论文总字数：31291字

摘 要

城市道路交叉口是交通系统的瓶颈所在，交通渠化设计是提高交叉口通行效率的最有效手段之一。目前的交叉口渠化设计方法大多仅给出定性的设计意见或设计参数的极限值，缺少一套完整的面向通行效率提升的定量化渠化设计方法。此外进行交叉口渠化设计前需要进行大量的交通量调查、几何参数测量等工作，效率相对低下。

本文结合城市综合交通系统集成分析系统软件——“交运之星-TranStar”，对交通渠化设计方法及交叉口通行能力计算等方面进行了研究。首先通过对国内外信号交叉口通行能力计算模型进行对比分析，以此为基础完善面向“TranStar”的交叉口通行能力计算模型。建立了信号相位配时的确定方法，解决了缺少交叉口信号配时数据的关键问题。从车道功能设计与几何参数设计两方面，提出了一套完整的交叉口渠化设计方法，具体包括进出口道车道功能与车道数设计、进出口道转向专用车道各功能段长度设计、进口道禁止变换车道线长度设计、左转待转区设置数量与前伸长度设计。

本文的研究成果可为“TranStar”的节点交通管理中交叉口渠化设计模块的功能实现与交叉口通行能力计算提供算法模型的支持，为交叉口的渠化设计提供推荐方案，更好地服务于城市交通规划与管理。

关键词：信号交叉口，通行能力，渠化设计，信号配时

Abstract

The intersection of urban roads is the bottleneck of the traffic system. Traffic channelization design is one of the most effective means to improve the traffic efficiency of intersections. Most of the current design methods for intersection canalization only provide qualitative design advice or limit values ​​of design parameters, lacking a complete set of quantitative canalization design methods for improving the efficiency of traffic. In addition, a lot of traffic surveys and geometric parameter measurements are required before the design of intersection canalization, and the efficiency is relatively low.

In this paper, the software of Integrated Analysis System of Urban Integrated Transportation System——“TranStar”, is used to study traffic channelization design method and intersection capacity calculation. First of all, through the comparison and analysis of the traffic capacity calculation models at the domestic and international signalized intersections, the traffic capacity calculation model for the “TranStar” intersection is refined. A method for determining the phase timing of the signal is established, and the key problem of missing the signal timing data of the intersection is solved. From the two aspects of lane function design and geometric parameter design, a complete set of design methods for intersection canalization was proposed, which includes the function of the entrance and exit lanes, the design of the number of lanes, the length of the functional sections of the lanes for the entrance and exit lanes, and the entrance lanes. It is forbidden to change the length of the lane line design, the number of left-to-turn zones to be set, and the design of the front extension.

The research results of this paper can provide support for the function realization of the intersectional canalization design module at the intersection traffic management node of “TranStar” and the calculation of traffic capacity at the intersection.In addition, they can provide a recommendation scheme for the canalization design of the intersection and serve urban transportation planning and management.

KEY WORDS: Signal intersection, Capacity, Canalization design, Signal timing

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 2

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 交叉口通行能力计算模型 2

1.2.2 交叉口通行效率评价 4

1.2.3 交叉口渠化设计 4

1.3 研究内容 5

1.4 技术路线 5

第二章 交叉口通行能力计算模型 7

2.1 国内外常用信号交叉口通行能力计算模型 7

2.1.1 美国HCM通行能力计算模型 7

2.1.2 停车线法 7

2.1.3 冲突点法 8

2.1.4 《城市道路设计规范》推荐方法 9

2.2 “TranStar”现有通行能力计算模型 9

2.2.1 交叉口通行能力计算方法 9

2.2.2 各修正系数的确定方法 10

2.2.3 “TranStar”现有通行能力计算模型的评价 11

2.3 面向“TranStar”的信号交叉口通行能力计算模型构建 12

2.3.1 通行能力计算模型 12

2.3.2 交叉口信号相位与配时的处理 13

2.3.3 通行能力模型各修正系数计算 15

2.4 本章小结 16

第三章 交叉口渠化设计 17

3.1 进口道车道功能设计 17

3.1.1 右转车道设置 17

3.1.2 左转车道设置 18

3.2 进口道车道长度设计 19

3.2.1 偏置转向专用车道长度设计 19

3.2.2 禁止变换车道线长度设计 21

3.3 左转待转区设计 22

3.3.1 左转待转区设置条件 22

3.3.2 左转待转区前伸长度设计 23

3.4 出口道设计 24

3.4.1 出口道车道功能设计 24

3.4.2 展宽右转专用出口车道长度设计 24

3.5 本章小结 25

第四章 结论与展望 26

4.1 主要研究成果与结论 26

4.2 研究展望 26

致谢 28

参考文献 29

绪论

研究背景和意义

研究背景

进入二十一世纪后，我国的经济建设取得一系列进展，工业化和城市化水平显著提高，国民的生活水平有了质的飞跃，机动化交通运输的压力逐年增长。2017年全国机动车保有量全年增长高达11.85%，随之产生城市交通问题逐渐凸显：交通事故频发，汽车尾气污染破坏城市生态环境，噪声污染影响人民正常生活，这些问题严重阻碍城市的进步与发展。城市中可供修建道路的空间有限，交通基础设施的建设始终无法满足飞速增长的交通需求，供需之间严重不平衡，导致交通拥堵成为最突出的城市交通问题之一。

在城市交通网络中，道路交叉口是多路交汇的节点，车辆运行瓶颈总会出现在交叉口处。交叉口交通特点不同于道路路段在于冲突点较多，不同转向的车流在交叉口范围内进行分合流与交织行为。交叉口处车辆加减速频繁，并且存在排队待行的行为，车辆延误普遍较高，通行效率较低。道路交叉口正是由于复杂的交通特性，成为交通拥堵等交通问题最集中发生的地方。平面交叉口的通行能力达不到路段的一半，超过80%的交通延误发生于此，通行能力与交通量的不匹配是交通拥堵的罪魁祸首^[1]。因此为缓解日益严重的交通拥堵情况，提高交叉口的通行效率至关重要。

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