交叉口出口道的路内停车带与交叉口最佳距离设置方法技术

本发明专利技术公开一种交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳距离的设置方法，该方法利用交通流的波动理论，分析由交叉口上游进口道驶入交叉口的连续交通流行驶至交叉口下游出口道的路内停车带后，交通流三要素的变化情况，以此解析在不影响同周期内下一相位垂直向车流以及下一周期交叉口上游进口道驶入交叉口的连续交通流的正常运行前提下的，交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口的最佳距离。通过本发明专利技术的方法设置交叉口下游出口道的路内停车带，既不影响同周期下一相位垂直向的连续交通流的正常运行，也不影响下一周期交叉口上游进口道驶入的连续交通流的正常运行。尤其对于城市中心住宅区内利用次要道路设置路内停车带有着重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在不影响城市信号控制交叉口正常运行的条件下，交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳距离的设置方法，涉及城市交通管理与控制技术、交通流波动理论相关技术。
技术介绍
随着中国城市化和机动化进程的快速发展，城市机动车保有量迅猛增长，很多城市的停车问题日趋严重。停车问题开始受到人们的重视，人们逐步认识到必须研究停车问题。从规划及管理上采取解决停车问题的对策，考虑对有限的道路交通设施的空间，在行驶车辆与静止车辆间如何作合理的安排与分配。城市停车场按其用地及服务功能大致可分为路边(路内)停车带、建筑物配建停车场及路外公共停车场三种。路边(路内)停车带作为城市交通静态设施不可或缺的部分， 有着车辆存取方便、步行距离短等优点，然而由于车辆停放占用道路资源，路内停车具有干扰动态交通流的运行，导致道路通行能力的降低，增加车流延误等缺点。路边(路内)停车路段与交叉口的距离是路边停车设计的一个重要指标，为了尽量减少路边停车对动态交通的影响，确定路边停车的最佳位置是至关重要的。设置在出口道的路内停车带主要影响驶入交叉口车辆的离散效果，如果处理不恰当，即下游出口道路内停车带距交叉口的长度D不足时，会使得在有效绿灯时间内驶入交叉口出口道的车辆得不到正常疏散以至于影响同周期下一相位垂直向交通流正常运行，甚至影响下一周期交叉口上游进口道交通流的正常驶入，严重时，会形成瓶颈而阻塞交叉口。为尽量减少交叉口下游出口道设置的路内停车带对交叉口动态交通流的影响，解析设置在出口道的路内停车带与交叉口的关系，构建停车带与交叉口的最佳距离计算方法，确定路边停车的最佳位置，是路内停车合理规划与设置所迫切需要解决的问题。在城市道路路内停车设计过程中，一般要求最佳设置距离D的值不小于50 120 米。陈峻等在《信号交叉口影响区路边停车的交通流延误模型》一文中研究指出随着交叉口饱和流率的不同，进口道设置的路内停车带与交叉口的距离可分别在60m和90m的区间设定；另有龙亮等在《信号控制交叉口单侧路边停车最佳位置研究》一文研究指出当路段交通量较小，设置于进口道的路边停车带与交叉口的距离可以选择在50m左右，而在路段交通量较大时，路边停车与交叉口的距离建议设置在70m左右；此外，杨晓光在其所著 《城市道路交通设计指南》中指出D值应不小于进出口道最大排队长度L+12 15米。上述分析可知，目前对于在交叉口出口道设置路内停车带的最佳位置尚缺乏合理、可行的方法，同时，对于城市中心区内道路交通流量较小，附近居民夜间、临时停车需求较大的次要道路，道路资源较为紧张，在道路条件满足设置路内停车带要求的前提下，参照上述D值的要求设置路内停车带往往不能够有效地利用有限的道路资源，以满足附近居民夜间或临时路内停车的需求。本专利技术研究发现，对于在具有上述特征的次要道路上设置路内停车带，其距交叉口的最佳设置距离可采用较小的D值而不影响交叉口的正常运行。当上游交叉口绿灯启亮后，交叉口排队车辆陆续起动而形成一列具有适当密度、 速度的车队驶入出口道，此时交通流前车与后车的到达不是离散的、相互独立，而是连续的、相互影响的，此时车辆到达不能用概率模型描述，连续流情况下的交通流可以比拟为流体，用车流波动理论来描述车流的运行状况。车流波动理论假定在车流中各单个车辆的行驶状态与前车相同，同时，驶出上游交叉口进口道进入下游出口道的连续交通流到达路内停车带影响区域时，由于道路有效宽度减少将迫使驾驶员倾向于内侧车道行驶而使连续流压缩和集结，驶过影响区域后开始消散，这与车流波动理论所描述车流集结-消散过程有其共性。因此，考虑运用车流波动理论描述车辆这一周期性到达的过程并能够发挥其效用， 构建交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳设置距离D的计算方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是在不影响城市信号控制交叉口正常运行，减少路内停车带对动态交通影响的条件下提供一种合理有效的分析，求解交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳设置距离D的计算方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案一种，其特征在于，利用交通流的波动理论分析上游交叉口驶出的连续交通流行驶至交叉口下游出口道的路内停车带后交通流三要素的变化情况，并以此解析在不影响同周期下一相位垂直向交通流以及下一周期交叉口上游进口道驶入的连续交通流的正常运行的前提下，交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳距离的设置方法，其具体步骤为1)针对待研究城市信号控制交叉口区域建立平面二维时空坐标系；2)调查待研究城市信号控制交叉口相关信息，获取下游出口道路段路内停车带的原始数据资料，包括设置长度，交叉口信号周期时长，有效绿灯时长，连续车流饱和流流量、速度大小，并在平面二维时空坐标系上表达；3)根据调查获知的原始数据资料，进行初步分析计算，求解相关数值，包括集结波、消散波波速；4)根据驶入交叉口下游出口道的连续车流因受下游出口道路内停车带影响而形成的拥挤车队，对交叉口正常交通运行的影响情况进行分析，分类建立最佳设置距离D的求解模型；5)根据步骤4)得出的计算模型，结合起始数据求解最佳距离设置距离D，并就解算结果分析下游出口道路段可用于停车带设置的最大长度Lmax，是否能够满足最佳设置距离D与路内停车带长度Lp之和的需求，如果不能满足，则将Lp减去一个停车位的长度，返回步骤4)，重新选择相应模型求解最佳设置距离D，如能满足设置要求，则输出可设置的路内停车带长度，以及停车带距交叉口最佳设置距离D。有益效果本专利技术提出的城市信号控制交叉口下游出口道路内停车带距交叉口最佳距离D设置方法，是在满足经过高峰小时内的周期数后，在有效绿灯时间内经交叉口上游进口道驶入交叉口下游出口道的车流，因受下游出口道的路内停车带影响而形成的拥挤车流，累计未得到消散的拥挤车队尾车仍在最佳设置距离D的范围之内的条件下，即，既不影响同周期内下一相位垂直向的连续车流的正常运行，并且经过高峰小时累积后的拥挤车队也不影响交叉口上游进口道驶入的连续车流的正常运行，最佳距离D的设置方法，可以在已知信号控制交叉口信号配时情况、下游交叉口出口道路内停车带的设置长度、有效绿灯时间内驶入交叉口下游出口道的连续车流的交通流参数及其变化情况下，通过波动理论分析得出的计算模型对D满足的约束条件进行定量求解计算。本专利技术研究发现，在交通量较小且周边停车需求较大的次要道路，对于该类路段上信号控制交叉口下游出口道设置路内停车带，停车带距离交叉口的最佳设置距离D往往突破规范规定之外，可以采取较小的设置距离D值，这对于特别是城市中心住宅区内，利用次要道路设置路内停车有着重要的指导意义，从而尽可能满足附近居民的路面短期停车需求。附图说明图1为本专利技术交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳距离D设置方法的基本流程图。图2，图3为根据获取的交叉口以及驶过交叉口的连续车流的相关信息，建立连续交通流驶过交叉口的平面二维时空坐标系。图4a，图4b在有效绿灯时间内产生的拥挤车队占用道路长度不影响同周期下一相位垂直向的交通流的正常运行，且不影响下一周期由交叉口上游进口道驶入的连续交通流的正常运行时，连续交通流在有效绿灯时间内经交叉口上游进口道驶入交叉口下游出口道的行车轨迹图。图5在有效绿灯时间内产生的拥挤车队占用道路长度不影响同周期下本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳距离的设置方法，其特征在于，利用交通流的波动理论分析交叉口上游进口道驶入交叉口的连续交通流行驶至交叉口下游出口道的路内停车带后交通流三要素的变化情况，并以此解析在不影响同周期内下一相位垂直向交通流，以及下一周期交叉口上游进口道驶入交叉口的连续交通流的正常运行的前提下，交叉口下游出口道的路内停车带距交叉口最佳距离的设置方法，其具体步骤为：１）针对待研究城市信号控制交叉口建立平面二维时空坐标系；２）调查待研究城市信号控制交叉口相关信息，获取下游出口道路段路内停车带的原始数据资料，包括设置长度，交叉口信号周期时长，有效绿灯时长，连续车流饱和流流量、速度大小，并在平面二维时空坐标系上表达；３）根据调查获知的原始数据资料，进行初步分析计算，求解相关数值，包括集结波、消散波波速；４）根据驶入交叉口下游出口道的连续交通流因受下游出口道路内停车带影响而形成的拥挤车队，对交叉口正常交通运行的影响情况进行分析，分类建立最佳设置距离Ｄ的求解模型；５）根据步骤４）得出的计算模型，结合起始数据求解最佳距离设置距离Ｄ，并就解算结果分析下游出口道的路段可用于停车带设置的最大长度Ｌｍａｘ，是否能够满足最佳设置距离Ｄ与路内停车带长度Ｌｐ之和的需求，如果不能满足，则将Ｌｐ减去一个停车位的长度，返回步骤４），重新选择相应模型求解最佳设置距离Ｄ，如能满足设置要求，则输出可设置的路内停车带长度，以及停车带距交叉口最佳设置距离Ｄ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峻，朱仁伟，叶晓飞，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84