经典十字交叉口控制相比,平行流交叉口使通行能力提升60%以上,车均延误下降约70%.本文提出的控制策略,在不牺牲车辆权益的情况下,能消除左转和直行冲突,提升交叉口通行能力,为平行流交叉口研究提供一个新的视角.

关键词：交通工程控制策略优化模型平行流交叉口移位左转非常规交叉口

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非常规交叉口设计研究现状与展望

交通运输工程学报 2020年第4期20卷 1-20页

作者：安实宋浪王健王雅晴胡晓伟哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150090

为促进非常规交叉口设计在中国的创新应用,选取U型回转、菱形互通式立交、借用出口车道左转、串联交叉口、连续流交叉口和平行流交叉口,系统梳理了各种类型非常规交叉口的几何布局、信号相位相序方案和控制策略,从理论研究和交通安全效... 详细信息

为促进非常规交叉口设计在中国的创新应用,选取U型回转、菱形互通式立交、借用出口车道左转、串联交叉口、连续流交叉口和平行流交叉口,系统梳理了各种类型非常规交叉口的几何布局、信号相位相序方案和控制策略,从理论研究和交通安全效益层面回顾了近10年来非常规交叉口的研究成果,探讨了各种类型非常规交叉口在中国应用的可行性。分析结果表明:非常规交叉口信号配时建模和求解没有困难,且大多文献采用精确求解算法;非常规交叉口效益评估结果根据文献研究对象和问题的不同存在差异,但总体来看,U型回转不宜设在左转比例过高的交叉口,菱形互通式立交适合于高速公路和快速路,借用出口车道左转在左转比例较高的交叉口表现较好,串联交叉口在过饱和状态下的效益最优,连续流交叉口和平行流交叉口在对称需求下的效益更佳;在交通安全方面,设置U型回转和菱形互通式立交可以降低事故发生的可能性,但其他几种类型非常规交叉口由于数据量较少或缺乏数据,还没有得到统一的结论;因非常规交叉口运行规则与驾驶人的认知存在差异,在开放初期驾驶人会存在困惑,采用驾驶人培训、前车提示和交警现场引导等措施是有效的,自动驾驶技术与非常规交叉口设计相结合更有望加快非常规交叉口的应用和推广;整体来看,U型回转、借用出口车道左转和串联交叉口在中国的应用前景良好,菱形互通式立交在中国的适用性还需结合国内交通现况进一步探讨,连续流交叉口和平行流交叉口由于运行规则复杂,需先试点运行再逐步推广。

关键词：交通控制非常规交叉口综述 U型回转菱形互通式立交借用出口车道左转串联交叉口连续流交叉口平行流交叉口移位左转

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T型交叉口移位左转几何设计及信号配时优化

公路交通技术 2022年第6期38卷 149-155页

作者：王旭安文娟王少飞朱湧重庆渝蓉高速公路有限公司重庆400021 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

为降低T型交叉口中左转和直行冲突对通行效率的影响,通过分析T型交叉口移位左转设计车辆运行规则,协调主预信号配时,制定信号控制相位方案,以避免车辆二次停车,提出了T型交叉口移位左转几何设计方法,包括平行流交叉口和连续流交叉口2种... 详细信息

为降低T型交叉口中左转和直行冲突对通行效率的影响,通过分析T型交叉口移位左转设计车辆运行规则,协调主预信号配时,制定信号控制相位方案,以避免车辆二次停车,提出了T型交叉口移位左转几何设计方法,包括平行流交叉口和连续流交叉口2种移位左转设计。以T型交叉口车均延误最小化作为优化目标,建立T型交叉口移位左转设计信号配时优化模型,并进行案例分析。结果表明:1)相对于常规设计,采用移位左转设计能降低20%~40%的车均延误,有效提升了T型交叉口通行效率;2)对比平行流交叉口和连续流交叉口2种移位左转设计,当主路左转交通流量较大时,宜采用连续流交叉口设计,当支路左转交通流量较大时,宜采用平行流交叉口设计。

关键词：交通工程信号控制非线性规划平行流交叉口连续流交叉口移位左转