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车道共用方式下的通行能力分析与信号配时优化方法研究
| 论文题名： | 车道共用方式下的通行能力分析与信号配时优化方法研究 |
| 关键词： | 车道共用;信号配时;车道分配;延误优化;车流引导方案 |
| 摘要： | 随着我国交通需求的持续增加，交通拥堵日益成为道路设计和管理者关注的焦点。如何有效地降低出行耗费、缓解交通拥堵、提高通行效率变得日益重要。由于道路空间和资金的约束，许多城市的交叉口并不能够兴建立交路口。而平面交叉口作为不同车流冲突点密集的地方，有效的信号控制以确保车流有序安全地放行就显得很重要。本文提出了基于车道共用的思路，旨在动态利用交叉口的车道资源，通过与几类车流引导方式相结合，实现车道资源在时间或空间上的共用，达到提高通行能力或降低延误的目的。由于车道共用方式与信号配时方案密切相关，因此将两者作为共同优化的变量是实现交叉口优化的基础。 根据车流引导方式的不同，车道共用可以以不同的形式出现。本文提出了三种与车道共用相结合的车流引导方案，以动态利用车道。(1)对于具有待转区的灯控交叉口，本文将传统交叉口的待转区进行规则引导，将待转区作为缓冲区，实现保护相位下车流的分离和放行，并在此基础上构建了车道分配和信号优化的模型。结果证明了这种车道共用的方法，相当于提供了额外的车道给车辆放行，因此通行能力得到提高。但是单方向增加的车道数事实上并不足一条，因此提升的空间相对有限。(2)带前置信号的串行交叉口则可以完全共用交叉口的车道，理论上相当于将所有的车道都服务于具有通行权的车流。但是该方法需要前置信号和主信号的恰当协调，会不可避免地产生附加延误。本文对于这种车道共用方式的车道分配、信号配时、相序选择等进行了详细的分析并建立了优化模型。优化的结果验证了这类车道共用方式的优势。(3)带前置信号的灯控远引掉头方法通过设立前置信号，达到二次放行的目的，实现了车道的共用。这种方法降低了交叉口主信号的相位数，因此可以明显降低车辆的延误。通过约束车道分配、通行能力匹配、等待区容量限制等，实现车流安全有序放行。将这种方法与普通交叉口的比较，证明了该方法甚至优于车道数更多的普通交叉口。 将车道共用与交叉口信号配时相结合，能够有效地提升通行能力或降低延误，丰富和发展了交叉口控制理论和实践。但是如何将车流引导与车道共用相结合，甚至与非传统交叉口相结合，仍需要道路设计和管理者因地制宜地选择和应用。 |
| 作者： | 庄宏斌 |
| 专业： | 管理科学与工程 |
| 导师： | 华中生;周亚平 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 中国科学技术大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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