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路段人行横道信号设置影响因素分析及控制方法研究

作　者: 路婷
导　师: 曲昭伟
学　校: 吉林大学
专　业: 交通信息工程及控制
关键词: 信号控制人行横道延误模型交通特性协调控制行人
分类号: U491.54
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

城市道路上分布着许多路段人行横道,这些路段人行横道的一般采用定时式信号控制、按钮式信号控制或无任何控制措施三种控制方式中的其中一种。在信号控制的路段人行横道,如果信号设置不当,将会造成路段机动车流运行不畅,增加机动车运行延误,加剧城市噪声污染和大气污染；同时,也会影响过街交通实体的过街,如过街时间不足导致过街交通实体不能在一个信号周期内完成过街行为,过街延误增加；或者交通实体等待过街时间过长导致部分交通实体强行穿越等,降低过街安全性。针对以上问题,本文研究了路段人行横道信号协调优化的设置方法。在介绍路段人行横道信号设置之前,本文先详细分析了影响路段人行横道信号控制效果的因素——过街交通实体的过街特性和机动车在路段中运行的特性,在分析清楚这两方的特性后,本文提出了以人行横道处行人优先为原则,先保证行人过街安全性,再兼顾机动车的效率,从而使整体效益最优的信号控制方法。此外,判断过街红灯时间和过街交通实体的过街等待容忍极限时间的关系,保证过街红灯时间在交通实体过街等待容忍极限时间以内,从而降低过街交通实体违章穿越的概率,减少交通事故发生的可能性。在过街绿灯时间计算时,充分考虑交通实体过街启动时间及其过街速度与流量的关系,从而使求得的过街绿灯时间满足所有过街交通实体的过街需求,不会导致其跨周期过街。在信号优化时,先以两相邻交叉口共红时间作为过街绿灯时间,当共红时间不足时,利用路段机动车车队离散性和流率关系建立延误模型,以路段人行横道信号对机动车造成的总延误最小为目标求解路段人行横道信号配时优化参数。最后通过模拟仿真软件,验证了本文提出的路段人行横道信号设置方法能够明显提高行人过街的遵章率和安全性,降低机动车在路段行驶过程中的延误。本文提出的路段人行横道信号设置方法,丰富和发展了城市道路信号设置方法,不仅具有理论意义,而且具有实际工程应用价值。本文依托“十一五”国家科技支撑计划重点项目“城市综合交通系统功能提升与设施建设关键技术研究”完成。全文共分为五章,其中第二章、第三章和第四章是论文的核心部分。论文各部分的主要内容总结如下：论文第一章介绍了本文的研究背景,分析了本文研究的目的和意义,对国内外的研究成果做了回顾和总结,建立了论文研究的框架结构,为论文的后续工作奠定了基础。第二章主要从过街起动时间、过街速度和过街延误方面分析了过街交通实体的过街特性。第三章从机动车在路段中行驶的离散性、机动车在路段中的行驶时间、相邻交叉口相位相序设置对车队运行的影响及人行横道信号对机动车造成的延误四个方面研究机动车的运行特性。第四章首先介绍路段人行横道信号设置的思路和流程,其次给出详细的人行横道通行能力、信号配时基本参数及协调控制参数的计算方法,最后模拟验证路段人行横道信号协调控制算法有效性。第五章对全文进行了总结,回顾了本文的研究内容及进展,并对后续的研究方向进行了展望。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第1章绪论  13-25
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 研究目的及意义  14
  1.3 国内外研究现状  14-22
    1.3.1 过街心理和行为研究  15-16
    1.3.2 过街速度研究  16-18
    1.3.3 过街延误研究  18-19
    1.3.4 过街安全性研究  19-20
    1.3.5 过街信号设置研究  20-22
  1.4 研究内容  22-23
    1.4.1 过街交通实体过街特性分析  22-23
    1.4.2 机动车运行特性分析  23
    1.4.3 人行横道信号设置方法研究  23
    1.4.4 总结与展望  23
  1.5 小结  23-25
第2章过街交通实体过街特性分析  25-41
  2.1 过街启动时间特征分析  25-28
    2.1.1 调查地点  25-26
    2.1.2 调查数据  26-27
    2.1.3 调查结果分析  27-28
  2.2 过街速度特征分析  28-34
    2.2.1 信号配时时过街速度影响因素分析  28-29
    2.2.2 实地调查  29-32
    2.2.3 过街速度与行人流量关系建模  32-33
    2.2.4 新型人行横道线渠化方式  33-34
  2.3 过街交通实体的延误计算  34-39
    2.3.1 低流量下的人均延误  34-36
    2.3.2 高流量下的人均延误  36-39
  2.4 小结  39-41
第3章机动车运行特性分析  41-55
  3.1 车队在行驶过程中的离散性的分析  41-43
  3.2 机动车行驶时间预测分析  43-46
    3.2.1 有检测器的平均行驶时间计算方法  44-46
    3.2.2 无检测器的平均行驶时间计算方法  46
  3.3 相位相序对车队运行的影响分析  46-48
    3.3.1 简单相序组合方式下进入路段车流率分析  47-48
    3.3.2 复杂相序组合方式下进入路段车流率分析  48
  3.4 机动车在人行横道处的延误计算  48-53
  3.5 小结  53-55
第4章路段人行横道信号设置方法  55-73
  4.1 人行横道信号设置思想和流程  55-56
  4.2 人行横道通行能力计算  56-59
    4.2.1 想通行能力  57
    4.2.2 实际通行能力  57-59
  4.3 人行横道基本信号参数计算  59-61
    4.3.1 周期  59-60
    4.3.2 过街绿灯时间  60
    4.3.3 绿灯闪烁时间  60-61
  4.4 人行横道信号与交叉口信号协调控制算法  61-67
    4.4.1 信号协调优化流程  61-62
    4.4.2 相关参数计算  62-63
    4.4.3 过街绿灯时间调节  63-64
    4.4.4 相位差确定  64-67
  4.5 人行横道信号设置的其它特殊考虑  67
  4.6 人行横道信号控制效果评价  67-72
    4.6.1 路网条件设定  67-69
    4.6.2 控制结果比较  69-72
  4.7 小结  72-73
第5章总结与展望  73-75
  5.1 论文主要研究成果  73
  5.2 后续研究工作展望  73-75
参考文献  75-79
作者简介及在学期间所取得的科研成果  79-81
致谢  81

路段人行横道信号设置影响因素分析及控制方法研究

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