一種設(shè)置中央隔離護(hù)欄的道路交叉口調(diào)頭區(qū)域設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)置中央隔離護(hù)欄的道路交叉口 調(diào)頭區(qū)域設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)置中央隔離護(hù)欄的道路交叉口是指相交道路的路段及交叉口進(jìn)口道的中央設(shè) 置了隔離護(hù)欄。有效綠燈時(shí)間是指用綠燈顯示減去損失時(shí)間。左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道通行能 力是指在當(dāng)前的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，該共用車道一小時(shí)內(nèi)所通過的最大車輛數(shù) 目。車輛占道長度是指包括車輛自身的長度、與前后兩車之間的安全間距在內(nèi)的空間長度。
[0003] 目前，城市道路交叉口調(diào)頭區(qū)域的最佳位置尚缺乏合理、可行的方法，都是交通管 理人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，致使左轉(zhuǎn)車流與調(diào)頭車流在通行過程中相互干擾明顯，造成了車道 時(shí)間資源浪費(fèi)和通行能力下降。
[0004] 經(jīng)過發(fā)明人長期調(diào)查和研究，通過分析左轉(zhuǎn)和調(diào)頭車流在不同條件下的相互影響 機(jī)理，建立了左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型，并以通行能力最大為目標(biāo)確定調(diào) 頭區(qū)域的最佳設(shè)置位置，使得左轉(zhuǎn)車流與調(diào)頭車流之間相互影響最小，車道資源的利用率 最尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種設(shè)置中央隔離護(hù)欄的道路交叉口調(diào)頭區(qū) 域設(shè)計(jì)方法。
[0006] 本發(fā)明包括以下步驟：
[0007] A)先建立左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型，具體是：
[0008] a)先確定左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道的交通流特性
[0009] 這里的交通流特性包括三個參數(shù)：單位時(shí)間內(nèi)車輛到達(dá)率d、左轉(zhuǎn)調(diào)頭比例A、交 叉口停車排隊(duì)時(shí)車輛占道長度1。；
[0010] 左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道交通流特性確定方法，包括以下兩種：
[0011] 1)實(shí)地調(diào)查，獲取計(jì)算左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道的交通流特性的數(shù)據(jù)
[0012] 這個主要是針對已建道路交叉口優(yōu)化，需要獲取的數(shù)據(jù)包括：高峰時(shí)段左轉(zhuǎn)和調(diào) 頭共用車道到達(dá)和通過的左轉(zhuǎn)和調(diào)頭的車輛數(shù)、交叉口信號配時(shí)方案；
[0013]利用調(diào)查得到的數(shù)據(jù)計(jì)算左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道上的左轉(zhuǎn)車和調(diào)頭車比例A、車輛 到達(dá)率d、交叉口停車排隊(duì)時(shí)每輛車的占道長度1。；
[0014] 2)分析預(yù)測，直接確定左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道交通流特性
[0015] 這個主要是針對擬建交叉口，在規(guī)劃階段充分考慮周邊交通需求，得出該交叉口 左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道上的左轉(zhuǎn)車和調(diào)頭車比例A、車輛到達(dá)率d、交叉口停車排隊(duì)時(shí)每輛 車的占道長度Ic;
[0016] b)然后確定交叉口的設(shè)計(jì)參數(shù)；
[0017] 這里的交叉口設(shè)計(jì)參數(shù)包括：對向進(jìn)口車道停車線與該進(jìn)口停車線的距離L1、相 鄰出口道寬度H、交叉口各進(jìn)口直行、左轉(zhuǎn)、調(diào)頭的設(shè)計(jì)車速Vwa、Vts、Vws、交叉口該進(jìn)口 渠化段長度L2、左轉(zhuǎn)待行區(qū)長度L3;
[0018] 交叉口的設(shè)計(jì)參數(shù)的獲取方法，包括以下兩種：
[0019] 1)實(shí)地調(diào)查，獲取計(jì)算交叉口設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)據(jù)
[0020] 實(shí)地丈量對向進(jìn)口車道停車線與該進(jìn)口停車線的距離L1、相鄰出口車道數(shù)和車道 寬度H、交叉口該進(jìn)口渠化段長度L3、用測速儀測量車輛通過交叉口的速度；
[0021] 2)查閱交叉口設(shè)計(jì)方案，直接獲取交叉口設(shè)計(jì)參數(shù)
[0022] c)確定交叉口信號配時(shí)方案；
[0023] 交叉口信號配時(shí)方案的獲取方法，包括以下兩種：
[0024] 1)實(shí)地調(diào)查，記錄車流放行次序、各階段時(shí)長、信號周期時(shí)長c;
[0025] 2)查閱交叉口設(shè)計(jì)方案，直接獲取交叉口詳細(xì)的信號配時(shí)設(shè)計(jì)方案；
[0026]d)最后建立該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型 [0027] 建立該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型的過程包括：
[0028] 1)首先分析左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道時(shí)間損失的原因
[0029] 分析左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道時(shí)間損失原因的過程：由于調(diào)頭區(qū)域設(shè)置在渠化段內(nèi)， 當(dāng)調(diào)頭車最先進(jìn)入共用車道并在調(diào)頭區(qū)域處停車等待時(shí)，其后續(xù)左轉(zhuǎn)車輛就只能跟隨停車 而無法到達(dá)停車線（包括設(shè)置左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)區(qū)的前端停車線），那么在調(diào)頭區(qū)域與停車線之間 就會形成一個"真空地帶"，當(dāng)左轉(zhuǎn)和調(diào)頭綠燈啟亮后，左轉(zhuǎn)車要等調(diào)頭車駛離后再從遠(yuǎn)離 停車線的位置開始啟動，而左轉(zhuǎn)車的等待調(diào)頭車駛離和通過"真空地帶"的時(shí)間就是共用車 道的第一類損失時(shí)間；第二種情況，在禁止左轉(zhuǎn)允許調(diào)頭的信號階段內(nèi)，當(dāng)左轉(zhuǎn)車排隊(duì)長度 超過調(diào)頭區(qū)域時(shí)，將會阻擋調(diào)頭車的正常通行，使得剩余綠燈時(shí)間變?yōu)榭辗?，這是共用車道 的第二類損失時(shí)間；將導(dǎo)致共用車道時(shí)間損失的原因主要?dú)w結(jié)為兩大類，即：調(diào)頭車阻擋 左轉(zhuǎn)車帶來的時(shí)間損失和左轉(zhuǎn)車阻擋調(diào)頭車帶來的時(shí)間損失；
[0030] 2)其次建立兩類情況下的時(shí)間損失計(jì)算模型
[0031] 建立兩類情況下的時(shí)間損失計(jì)算模型的過程：首先分析調(diào)頭車阻擋左轉(zhuǎn)車帶來的 時(shí)間損失，等于上一階段最后一輛直行車通過調(diào)頭口的清空時(shí)間、車輛啟動損失時(shí)間、被調(diào) 頭車阻擋的最前一輛左轉(zhuǎn)車通過其"真空地帶"的時(shí)間之和；其次分析左轉(zhuǎn)車阻擋調(diào)頭車帶 來的時(shí)間損失，等于該信號階段總時(shí)長減去從該階段左轉(zhuǎn)紅燈啟亮開始到左轉(zhuǎn)車排隊(duì)遮擋 調(diào)頭口所經(jīng)歷的時(shí)長；
[0032] 3)然后確定左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的總損失時(shí)間計(jì)算模型
[0033] 計(jì)算左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道總損失時(shí)間的過程：調(diào)頭車阻擋左轉(zhuǎn)車帶來時(shí)間損失和 左轉(zhuǎn)車阻擋調(diào)頭車帶來時(shí)間損失兩大類情況都包含很多種情形，各情形都有自己對應(yīng)的概 率和損失時(shí)間，總損失時(shí)間的數(shù)學(xué)期望就是所有情形下的損失時(shí)間乘以其發(fā)生概率之和；
[0034] 4)最后建立左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型
[0035] 這里建立左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型的過程：用單位通行時(shí)間減去 總損失時(shí)間得到有效通行時(shí)間，用有效通行時(shí)間除以單位標(biāo)準(zhǔn)車的通行時(shí)間，即得左轉(zhuǎn)和 調(diào)頭共用車道的通行能力；
[0036] B)再確定該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的調(diào)頭區(qū)域位置，具體是：
[0037] a)先求解不同調(diào)頭區(qū)域位置下該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力
[0038] 在左轉(zhuǎn)和調(diào)頭車道交通特性、交叉口設(shè)計(jì)參數(shù)已知的情況下，讓調(diào)頭區(qū)域位置在0 到L2之間取值，得出不同調(diào)頭區(qū)域位置下該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力；
[0039] b)再確定該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的調(diào)頭區(qū)域位置
[0040] 利用得出的不同調(diào)頭區(qū)域位置下該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力，繪制左轉(zhuǎn)和 調(diào)頭共用車道的通行能力與調(diào)頭區(qū)域位置的對應(yīng)變化曲線，使得通行能力最大的那個位置 就是最佳位置。
[0041] 本發(fā)明在計(jì)算左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道通行能力的過程中，依據(jù)該車道的交通流特 性、交叉口設(shè)計(jì)參數(shù)，并結(jié)合交叉口實(shí)際運(yùn)行特性，進(jìn)行模型的建立與簡化，并以通行能力 最大為目標(biāo)確定調(diào)頭區(qū)域的最佳設(shè)置位置，使得左轉(zhuǎn)車流與調(diào)頭車流之間相互影響最小， 車道資源的利用率最高。
[0042] 本發(fā)明的有益效果：
[0043] 1)本發(fā)明在確定調(diào)頭區(qū)域最佳設(shè)置位置時(shí)，以車道的交通流特性、交叉口設(shè)計(jì)參 數(shù)為依據(jù)，并充分考慮到了實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中可能發(fā)生的沖突類型，建立模型，使得調(diào)頭區(qū)域的 設(shè)置更加準(zhǔn)確、合理；
[0044] 2)本發(fā)明沿用以前的車輛到達(dá)率模型和設(shè)置中央隔離護(hù)欄的道路交叉口調(diào)頭區(qū) 域設(shè)置形式，首創(chuàng)調(diào)頭區(qū)域的位置設(shè)計(jì)方法，把交叉口尺寸、設(shè)計(jì)車速和左轉(zhuǎn)調(diào)頭需求結(jié)合 起來，使得建立的通行能力計(jì)算公式更加準(zhǔn)確的描述調(diào)頭區(qū)域設(shè)置位置對左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用 車道運(yùn)行效率的影響，可以更好的為城市交通規(guī)劃與管理服務(wù)。
【附圖說明】
[0045] 圖1是本發(fā)明所適用的平面十字交叉口示意圖；
[0046] 圖2是本發(fā)明所采用的信號配時(shí)方案示意圖；
[0047] 圖3是調(diào)頭車阻擋左轉(zhuǎn)車通行的交叉口排隊(duì)示意圖；
[0048] 圖4是左轉(zhuǎn)車阻擋調(diào)頭車通行的交叉口排隊(duì)示意圖；
[0049] 圖5是本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0051] 如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實(shí)施例步驟包括：先建立左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車 道的通行能力計(jì)算模型、再確定該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的調(diào)頭區(qū)域位置。
[0052] A)在確定左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型的過程中：
[0053] a)要先確定左轉(zhuǎn)及調(diào)頭共用車道的交通流特性，即包括三個參數(shù)：左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共 用車道上的左轉(zhuǎn)車和調(diào)頭車比例A、車輛到達(dá)率山交叉口停車排隊(duì)時(shí)車輛占道長度1。；
[0054] b)然后確定交叉口的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括：如圖1中所示對向進(jìn)口車道停車線與該進(jìn) 口停車線的距離L1、相鄰出口道寬度H、交叉口該進(jìn)口渠化段長度L2、左轉(zhuǎn)待行區(qū)長度L3、交 叉口各進(jìn)口直行、左轉(zhuǎn)、調(diào)頭的設(shè)計(jì)車速VfiiS、Vtia、Vwa，這里用L表示要求解的調(diào)頭區(qū)域 設(shè)置位置，用h表示調(diào)頭口寬度、這里取6m;
[0055] c)確定交叉口信號配時(shí)方案，這里如圖2所示，令調(diào)頭信號在階段2啟亮、階段3 結(jié)束，信號周期時(shí)長為C、各階段時(shí)長依次為gpg2、g3、g4;
[0056]d)最后確定該左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道的通行能力計(jì)算模型，過程包括：
[0057] 1)首先分析導(dǎo)致左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道時(shí)間損失的原因：
[0058] 分析左轉(zhuǎn)和調(diào)頭共用車道時(shí)間損失原因的過程：如