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原文传递基于预信号的快速路出口匝道衔接交叉口交通组织方法

论文题名：	基于预信号的快速路出口匝道衔接交叉口交通组织方法
关键词：	交通工程;快速路;出口匝道;信号交叉口;预信号
摘要：	快速路出口匝道与地面道路交叉口相衔接是一种常见的构造形式。为了降低快速路出口匝道与地面道路两股车流交织所产生的负面影响，应使快速路出口匝道与下游交叉口保持较大的间距。但是在我国，由于城市用地受到限制，大量快速路出口匝道被设置在交叉口上游不远的位置。受车流复杂交织与下游交叉口的影响，快速路出口匝道衔接交叉口区域通行效率低下，高峰期间拥堵严重，是城市道路中潜在的交通瓶颈。因此，有必要针对我国快速路出口匝道衔接交叉口区域复杂环境，系统的分析其交通流运行特性，提出更有针对性的交通组织方法，从而提高该区域交通效率和交通安全。　　论文首先研究了快速路出口匝道与交叉口衔接路段的交通特性，其次以交通特性为基础，设计了一种基于预信号的出口匝道衔接交叉口交通组织方案，最后建立优化模型对上述预信号交通组织方案中的关键参数进行了优化。　　针对快速路出口匝道与交叉口衔接段复杂交通特性，在长春市多个地点开展调查，利用视频数据提取软件获取车辆行驶轨迹等信息，以此为基础对匝道衔接段换道车辆轨迹进行分析；研究了匝道衔接段车辆换道特性：通过大量数据的统计分析和显著性检验，建立换道位置分布模型和换道位置影响因素体系；研究了匝道衔接段通行效率：以拥堵状态下的车头时距为指标，分析了换道干扰下释放车流跟驰稳定性。建立了匝道衔接段车辆交织延误模型；研究了匝道衔接段换道车流冲突特性：选取后侵入时间为指标，分析了匝道衔接段和普通衔接段交通冲突的差异性，通过参数估计和假设检验建立了匝道衔接段交通冲突有序概率模型。　　为了缓解快速路出口匝道与交叉口衔接段交织引发的拥堵问题，引入预信号和排序区的概念，从相位相序、进口道渠化、预信号设置位置几个方面对预信号在匝道衔接交叉口处的适用性进行分析，并提出了一种基于预信号的出口匝道衔接交叉口交通组织方案。该方案关键参数有车道分配、主信号配时参数、预信号配时参数和预信号设置位置，以上述参数为优化变量，以车均延误最小为优化目标，考虑排队长度、信号配时以及车道分配等约束，建立了基于预信号的出口匝道衔接交叉口交通组织优化模型。为了验证预信号方案的应用效果，以长春市东部快速路与自由大路-仙台大街衔接交叉口为研究对象进行案例分析。结果显示，相较于传统方案，预信号方案在能显著降低该交叉口车辆延误，减少车辆停车次数。最后，通过仿真试验分析了交通量、左转交通比例以等因素对预信号控制模型的影响，结果表明本文提出的预信号方案更适用于重左转交通流、饱和度较大的出口匝道衔接交叉口。
作者：	吴场建
专业：	交通信息工程及控制
导师：	陈永恒
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022