保护相位下左转车道存储段长度计算

第 4期
王京元, 等: 保护相位下左转车道存储段长度计算
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合理设置左转车道是改善交叉口运行状况的 有效手段
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于左转车辆和相邻车道 直行车辆的排 队长度. 同 时, 受几何条件、 服务质量要求及经济性等限制, 存 储段也不能过长 . 首先从左转车辆排队所需存储段 长度的角度展开研究 .
, 长度是左转车道设计的重要参数. 受
左转车道中有 n 辆车排队等候的概率 P n 为 P n = 1-
( 1)
每给定一个置信概率 P, 队列中与之对应着一 个最大排队车辆数 N, 则左转排队车辆数不超过 N 的概率即为 P, 表示为 P ( n N ) . 由式 ( 1)得
N+ 1
P ( n N ) = 1-
( 2)
在给定置信概率 P 的情况下, 对式 ( 2) 求解得 到达率小于服务率时的最大排队车辆数为 ln ( 1- P ( n N ) ) N= -1 < 1 ln
Calculation of storage lengths for left turn lanes w ith protected phases
W ang J in gyuan
1
W ang W e i
2
( 1 C ol lege o f C iv il En gin eer ing, Sh enzhen U n iversity, Sh enzhen 518060, C h ina) ( 2 Schoo l of Transportat ion, S ou th east U n iversity, N an jing 210096 , C h ina)
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1 2 计算模型 1 2 1 单通道服务系统的一般排队模型 从左转车辆排队角度而言 , 存储段需容纳排队 车辆 , 即存储段长度不能小于一个信号周期内左转 车辆排队长度, 以免阻塞相邻直行车道. 于是 , 存储 段长度的计算转化为左转车辆排队长度的计算. 假 定交叉口进口道仅设置 1 条左转车道, 根据交通流 理论和排队论, 可进一步将左转车道描述为单通道 服务系统
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, 综合
. 由排队论模型求得排队车辆数, 乘以
考虑左转交通量、 周期长度、 左转绿灯时间 , 运用排 队论和概率论, 从左转车辆排队需求和实用性等多 个方面对保护相位下设置 1 条左转车道存储段的 长度开展研究.
设计车辆的排队长度 , 即得存储段长度. 为便于讨 论, 以排队车辆数代替存储段长度进行分析. 设每个周期到达的左转车辆数 ( 到达率 ) 和通 过的左转车辆数 (服务率 ) 分别为 车线的车头时距 ) 服从负指数分布
Abstract : Sto rag e leng th s o f lef t turn lane fo r signa lized intersection approach w ith pro tected phase and on ly one left turn lane w ere stud ie d usin g queuing th eo ry and probab ility th eo ry. T he sto rag e leng th o f th is study focused on m eetin g the requ ire m en ts o f left turn veh icles queu in g. T he m ain v ar iables are le f t turn vo lum e s , cyc le leng ths and left turn g reen t i m e. A theore tica lm oda l fo r ca lculat in g sto rag e leng ths fo r sing le left turn lane w ith pro tected phase w as estab lished based on M /M / 1 queuin g syste m. The app licable and practical conditio n s are d iscussed . T he v ar ia tio ns o f sto rag e leng th w ith degree o f sa tura tio n and lef t turn vo lu m es are ana lyzed . On this basis , the th re sho lds o f queue length and degree o f satura tio n e tc . are propo sed w ith ov era ll consideration o f geom etric con d it io ns , serv ice qua lity and econom ic perfo r m ance. It is ind ica ted that the num ber o f queuin g veh icles can no t be m o re than 20 , and the practica l saturation in terv al is [ 0 , 0 8] fo r a 95 % proba b ility. M e th ods o f deter m in ing va lues fo r three key param e ters are d iscussed . T hey are the conf i dence probability, the design tra ff ic vo lum e and the queuing headw ay. C alcu lation s and ana lyses w ere done fo r g enera l condit io ns . Tw o sets o f concepts are propo sed in o rder to facilitate eng in eerin g app lic ation , w h ich in clude li m it traff ic vo lum e and li m it queue leng th, crit ica l traf f ic vo lu m e and critical queue leng th. T he resu lts are charted and the pro cesse s o f determ ining th e storage leng th are dev eloped app ly ing these charts . T h is study presen ts calculation guid e lines fo r sing le le ft turn lane w ith pro tected phase a t signa lized intersectio ns appro ach, and can also be used to ca lculate the leng ths o f through and right turn lane and queue af ter a little m od if ication . K ey w ord s : sig nalized in tersect io n ; pro tected phase; left turn la ne ; sto rag e leng th
收稿日期 : 2009 12 10 . 作者简介 : 王京元 ( 1977 ) , 男 , 博士 , 副教授 , w an gjingyuan 01 @ sina. com.
基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 50908150 , 50738001 )、 广东省自然科学基金资助项目 ( 9451806001002319 ). 引文格式 : 王京元 , 王炜. 保护相位下左转车道存 储段 长度计 算 [ J] . 东南大 学学报 : 自然科 学版 , 2010 , 40 ( 4 ) : 852 859 . [ do:i 10. 3969 / . j issn. 1001- 0505. 2010 . 04 . 036 ]
保护相位下左转车道存储段长度计算
王京元
1
王
炜
2
( 1 深圳大学土木工程学院 , 深圳 518060) ( 2东南大学交通学院 , 南京 210096)
摘要: 以左转交通量 、 周期长度、 左转绿灯时间为变量 , 运用排队论和概率论, 从满足左转排队车 辆停放需求的角度, 对信号交叉口进口道设置为左转保护相位且仅有 1 条左转专用车道时的左 转车道存储段长度展开研究. 基于 M / M /1 排队系统 , 建立了保护相位下单条左转车道存储段长 度计算的理论模型. 在此基础上 , 讨论了模型的适用条件和实用性 , 分析了存储段长度随饱和度 、 左转交通量的变化规律, 综合考虑空间几何条件、 服务质量、 经济性能, 指出排队车辆数不宜超过 20 辆 , 当置信概率为 95 % 时 , 实用饱和度区间为 [ 0, 0 8]. 讨论了置信概率 、 设计交通量及单位 车辆停放长度等参数的取值方法 . 对典型情况计算 、 分析 , 提出极限交通量和极限排队长度 、 临界 交通量和临界排队长度 2组便于工程应用的概念, 并绘制图表 . 制定了应用图表确定存储段长度 的流程 . 该研究为交叉口采用左转保护相位且进口道仅设置 1 条左转车道的存储段长度确定提 供了依据, 修订后 , 也可以用于直行及右转车流排队长度和车道长度的计算 . 关键词 : 信号交叉口 ; 保护相位; 左转车道; 存储段长度 + 中图分类号 : U 491 5 4 ; U 491 文献标志码 : A 文章编号 : 1001- 0505( 2010) 04 0852 08
[ 4] [ 5] [度不足带来的影响
, 上海则取 10 m ; 文献 [ 6 8] 也大都借