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![一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/579cf27351e79b89690226d1.png)
专利名称：一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法专利类型：发明专利
发明人：任刚,邢淋丽,江航,卢佳
申请号：CN201510606687.8
申请日：20150922
公开号：CN105206067A
公开日：
20151230
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法，包括以下步骤：步骤10)以异质交通流汇聚的交叉口为研究对象，在交叉口安装视频检测器，识别各进口道处的异质交通特征；步骤20)根据各进口道的异质交通特征，建立车辆行驶仿真模型，仿真异质交通流，得到各进口道的饱和流量；步骤30)基于各相位等饱和度的原则优化信号参数，得到交叉口的信号配时。
本发明可以实现交叉口通行能力的最大化利用，大幅度降低异质交通流通过交叉口的延误,提升信号交叉口运行效率。
申请人：东南大学
地址：211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
国籍：CN
代理机构：南京苏高专利商标事务所(普通合伙)
代理人：柏尚春
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基于路段与节点的城市道路阻抗函数改进
潘义勇;余婷;马健霄
【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(036)008
【摘要】道路阻抗是车辆在城市交通网络中运行通达程度的度量值,是路径选择的基础.将城市交通道路阻抗分为路段阻抗与节点阻抗两部分,路段阻抗利用交通量与交通密度间的相互关系优化BPR函数得到,节点阻抗根据交叉口道路饱和度不同选用不同模型得到.同时,利用道路阻抗影响因子改进该道路阻抗模型,使其更精确.最后利用南京市龙蟠中路道路的实测数据对改进的城市道路阻抗函数进行了验证.结果表明:改进的城市道路阻抗函数能够较好的反映实际道路阻抗.
【总页数】6页(P76-81)
【作者】潘义勇;余婷;马健霄
【作者单位】南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学汽车与交通工程学院,江苏南京 210037
【正文语种】中文
【中图分类】U491.1
【相关文献】
1.基于改进的阻抗函数下的混合交通均衡模型 [J], 骆伟;吴克晴
2.城市道路路段和交叉口阻抗函数探讨 [J], 李良;邹志云
3.城市道路路段和交叉口阻抗函数探讨 [J], 李良;邹志云
4.基于交互性城市道路节点绿化景观设计探讨——以成都市温江区府通路道路节点为例 [J], 屈斯祎;王伟;唐瑞艺;冯柱铭;陈先林
5.面向非机动车生产制造的城市道路路段非机动车换算系数改进方法 [J], 徐兴; 仲海鹏; 赵芸
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习题：1．绪论（1）确定红线宽度的主要依据和影响因素是什么?（2）城市道路系统的结构形式有哪些？各有什么特点？2. 城市道路横断面规划设计（1）按路幅布置形式，城市道路主要分为那几种类型？是绘出横断面型式，并说明各自适用条件。
（2）为什么要设路拱横坡？横坡值大小根据哪些因素确定？（3）常用道路横断面路拱线形有几种？各自适用于什么条件？（4）试述确定机动车道宽度的步骤。
（5）自行车道基本车道宽度是多少？每增加一车道增加几米？3. 城市道路平面线形设计（1）城市道路平面线形的组成要素。
（2）为什么弯道要设超高？当曲线半径足够大时还需要设超高吗？（3）为什么弯道要设加宽？当曲线半径足够大时还需要设加宽吗？（4）弯道超高有哪几种基本形式？各有什么特点和适用性？用简图表示各种超高形式。
（5）设计中常用的行车视距有几种？各适用于什么情况？（6）某弯道交点桩号为K87+441.41，α=26°52＇右，R=300m，计算曲线要素并推算三个主点桩号。
4. 城市道路纵断线形设计（1）为什么在纵断面设计中对最大坡度最小坡度加以限制？最小纵坡为多少？（2）合成坡度与纵、横坡之间是什么关系？（3）在纵断面设计中为什么对最短纵坡长度和陡坡最大长度加以限制？（4）已知设计道路的某一边坡点处前后纵坡分别为+1%和+7%，边坡点里程为k7+750，高程为100m，采用半径为5000m的竖曲线，求竖曲线内50m整桩号处的设计高程。
5. 城市道路交叉口设计（1）平面交叉口的基本类型及其特点。
（2）平面交叉口车辆的交通如何组织？（3）绘出三路交叉和四路交叉的交通流线图。
无信号控制的平面交叉口处，当相交道路为3、4、5条时，冲突点、合流点、分流点分别共有多少个？（4）用视距三角形法分别检查十字形交叉口和Y形交叉口的清理范围。
（5）试绘出平面十字交叉口立面基本类型。
（6）立体交叉的分类及基本形式有哪些？6. 停车设施规划设计（1）路外停车场车辆停放方式有几种？进出车位方式有几种？（2）试规划200辆汽车的停车场，其中微型、小型、中型与大型车比重各占25%，停车方式采用45度斜式和垂直式方案。
道路工程1.根据道路在道路网的地位、交通功能、对沿线的服务功能划分，可分为快速路、主干路、次干路及支路。
4.沥青路面分为沥青混凝土、沥青贯入式和沥青表面处治路面，其中沥青混凝土适用于各种交通等级道路，沥青贯入式和沥青表面处治路面适用于支路和停车场。
5.水泥混凝土路面又分为普通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土和钢纤维混凝土，适用于各种交通等级道路。
6.我国交通量划分为特重、重、中、轻、特轻交通。
7.沥青贯入式施工流程：整修和清扫基层→撒布透层和粘层沥青→铺撒矿料→碾压→撒布沥青→铺撒嵌缝材料→碾压→养护8.沥青表面处治施工流程：清理基层→撒布透层和粘层沥青→撒布沥青→铺撒矿料→碾压→养护9.砌块路面适用于支路、广场、停车场、人行道、步行街。
10.根据路面力学性能，道路可分为柔性路面和刚性路面。
12.根据道路使用功能可分为机动车道、非机动车道、人行道。
13.快速路完全为交通功能服务。
主干路以交通功能为主，是城市道路网的主要骨架。
次干路为区域交通集散服务，兼有服务功能，结合主干路组成干路网。
支路以服务功能为主。
14.城镇道路结构自上而下包括路面结构层和路基。
15.城镇道路路面的基本结构层一般为面层、基层、垫层（根据设计要求）。
16.面层应具有足够的结构强度、高温稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳、抗损坏能力。
还应有足够的抗滑能力及良好的平整度。
17.基层主要起承重作用，应具有足够的强度和扩散荷载的能力并具有足够的水稳定性。
18.垫层的主要作用是改善土基的湿度和温度状况，保证面层和基层的强度稳定性和抗冻胀能力，扩散由基层传来的荷载应力，以减小土基所产生的变形。
垫层应具有一定的强度和良好的水稳性。
19.路基根据材料不同，可分为土方路基、石方路基、特殊土路基。
20.路基根据干湿状态不同，分为干燥、中湿、潮湿和过湿四类。
21.高液限黏土、高液限粉土、含有机质的细粒土不适于做路基填料，因条件限制必须采用时，应掺入石灰或水泥等结合料进行改善。
超详细版王炜交通工程课后习题定义:指在一定时间内通过某一路段或交叉口的交通流量。
表示方法:常用的表示方法有交通量曲线、交通量表格、交通量图等。
交通特性:交通量特性、行车速度特性、交通密度特性、交通流本特性及其相互关系、交通要素与环境之间的相关关系。
意义:研究交通量的特性可以为交通规划、设计、营运、管理与控制提供科学依据，帮助交通决策者制定更加合理的交通政策，提高交通系统的运行效率和安全性。
在交通拥堵、交通事故等问题的解决中也有重要作用。
在研究交通量特性的过程中，需要注意数据的准确性和可靠性，避免因为数据不准确而导致决策失误。
本文介绍了交通运行分析中的三种特性：时间分布特性、空间分布特性和构成特性。
了解这些特性可以为获得人、车和城市道路以及公路系统运动情况的数据提供必要的数据基础。
2-4节介绍了地点车速、行驶车速和行程车速的定义和测定方法，并阐述了它们在交通工程学中的作用。
地点车速用于道路设计、交通管制和规划资料；行驶车速用于道路使用者的成本效益分析、评价路段线形顺适性和进行通行能力分析；行程车速用于评价道路通畅程度和估计行车延误。
2-5节讲述了行车速度的统计分布特性，包括平均车速、车速标准差和标准误差、中位车速和百分位车速。
这些特性可以帮助我们更好地了解行车速度的表现。
2-6节介绍了时间平均车速和区间平均车速的定义及相互关系。
时间平均车速用于道路的设计、交通管制和规划资料、交通事故分析和确定道路限定车速等；区间平均车速用于路段的服务水平的评价、路线修改设计的依据和车辆运营经济性的重要参数。
最后，本文给出了一个计算小时交通量、5分钟高峰流率、15分钟高峰流率和15分钟高峰小时系数的实例。
某公路需要进行拓宽改造，预测规划年内平均日交通量为辆（小汽车）/d。
设计小时系数K=17.86x-1.3-0.082，其中x为设计小时时位（x取30）。
取一条车道的设计通行能力为1500辆（小汽车）/小时。
问该道路需要几条车道。
第22卷 第4期2009年7月中 国 公 路 学 报China Journal of Hig hw ay and T ransportVol.22 No.4July 2009文章编号:1001-7372(2009)04-0092-04收稿日期:2008-10-22基金项目:国家自然科学基金重点项目(50738001);国家自然科学基金项目(50608018);教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20070286006)作者简介:任 刚(1976-),男,浙江上虞人,研究员,博士研究生导师,工学博士,E -m ail:r engang@ 。
混合交通条件下的城市道路实用路阻函数任 刚,刘晓庆,全林花(东南大学江苏省交通规划与管理重点实验室,江苏南京 210096)摘要:以交通混合程度最高的单幅路为研究对象,在大量实测数据基础上,采用多因素方差分析法检验了本向机动车流量、对向机动车流量、本向非机动车流量、行人横向干扰程度对车流速度产生的影响。
由美国联邦公路局BPR 函数模型拓展得到混合交通条件下机动车路阻函数的通用形式,基于统计学原理对实测数据进行变量筛选和参数标定,建立了综合考虑机非干扰、对向干扰和横向干扰的实用路阻函数模型。
结果表明:在理论分析基础上,由试验数据标定得到的BPR 改进模型优于纯粹由数据拟合得到的线性回归模型。
关键词:交通工程;路阻函数;方差分析;混合交通;行人横向干扰中图分类号:U 491.1 文献标志码:APractical Link Performance Functions for Urban Roads withMixed TrafficREN Gang,LIU Xiao -qing,QU AN Lin -hua(K ey L abo rato ry of T ranspor tatio n Planning and M anag ement o f Jiang su P ro vince,Southeast U niversity,N anjing 210096,Jiang su,China)Abstract:Accor ding to field data surv ey ed o n one -tr ack ro ad w ith the m ost mixed traffic,it w as pro ved by the method of mult-i facto r v ar iance analysis that the mo tor vehicle flow ,the oppositemotor vehicle flow ,the non -mo to r vehicle flow and the cro ss w alk interference all affected the motor vehicle flow speed sig nificantly.A g eneral link perfo rmance function of motor vehicle with mixed traffic w as ex tended from the BPR mo del,and then the variables w er e selected and the parameters w ere calibrated by field data.T hus,co nsidering the interference of motor and no n -motor vehicles,oppo site directions and cross w alks,the practical link perform ance function model w as established.The comparison analy sis show s that the improved BPR m odel w hich is analyzed theoretically and is calibrated by field data,is better than the linear regression mo del w hich is merely fitted by data.Key words:traffic engineering;link perform ance function;variance analysis;m ixed traffic;cr oss w alk inter ference0引 言各国有许多学者对城市道路路阻函数,即机动车速度-流量模型进行了深入研究,提出了不同的函数模型并进行了修正和发展,其中一些模型在实际应用中取得了较为满意的效果[1-3]。
中国城市道路交通流的组成相对复杂,且车辆性能、道路条件与国外相差较大,因此许多学者研究了适合中国城市道路和混合交通特点的路阻函数[4-8]。
然而由于研究的角度和侧重点不同,目前的研究成果中较少考虑行人横向干扰对机动车路阻函数建模的影响。
本文中笔者以交通混合程度最高的单幅路为研究对象,在大量实测数据的基础上,综合考虑机动车流量、非机动车流量、行人横向干扰等因素,建立符合中国城市道路实际情况的机动车实用路阻函数。
1数据调查与预处理1.1研究对象的界定不同类型、不同断面形式的城市道路,其交通流运行规律各不相同。
一般而言,城市道路机动车路阻函数主要受道路条件和交通条件的影响。
道路条件包括车道数、车道宽度、交叉口间距、道路两侧开口密度、人行通道间距、道路设计通行能力和设计速度等。
交通条件包括本向和对向的机动车流量、非机动车流量以及行人横向干扰等。
根据研究的目的和重点,本文中仅以城市道路中常见的交通混合程度最高的单幅路作为研究对象。
单幅路路段上的机动车运行不仅受本向机动车、本向非机动车和对向机动车的影响,而且因两侧开口较多,受行人横向干扰比较突出。
1.2调查方案设计及实施经过多处踏勘后,选定南京市区具有代表性的天津路、湖北路(中山北路)云南路区段)、西家大塘这3条道路作为调查对象。
需要调查的数据包括路段行驶车速、本向机动车流量、对向机动车流量、本向非机动车流量、对向非机动车流量、机动车车型、交叉口间距、路段路侧开口(包括小支路接口、路外机动车停车场进出口)数、横向行人通道密度、车道数、车道宽度、路段长度等。
从2007年4月到5月,在正常天气条件下对上述道路展开调查,每次调查时长为3~4h,时间在6:00~18:00不定。
为提高调查效率并保证数据精度,以5min为统计间隔,以期获得最佳的数据观测样本量。
由于路上交通状况较复杂,横向干扰程度大,采用抽样追踪法调查路段上车辆的行程时间和车型数据,同时采用人工记录法调查非机动车流量和道路条件。
通过实地调查并利用文献[6]中的有关数据,共得到数据近400组。
1.3数据预处理数据预处理包括对原始调查数据的统计处理,确定样本量和统计间隔,形成所需的样本数据点。
接着对这些样本点按照一定的规则进行初步筛选,以提高数据整体准确性,最终筛选得到有效数据337组。
2路阻函数建模2.1模型形式美国联邦公路局的BPR路阻函数模型虽然不完全符合中国城市交通状况,但是对道路阻抗的实质把握得非常准确,而且具有良好的数学性质,如单调性和可导性,在国际上应用最为广泛,因此本文中将以该模型为基础构造速度-流量模型。
模型的一般化数学形式为V=v0Fk[1+A k(q k/c k)B k](1)式中:V为机动车运行速度;v0为零流量下的运行速度(自由流速度);下标k代表本向机动车、对向机动车、本向非机动车等因素;q k、c k分别为与因素k 特定相关的机动车和非机动车流量、路段通行能力;A k、B k均为模型参数,有待标定。
2.2变量筛选在第1.1节中分析的路阻函数的可能影响因素基础上,利用调查数据对模型的可能变量进一步筛选,以删除对机动车平均速度影响不显著的变量。
筛选的原则是需要与可能相结合。
由于行人横向干扰程度难以量化,拟用路段上的平均行人横向通道间距来描述横向干扰程度。
通常情况下,路段上的行人横向通道越多、间距越小,行人对机动车的横向干扰就越大。
根据常见的行人横向通道间距D将道路分为3类:¹D>100m对应较小的横向干扰程度;º50m<D[100m对应中等横向干扰程度;»D[50m对应较大的横向干扰程度。
利用SPSS 软件统计调查数据,得到的不同机动车负荷度、不同横向干扰程度下的平均车速v的均值。
为检验横向干扰程度、本向机动车流量、对向机动车流量、本向自行车流量等因素对单幅路机动车路阻的影响是否显著,首先对横向干扰程度与本向机动车负荷度作双因素方差分析,检验在不同的机动车负荷度、不同横向干扰程度下的机动车平均速度是否有显著差异(表1);然后再对本向机动车负荷度、对向机动车负荷度、本向自行车负荷度作多因素方差分析,以检验各因素对路阻是否有显著影响(表2)。
93第4期任刚,等:混合交通条件下的城市道路实用路阻函数表1双因素方差分析结果(显著性水平A=0.05)Tab.1Results of Two-factor V ariance Analysis(Level of Significance A=0.05)差异来源自由度均方F值P值校正模型28559.14143.2310.000截距1138037.91310672.7080.000机动车负荷度91257.65297.2380.000横向干扰程度2513.13839.6740.000表2多因素方差分析结果(显著性水平A=0.05)Tab.2Results of Mult-i f actor Variance Analysis(Level of Significance A=0.05)横向干扰程度各因素的F值各因素的P值本向机动车负荷度对向机动车负荷度本向自行车负荷度本向机动车负荷度对向机动车负荷度本向自行车负荷度D>100m10.341 3.239 6.1590.0000.0150.000 50m<D[100m2.528 2.343 2.5020.0260.0430.027 D[50m28.491 5.3583.8800.0000.0010.003从表1、2可知,各因素的P值均小于0.05,个别甚至为0。
这表明在0.05的显著性水平下,机动车负荷度和行人横向干扰程度对机动车平均速度均具有极显著的影响,对向机动车负荷度和本向自行车负荷度也对机动车平均速度具有显著影响。
综上所述,单幅路路段在不同横向干扰程度下的路阻函数可统一描述为V=v0/{[1+A1(qc )B1][1+A2(q cc c)B2]#[1+A b(q bc b)B b]}(2)式中:q为本向机动车流量;q c为对向机动车流量;q b 为本向自行车流量;c为本向机动车道通行能力;c c 为对向机动车道通行能力;c b为本向非机动车道通行能力。
