交叉口延误时间和排队长度计算模型.pdf

交叉口延误时间和排队长度计算模型研究??????????煌ú?Ｐ????????????建设部城市交通工程技术中心杨少辉吉林大学交通学院王殿海建设部城市交通工程技术中心马林【摘要】论文研究了交叉口延误时间和排队长度计算模型。交叉口延误时间和排队长度传统计算模型都是将交叉口车辆到达率视为定值，这一假设与实际不符。论文利用修改后的交通波停车波模型和起动波模型分析了车辆在交叉口的停车过程和起动过程，建立了延误时间和排队长度的计算模型。本论文建立的模型是对交通波理论应用的一个拓展，适合于交叉口仿真评价，。【关键词】交叉口评价；交通波理论；延误时间；排队长度?车辆在交叉口的延误时间和排队长度是交叉口交通效果评价的两个重要参数，是交通规划、交通控制、交通管理和交叉口设计的理论基础之一【??】。目前交叉口延误时间和排队长度传统的理论算法主要包括稳态理论、定数理论和过渡函数理论，在交通规划方案评价、交通控制系统开发中都有重要应用。这些理论都将交通流达到率假设为一定值，据此计算得到的稳态延误部分是车辆在交叉口所受延误的主要部分【??】。但是后续研究和应用发现，这些理论的假设条件不符合实际，城市道路交通流由于受到信号交叉口的影响而呈现间断流和非均匀流状态，交叉口的车辆到达率不能看成稳定值，因此延误时间和排队长度的理论计算值往往与实际存在偏差?，??】。尽管很多研究者一直都在尝试对模型进行改进或者建立新的计算模型，但是目前还没有公认的结果【??，?俊１韭畚慕ǘ源私?谐⑹裕??萁煌úɡ砺鄣?研究进展?．?】，探讨应用交通波理论建立新的延误时间和排队长度计算模型。根据交通流理论研究成果【??，?靠芍#?煌ㄗ刺?煌?牧焦山煌?飨嘤鍪保?渲幸还山?通流要向另外一股交通流的状态转化，其转化过程就形成交通波，转化的界面即为波阵面，中国城市交通规划??年年会暨第?次学术研讨会?????????，????????．??????，????????．?????；???????；?????；??? 一掣％口?????瓦?㈤式中：纰?猒‘??两股交通流状态转化时形成的波速；％一■——两股交通流的密度差。红?籾?／一玑——停车车流的标准化密度，由下式计算：式中：心——车流的停车密度；％?弧埃??—?——两股交通流的流量差；式??词墙煌úɡ砺鄣幕?竟?健４?惩３挡?Ｐ秃推鸲??Ｐ捅闶窃诖嘶?∩辖?合格林希尔治模型推导出来的，停车波模型如下：材，——自由流速度；后，——车流的阻塞密度。式中负号表示波速向后传播，该式说明由于停车而产生的波以％??坏乃俣认蚝蠓酱úァ?流理沦的研究成果，利用格林伯模型对停车波模型和起动波模型进行了修正，修正后的停车式中：口——模型修正系数，建议取值口?．???！!W罴阉俣龋?唇煌?髯畲罅髁慷杂Φ乃俣龋?波阵面移动的速度即为波速，计算公式如下：起动波模型如下：式中负号表示波速向后传播，此式说明起动波以接近“，的速度向后传播。论文笔者对传统停车波模型和起动波模型进行了研究【???，发现根据式????得到理论计算值与实际观测值不符，传统停车波模型和起动波模型需要修正。笔者根据交通波模型如下：其余参数含义同前。中国城市交通规划??年年会暨第?次学术研讨会???疉???? 纰：一—????—?????鉱??嫌谓徊婵诔盗臼头糯τ诒ズ妥刺?式中：口——模型修正系数，建议取值口?．???!3盗鞯钠舳?芏龋?分析相邻交叉口，上游交叉口释放的车辆可以分为两种隋况：饱和状态???ズ妥刺?分析图??匦蔚母呒次3刀拥钠骄?髁?或稳定流量?玻?匦蔚目砑次3刀右云骄?修正后的起动波模型如下所示：其余参数含义同前。经北京快速路调查数据和长春市典型交叉口调查数据验证，修正模型是有效的，因此式????建立了交通波停车波模型和起动波模型的适用形式。在城市道路中，交通流在交叉口的延误时间和排队主要是由红灯引起的，延误和排队过程从车辆停车一直持续到车辆起动，也就是从停车波过程一直持续到起动波过程?，??】。因此，利用修正后的停车波模型和起动波模型可以分析车辆在交叉口的延误和排队过程。交通控制理论研究认为，车辆在交叉??的延误时间等于每一时刻排队车辆数的总和?】，而排队长度可以利用停车波模型和起动波模型计算出来，论文下面将详细分析如何利用这一结论来计算交叉口的延误时间和排队长度。为便于研究，不妨假定在每一周期的相位绿灯时间内，上一周期滞留的排队车辆和本周期绿灯初期形成的排队都能释放完毕?庖惶跫?ü?徊婵?信号配时设计可以满足【??】，否则将发生多米诺效应??和非饱和状态，下面分别进行讨论。当上游交叉口车流释放为饱和状态时，相位绿灯全部被车队利用。在驶向下游交叉口??对于上游交叉口，本交叉口为本交叉口，以下称本交叉口?墓?讨校?刀有惺晃V饕P问健?车队到达本交叉口停车线的基本图示可用图?硎?以下