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原文传递城市十字型无信号交叉口的通行能力研究

论文题名：	城市十字型无信号交叉口的通行能力研究
关键词：	城市无信号交叉口;公路交叉口;城市道路;道路通行能力;交通管制
摘要：	我国城市无信号交叉口具有明显的机非混合交通特征，既不同于国外发达国家同类交叉口的交通特征，又与公路交叉口的交通特征有很大区别，目前无信号交叉口通行能力的研究方法不适于分析机非混合交通条件下的城市无信号交叉口。论文结合”十一五”国家科技支撑计划项目城市道路通行能力研究子课题展开研究，主要对城市十字型主路优先交叉口、四路停车控制交叉口和无控制交叉口的通行能力及服务水平进行深入研究。所谓无信号交叉口的通行能力就是单位时间内交叉口在不同服务水平条件下所能提供给不同交通流用户的最大通过流量。对于城市无信号交叉口的通行能力应该包括机动车流、非机动车流和行人流的通行能力，而且不同服务水平条件对应的通行能力标准也不同，因此通行能力研究必然伴随着服务水平评价。以此为研究主线，论文的研究内容可分为四大部分：交通特性分析；交通参数采集；通行能力研究；服务水平评价。前两部分是基础，第三部分是核心，第四部分则是对第三部分的拓展，这四部分构成一个彼此联系、完整统一的研究框架。对于交叉口交通特性和冲突特性的研究已取得很多成果，论文第一部分解释了通行能力和服务水平的有关概念，对城市无信号交叉口机动车、非机动车及行人的交通特性进行了分析和比较，并对无信号交叉口的交通冲突特性进行了展开分析。论文交通参数采集部分，通过选择典型城市十字型主路优先交叉口和无控制交叉口进行调查和观测，在对观测资料进行整理分析的基础上，对不同类型、不同型式观测交叉口的机动车流、非机动车流和行人流的运行特征及相关交通参数进行了统计分析。鉴于国内外现有研究的不足，关于城市无信号交叉口通行能力的研究需要重点考虑以下几个方面：①综合考虑交叉口的机非混合交通条件：②机动车流、非机动车流和行人流的通行能力研究；③非机动车流和行人流对机动车流通行能力的影响分析；④信号交叉口影响下的无信号交叉口的通行能力研究。这四个方面构成了论文的第三部分内容。基于冲突流理论和冲突技术法，综合考虑交叉口的各向机动车流、非机动车流和行人流，建立了十字型主路优先交叉口、四路停车控制交叉口和无控制交叉口处各向交通流的通行能力计算模型，在模型中引入冲突矩阵来反映交通流之间的路权优先关系，并以组团为单位对非机动车流和行人流进行了组团计算。根据观测资料和对比分析提出模型参数标定推荐值，并对实际模型参数值的计算方法进行了修正。进一步提出422型、442型和444型以及其他扩展型式无信号交叉口共用车道和拓宽路口的通行能力计算方法，通过对比分析验证了通行能力计算模型和计算方法的有效性和实用性，并分析了非机动车流和行人流对机动车流通行能力的影响，以及不同交通管制措施对机动车流通行能力的影响。在此基础上提出机动车流控制延误和平均排队长度的计算方法，通过修正的方法提出非机动车流和行人流的平均延误计算方法。此外，编制了相应的计算表，利用计算表进行了实例交叉口的通行能力和交通参数的计算分析，并计算了混合交通流条件下不同型式无信号交叉口的通行能力。通过对信号交叉口影响下主路优先交叉口主路交通流的间隙分布规律和间隙特性的分析，提出了控制间隙、单向控制间隙和双向控制间隙的概念，利用间隙接受理论和车队分析法，在主路交通流单向间隙和双向间隙特性分析的基础上，建立了单向间隙和双向间隙条件下主路优先交叉口次路机动车流的通行能力计算模型，并采用各项影响因素的修正系数对计算模型理想通行能力进行修正，得到次路交通流的实际通行能力。根据观测分析，对422型和442型主路优先交叉口的模型参数进行了标定，获得临界间隙和随车时距的模型参数推荐值。进一步编制了单向间隙和双向间隙条件下次路机动车流通行能力的计算程序，通过实例应用和对比分析，验证了计算模型和计算方法的有效性和实用性。目前无信号交叉口服务水平的评价主要采用饱和度和平均延误对机动车流的服务水平进行评价。基于论文第三部分对于通行能力的研究，作为论文的第四部分，进一步对无信号交叉口的服务水平评价方法进行了探讨。根据机非混合交通特性，对机动车流、非机动车流和行人流分别建立了综合评价指标体系，将服务水平划分为五个等级，选择定量指标建立服务水平评价标准，提出分级标准建议值。利用灰色聚类评价法建立了灰色聚类评价模型，用以综合评价机动车流、非机动车流和行人流的交通运营服务质量。通过实例应用分析验证了评价方法和评价指标的有效性，以及评价标准建立的合理性。论文研究成果为制定我国城市无信号交叉口通行能力指南和相应的技术规范以及开发相关的计算软件和仿真模拟研究提供了基础理论支撑和参考依据。
作者：	李海远
专业：	交通运输工程
导师：	邓卫
授予学位：	博士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文