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Y形多车道汇入型路口信号灯设置依据建筑研究

时间:2019-01-16 22:39来源:硕士论文作者:lgg 点击:
本文是一篇建筑工程论文,建筑工程开工必须先办理建筑工程施工许可证,施工组织设计经总监理工程师批准,有完整的具备开工的项目班子,包括:建造师、造价员、施工员、质检员、材料员
本文是一篇建筑工程论文,建筑工程开工必须先办理建筑工程施工许可证,施工组织设计经总监理工程师批准,有完整的具备开工的项目班子,包括:建造师、造价员、施工员、质检员、材料员、安全员证书齐全的管理人员。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇建筑工程论文,供大家参考。
 
第一章 绪论
 
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
随着我国“改革开放”的不断深化,国家经济实力不断增强,GDP 和 GNI 均有大幅提升,交通运输行业也得到高速发展。但在我国城市交通路网的建设发展速度往往难以赶上交通需求的增幅,通常处于被动建设交通路网状态[1]。因此如何充分有效地利用现有的条件加快推进城市路网建设,如何提高交通管理水平,充分挖掘既有城市路网潜力,以缓解城市交通供需关系失衡的矛盾,是各级交通管理部门面临的严峻问题[2]。城市道路路网建设的核心决策依据为预判的交通需求和道路的通行能力。目前我国尚未建立科学的通行能力计算方法和标准体系,往往导致道路设施通行能力的预测不准,预测过高就会导致道路建设标准过高,以致建设资金超前投入而造成巨额经济损失。预测过低或者对远期交通预测不足,就会导致道路建成后不久即产生不同程度的交通拥堵[3]。在高速发展的经济带动下,城市交通需求迅猛增加,城市道路等基础设施落后与日益增长的交通需求之间的矛盾日益激烈。如在城市道路网中,因桥梁或隧道等为路网中瓶颈段,在进入瓶颈段前,需要将大量匝道汇入主干道,部分路段因地块成熟、交通量增加等因素,传统单车道匝道已无法满足需要,故设为单向多车道匝道(或支路)汇入主干道。因此产生了较多单向多车道匝道汇入主干道的路口,本文中我们称之为 Y 形多车道汇入型路口。目前重庆城区正在探索利用多车道汇入自适应控制信号灯解决 Y 形多车道汇入型路口的交织复杂、交通拥堵、事故多发等问题,并已取得初步成效。但目前尚处于试行探索阶段,主要依靠实践经验来指导多车道汇入自适应控制信号灯设置,缺乏科学的理论支撑,易出现信号灯设置不合理、增大车均延误等诸多弊端,故十分有必要对多车道汇入型路口信号灯设置依据、效益评价等相关理论技术开展研究。
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1.2 国内外研究现状
 
1.2.1 国外研究现状
研究 Y 形多车道汇入型路口的设置依据,核心是研究其通行能力。道路通行能力的研究始于美国,1950 年美国交通工程师协会出版了《道路通行能力手册》(以下简称 HCM)第一版,于 1965 年和 1985 年分别修订出版了第二版、第三版。与前两版相比,第三版更加详细地阐述了公路与城市道路的通行能力的计算方法,还新增了无信号路口、高速公路、自行车道等交通设施通行能力的内容。随着社会的发展,车辆数量、交通规则和交通行为等发生了一定变化,美国的 HCM 逐渐无法适应使用要求,于 1994 年出版了第三版 HCM 修订本,它主要对有、无信号路口通行能力计算方法予以了修正。后来又出现了 HCM(2000 版)的新版本,是目前的最新版本。它修订了既有道路、路口在不同交通下的通行能力计算方法,新增了交通安全设施、智能交通系统等重要内容[12]。国外对高速公路匝道合流区通行能力进行了大量研究,取得了丰硕的研究成果。Mu&hyphen 等于 1993 年采用模拟建模和实证研究两种方式确定反映高速公路交织路段通行能力的临界交通量值[13]。Hesham Rakha 和 Yihua Zhang 于 2006 年开发出分析 ABC 三类交织区通行能力的程序,克服了 HCM(2000 版)中仅考虑小于 150m 长度交织区的缺陷,该模型也可适用于在适当的边界条件下估算合流区和分流区的通行能力[14]。H. Joon Park 和 Roger P. Roess 于 2015 年研究在匝道连接处采用车道运行限制(LOR)技术,通过在汇合交通量接近饱和时,提前将主道 1 车道车流引向 2 和 3车道,以改善入口匝道合流区交通运行情况[15]。
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第二章 路口信号灯设置原则
 
2.1 路口信号设置依据分类
2.1.1 路口类型依据
(1)符合以下条件的城市道路路口应设信号灯[31]:(a) 城市道路主干路与主干路平交的路口;(b) 城市道路主干路与次干路平交的路口;(c) 按照《城市道路交叉口规划规范》(GB50647-2011)中 3.2.3 要求规划、设计的平 A1 类、平 A2 类路口。(2)符合以下条件的公路路口应设信号灯[31]:(a) 一级公路与一级公路平交的路口;(b) 按照《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)中 10.1.2 采用信号交通管理方式设计的路口。(c) 有妨碍机动车驾驶人视线的障碍物在平面交叉路口的安全停车视距三角形范围内时,宜设置信号灯。
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2.2 路口信号设置基本依据
基本依据是信号设置依据体系中最为重要、应用最为广泛的一条的依据,对基本依据的研究是信号设置研究的重中之重。信号设置依据的种类虽有道路等级依据、交通安全依据和交通效率依据,但前两种依据多是一些硬性规定或经验指标,可以量化的只有效率依据中的交通量依据。此外,随着城市的发展、地块的成熟,Y 形多车道汇入型路口数量日益增多,其交通拥堵问题、信号灯设置不合理等问题日益突出,因此研究十字交叉口的交通量依据具有重要的理论和现实意义。目前 Y 形多车道汇入型路口的人行交通往往采用人行天桥或人行下穿道等,或避开路口合流区进行设置,因此本文所研究的基本依据是指在只考虑机动车流的情况下,Y 形多车道汇入型路口信号设置的临界交通量。
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第三章 路口交通数据调查统计 ..........16
3.1 调查目的 ......... 16
3.2 调查内容 ......... 16
3.3 调查方案设计 ............ 16
3.4 调查数据处理 ............ 21
3.5 小结 ...... 25
第四章 合流区交通流特性分析 ..........27
4.1 合流区车辆速度特性分析 .............. 27
4.2 合流区车辆密度特性分析 .............. 30
4.3 合流区车辆交通量特性分析 .......... 32
4.4 合流区主道外侧 1 车道合流点车辆车头时距分布特性分析 ............. 39
4.4.1 不变型路口 ..... 40
4.4.2 增加型路口 ..... 41
4.5 小结 ...... 43
第五章 车头时距分布模型确定 ..........44
5.1 合流点车头时距分布模型介绍 ...... 44
5.2 合流点不同交通量情况下车头时距分布 ............ 45
5.2.1 不变型路口 ..... 46
5.2.2 增加型路口 ..... 48
5.3 合流点不同交通量情况下车头时距分布分析 .... 50
5.4 小结 ...... 58
 
第七章 模型仿真分析
 
7.1 VISSIM 软件介绍
VISSIM 来自德国 PTV 公司,是一种微观交通流仿真软件系统,可以分析各种复杂条件下的交通运行情况,具备分析、评价、交通网络优化、设计方案对比等功能,是交通问题常用的分析工具[52]。根据仿真粒度的不同,可将交通仿真分为:宏观仿真、中观仿真与微观仿真。其中,微观仿真是以车辆个体为研究对象,根据车辆的行驶状态和车辆间的相互作用,对交通方案作出评价。相对于其他类型,微观仿真工作量大,成本高,在动态交通现象模拟问题中应用较多,也广泛应用于研究路口交通状况[53]。VISSIM 的核心由交通仿真器和信号状态产生器两部分组成,它们之间能够交换检测器数据和信号状态信息。
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总结
 
本文以 4 个具有代表性的 Y 形多车道汇入型路口(2 个不变型、2 个增加型)为实例,通过分析其速度、密度、交通量、车头时距等交通数据,进行了两类 Y 形多车道汇入型路口设置信号灯的临界交通量依据研究,并通过仿真评价分析验证了临界交通量依据的有效性。现将主要结论总结如下:
(1)确定了路口类型分类方法和路口名称表达方式创新性地对 Y 形多车道汇入型路口按主道车道数是否变化进行分类,分为不变型和增加型两类,并确定了固定的路口名称表达格式,详见 2.3.2 和 2.3.3 章节。
(2)进行了路口交通流特性分析在分析调查数据的基础上,进行路口各车道上的速度、密度、交通量、车头时距分布特性等交通流特性分析,为临界交通量模型建立提供依据。详见第四章。
(3)建立了路口被汇入车道交通量模型在对调查数据进行分析处理的基础上,运用回归分析方法建立了路口被汇入车道交通量随主道交通量、匝道交通量及与鼻端距离变化而变化的线性经验模型。详见 4.3.3 章节。
(4)建立了路口合流点车头时距分布模型在对调查数据进行分析处理的基础上,运用概率论与数理统计法确定路口合流点车头时距的分布规律,得出车头时距分布模型。随着合流点交通量的增大,车头时距分别服从移位 1 阶 Erlang、1 阶 Erlang 和 2 阶 Erlang 分布模型。详见 5.4 章节。
(5)建立了不变型路口临界交通量曲线模型分别采用理论计算和数值模拟两种方法得出最常见不变型(合 3=主 3+匝 2)路口临界交通量曲线模型,两种计算结果存在较小误差,取两者平均值作为临界交通量曲线;对于非常见的不变型(合 2=主 2+匝 2)、不变型(合 4=主 4+匝 2)等,可采用同样的方法求得。
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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