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        基于VISSIM的城市交叉口仿真優(yōu)化

        2015-08-05 06:06:36葛麗娜黃子龍唐陽山
        黑龍江交通科技 2015年7期
        關(guān)鍵詞:左轉(zhuǎn)交叉口車道

        葛麗娜,黃子龍,唐陽山

        (遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車與交通學(xué)院)

        交叉口是交通擁堵和事故的多發(fā)地帶,對交叉口及其周邊區(qū)域進行合理地交通規(guī)劃意義重大。傳統(tǒng)的城市交叉口數(shù)量眾多,改建難度大,因此在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行交通組織優(yōu)化對緩解交通擁堵問題具有重要現(xiàn)實意義。

        1 交叉口現(xiàn)狀

        柳泉路為淄博市主干道之一,其周邊集中了眾多商業(yè)網(wǎng)點,地理位置優(yōu)越。沿線高層林立,居住人員密集,交通量大,區(qū)域現(xiàn)狀如圖1 所示。

        圖1 交叉口周邊區(qū)域現(xiàn)狀圖

        選取柳泉路較為擁堵的交叉口作為研究對象,根據(jù)交叉口幾何尺寸與交通狀況表1 所示畫出交叉口幾何平面圖,如圖2。

        由圖2 可知,柳泉路南北進口道分別為四車道,出口道分別為三車道;新村路東出口為三車道并且有右轉(zhuǎn)直行和左轉(zhuǎn)直行混合行駛車道;僅新村路西進口設(shè)有左轉(zhuǎn)待駛區(qū)。

        表1 交叉口部分幾何尺寸與交通狀況表

        圖2 交叉口幾何示意圖

        分別對交叉口各個進口方向車流量進行統(tǒng)計,統(tǒng)計結(jié)果如圖3 所示,高峰小時交通量如圖4 所示。

        圖3 交叉口各個方向24 h 流量統(tǒng)計(單位:標(biāo)準車)

        圖4 交叉口高峰小時流量流向(標(biāo)準車/小時)

        現(xiàn)有交叉口采用四相位信號控制,信號配時情況如表2所示。周期長度為113s,各相位黃燈時長3s,綠燈時長根據(jù)車流量大小而有所不同。

        表2 現(xiàn)狀信號配時方案

        2 交叉口問題分析

        2.1 數(shù)據(jù)分析

        由調(diào)查數(shù)據(jù)計算可知,到該交叉口的最大飽和度為北進口0.89,平均每車的延誤最高值為南進口45s,交叉口的整體服務(wù)水平為D 級,整個交叉口高峰小時的總停車次數(shù)為2 430 次,通行能力達到6 350 輛/小時,總排隊長度為360 m。具體數(shù)據(jù)見表3。

        表3 交叉口現(xiàn)狀數(shù)據(jù)表

        由表3 可知,東進口服務(wù)水平最差,南北進口服務(wù)水平次之;東進口的左轉(zhuǎn)延誤高達84 s;南北進口的停車次數(shù)和排隊長度高于其它路口;南北進口直行與東進口左轉(zhuǎn)飽和度較高。因此東進口左轉(zhuǎn)與南北進口需要改進。

        2.2 現(xiàn)狀模擬仿真

        根據(jù)現(xiàn)有調(diào)查數(shù)據(jù),運用VISSIM 仿真軟件進行仿真,交叉口現(xiàn)狀仿真情況如圖5 所示。

        圖5 交叉口現(xiàn)狀仿真圖

        3 問題分析

        3.1 存在問題

        目前,該交叉口實施了一些交通管制措施,但仍然存在著不少的問題,主要有如下幾點:

        (1)交叉口進出口道以及公交站臺設(shè)置不合理。南北方向的柳泉路作為主干道路,車流量較大,特別是直行車輛較多,而交叉口南北進口道直行只有兩個車道,不能滿足高峰時期車輛快速進出交叉口的需求。交叉口進口道附近設(shè)有公交站點,公交車頻繁進出公交站點對主線交通流產(chǎn)生嚴重干擾,給行人過街帶來安全隱患。

        (2)非機動車道占用現(xiàn)象嚴重。很多車輛占用非機動車道作為停車場所,一些非機動車不得不挪到機動車道上行駛,給非機動車駕駛員帶來安全隱患。東西方向新村路的非機動車交通量較大,而非機動車道不能滿足需求,特別是東進口的非機動車道,不僅道路較窄,而且有樹木遮擋,影響了非機動車及行人的行駛。南北進口道的道路較寬而非機動車相對較少,導(dǎo)致利用率不高。

        (3)交叉口的部分交通標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置不完善。新村路東出口為非機動車道,但是沒有任何標(biāo)志標(biāo)線,機動車常與非機動車混行,增加了安全隱患并且在一定程度上影響了道路的通行能力;由于西進口內(nèi)調(diào)頭車輛多,而調(diào)頭標(biāo)志標(biāo)線不明顯,而且左轉(zhuǎn)與掉頭車輛共用一個車道,所以易發(fā)生沖突。

        (4)西進口直行交通量較大,但是東出口僅三條車道而且左轉(zhuǎn)與直行,右轉(zhuǎn)與直行混行,所以交通沖突明顯增多。另外東出口的分隔帶對車輛的影響較大,此處設(shè)置很不合理。

        (5)交叉口面積過大,導(dǎo)致車輛行車軌跡混亂,沖突增多,司機與行人注意力分散,容易發(fā)生交通事故。同時,也使停車線之間的距離過長,信號周期內(nèi)交叉口清場時間過長,使行人過街困難。車輛通過交叉口時速度越快,追尾及左轉(zhuǎn)車與直行車發(fā)生事故的危險性增大,也容易引發(fā)左右轉(zhuǎn)車與橫過人行道的步行者之間的事故。

        (6)交通參與者的安全法制意識淡薄,突出表現(xiàn)在交叉口搶道、繞道行駛和路段左轉(zhuǎn)違章。為了在最短的時間內(nèi)通過交叉口,部分機動車駕駛員無視道路交通安全,爭道搶道,強行左轉(zhuǎn),這樣人為降低了單位時間路段交通流量;行人亂闖紅燈現(xiàn)象嚴重,在交叉口附近隨意橫穿道路,也給交通部門的管理工作帶來不便。

        3.2 改善設(shè)計

        根據(jù)交叉口存在的問題,對該交叉口進行了改善設(shè)計,主要有以下幾點:

        (1)合理劃分車道功能。根據(jù)交通調(diào)查資料將西進口左轉(zhuǎn)和掉頭車道劃分出掉頭專用車道;由于南北向的非機動車相對不擁堵,所以縮窄非機動車道并將綠化帶拆除,將柳泉路南北向車道擴展一車道,進口道改為五車道,出口道改為四車道;東出口道也擴為四車道,增加一直行車道;由于東西進口的非機動車較多,所以將非機動車道拓寬。修改后的交叉口如圖6 所示。

        圖6 交叉口改善圖

        (2)完善道路的標(biāo)志標(biāo)線,加強維護中央護欄。對交叉口現(xiàn)有的停車線、車道線、人行過街橫道線及調(diào)頭標(biāo)線進行完善和補充。具體標(biāo)準為機動車停車線距離人行橫道線為1.5 m ,入口道與出口道必須用雙黃實線隔開,交叉口進口道的不同車道之間用黃實線分隔,出口道各車道之間用白虛線分隔,交叉口內(nèi)設(shè)計左轉(zhuǎn)軌跡線或引導(dǎo)線;公路護欄可以在一定程度上減少車輛左進左出現(xiàn)象的發(fā)生,改善交叉口運行狀況。

        (3)加強道路沿線經(jīng)營場所綜合整治,優(yōu)化交叉口周邊交通環(huán)境。綜合整治公路沿線經(jīng)營場所,規(guī)范公路兩側(cè)建筑、服務(wù)設(shè)施,優(yōu)化交叉口交通環(huán)境;優(yōu)化交通流匯集場所的進出口,盡量避免與公路上車流的直接沖突。

        (4)改善公交系統(tǒng),大力推進公共交通優(yōu)先政策。倡導(dǎo)以城市公共交通為導(dǎo)向的土地利用形態(tài),建立以常規(guī)公交為主體,出租車等為補充的公交體系;柳泉路作為淄博市的城市干線,承擔(dān)了大量的城市區(qū)間交通,柳泉路上車輛以小客車為主體。所以,提高公交服務(wù)水平,對于減少小汽車出行,緩解柳泉路交通壓力,有著重要意義。

        (5)加強交通管理。首先應(yīng)加強交通管理部門自身建設(shè),使警力、經(jīng)費、管理手段、科學(xué)技術(shù)力量的投入適應(yīng)城市人口和機動車保有量的快速增長的需求;其次應(yīng)加強路面交通管理,消除非法占道停車,加大對機動車、非機動車違法的執(zhí)法力度,及時處理交通事故等突發(fā)事件,及時向公眾提供交通信息,通過各種手段營造秩序井然、暢通的交通環(huán)境。

        (6)改善交叉口信號配時。信號配時修改方案如表4所示。

        表4 信號配時修改方案

        4 交叉口優(yōu)化仿真

        根據(jù)優(yōu)化方案得到的仿真結(jié)果如表5 所示。

        圖7 交叉口優(yōu)化方案仿真圖

        由表5 可知,優(yōu)化后的交叉口的最大飽和度減小到0.79;平均每車延誤為38.3s,減少了20%,所有進口的車均延誤更加均衡;總的排隊長度從現(xiàn)狀的357 m 減少到305 m,減少了15%;總的通行能力從現(xiàn)狀的6 346 輛/h 增加到7117輛/h,增加了12%;交叉口的整體服務(wù)水平為C 級;總的停車次數(shù)和排隊長度與優(yōu)化前有減少,交叉口的交通狀況得到了有效改善。

        表5 優(yōu)化仿真結(jié)果表

        5 結(jié) 論

        通過對柳泉路與新村路交叉口及其周邊區(qū)域進行交通調(diào)查分析,揭示了交叉口擁堵的內(nèi)因。應(yīng)用VISSIM 微觀交通仿真軟件對交叉口進行信號配時優(yōu)化,空間優(yōu)化設(shè)計,使交叉口的服務(wù)水平提高了一個等級。為解決城市交叉口問題提供了依據(jù)。

        需要指出的是,本文對交叉口的交通組織優(yōu)化僅僅是根據(jù)機動車的交通流特性研究的,非機動車特別是電動車對交通流的運行也有很大影響,所以應(yīng)該同時對非機動車的交通流特性進行研究。另外,本文研究主要是針對單個交叉口進行的,多個交叉口聯(lián)動的情況尚未研究,今后可以考慮多個交叉口協(xié)調(diào)組織優(yōu)化。

        [1]徐吉謙.交通工程總論[M].北京:人民交通出版社,2002.

        [2]姜桂艷.丁同強.交通工程學(xué)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2007.

        [3]裴玉龍,張亞平.道路交通系統(tǒng)仿真[M].北京:人民交通出版社,2004.

        [4]孫超,徐建閩.基于VISSIM 的城市交叉口改善優(yōu)化研究[J].廣東公路交通,2010,(3):15-21.

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