一種城市信號交叉口機(jī)非隔離設(shè)施設(shè)置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于城市交通規(guī)劃領(lǐng)域，設(shè)及一種城市信號交叉口機(jī)非隔離設(shè)施設(shè)置方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交叉口作為城市道路的瓶頸，機(jī)動車與非機(jī)動車在此相互爭奪時間和空間資源， 產(chǎn)生了大量沖突。在機(jī)非完全混行的交叉口，機(jī)動車與非機(jī)動車之間相互干擾，影響了機(jī)動 車的行駛效率；同時，由于非機(jī)動車車輛自身的安全性較差，本身缺乏完善的安全設(shè)施，所 W在與機(jī)動車發(fā)生沖突的時候，非機(jī)動車和非機(jī)動車騎行者往往面臨很大的安全問題。
[0003] 大部分城市交叉口都通過物理隔離的形式將機(jī)動車與非機(jī)動車分隔，但關(guān)于設(shè)置 隔離條件的研究并不多見，并且對于不同交叉口和交通流量條件下，選擇何種形式的隔離 W及隔離設(shè)施寬度的確定也沒有進(jìn)一步的說明。
[0004] 為合理地使用交叉口空間資源，研究者從非機(jī)動車騎行者安全角度出發(fā)，W非機(jī) 動車膨脹消散特性為基礎(chǔ)，研究交叉口機(jī)非沖突數(shù)模型，W機(jī)非沖突數(shù)作為判定交叉口機(jī) 非隔離設(shè)施服務(wù)水平的標(biāo)準(zhǔn)，并提出滿足服務(wù)水平要求的交叉口進(jìn)出口道機(jī)非隔離設(shè)施設(shè) 置方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種能在既定的交叉口空間條件和交通條件下，滿足服務(wù) 水平要求的城市信號交叉口機(jī)非隔離設(shè)施設(shè)置方法。
[0006] 技術(shù)方案:本發(fā)明的城市信號交叉口機(jī)非隔離設(shè)施設(shè)置方法，包括W下步驟：
[0007] 步驟1，根據(jù)交叉口空間條件及交通條件，確定非機(jī)動車在進(jìn)口道的排隊(duì)密度；
[0008] 步驟2,根據(jù)非機(jī)動車膨脹寬度模型W及所述步驟1確定的非機(jī)動車排隊(duì)密度，計(jì) 算非機(jī)動車駛?cè)虢徊婵诤蟮呐蛎泴挾龋?br>[0009] 步驟3,根據(jù)非機(jī)動車膨脹數(shù)模型W及所述步驟2確定的膨脹寬度，計(jì)算非機(jī)動車 駛?cè)虢徊婵诤蟮呐蛎洈?shù)；同時根據(jù)非機(jī)動車消散模型，計(jì)算非機(jī)動車駛離交叉口的二次膨 脹數(shù)；
[0010] 步驟4,根據(jù)機(jī)非沖突數(shù)模型、所述步驟3確定的膨脹數(shù)和二次膨脹數(shù)，計(jì)算交叉口 機(jī)非沖突數(shù)；
[0011] 步驟5，W所述步驟4得到的交叉口機(jī)非沖突數(shù)為劃分指標(biāo)，確定現(xiàn)有交叉口機(jī)非 隔離設(shè)施設(shè)置方案的服務(wù)水平，所述服務(wù)水平分為六級，一級最大，六級最小，若服務(wù)水平 小于Ξ級，則需對現(xiàn)有交叉口機(jī)非隔離設(shè)施設(shè)置方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，得到滿足服務(wù)水平要 求的交叉口機(jī)非隔離設(shè)施設(shè)置方案，否則維持現(xiàn)有交叉口機(jī)非隔離設(shè)施設(shè)置方案。
[0012] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟1中，根據(jù)下式確定非機(jī)動車在進(jìn)口道的排隊(duì)密度：
[0013] p = -0.037W-0.111 Φ+0.789
[0014] 式中:P--交叉口進(jìn)口道非機(jī)動車的排隊(duì)密度(輛/m2);
[0015] w一一交叉口進(jìn)口道非機(jī)動車道寬度(m);
[0016] Φ--非機(jī)動車中電動自行車的比例。
[0017] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟2中根據(jù)下式計(jì)算非機(jī)動車駛?cè)虢徊婵诤蟮呐蛎泴?度：
[0018] Wp = 0.506eie2PWl-0.5W
[0019] 式中:Wp--非機(jī)動車在交叉口的膨脹寬度(m);
[0020] ει--非機(jī)動車占用道路橫向?qū)挾刃拚禂?shù)，取ει= 1+0.6 Φ，Φ為非機(jī)動車中電 動自行車的比例；
[0021 ] ε2--非機(jī)動車在交叉口橫向并行數(shù)量的修正系數(shù)，取62 = 1.210+0.230Φ ;
[0022] Ρ一一交叉口進(jìn)口道非機(jī)動車的排隊(duì)密度(輛/m2);
[0023] W--交叉口進(jìn)口道非機(jī)動車道寬度(m);
[0024] 1一一非機(jī)動車在交叉口排隊(duì)時的單車占用車道長度(m)。
[0025] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟3中根據(jù)下式計(jì)算非機(jī)動車駛?cè)虢徊婵诤蟮呐蛎?數(shù)：
[0026]
[0027] 式中：Qp-一非機(jī)動車膨脹數(shù)(輛/周期）；
[0028] Wp--非機(jī)動車膨脹寬度(m);
[0029] Wbi--交叉口進(jìn)口道機(jī)非隔離寬度(m);
[0030] ει--非機(jī)動車占用道路橫向?qū)挾刃拚禂?shù)，取Ει=1+0.6Φ ; Φ為非機(jī)動車中電 動自行車的比例；
[0031 ] ε2--非機(jī)動車在交叉口橫向并行數(shù)量的修正系數(shù)，取62 = 1.210+0.230Φ ;
[0032] Ρ一一交叉口進(jìn)口道非機(jī)動車的排隊(duì)密度(輛/m2);
[0033] W一一非機(jī)動車進(jìn)口道寬度(m);
[0034] 1一一非機(jī)動車在交叉口排隊(duì)時的單車占用車道長度(m);
[0035] qc一一非機(jī)動車的排隊(duì)量(輛/周期）；
[0036] ￡3一一非機(jī)動車膨脹修正系數(shù)，此處取S3 = 1.411-0.283 Φ。
[0037] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟3中根據(jù)下式計(jì)算非機(jī)動車駛離交叉口的二次膨脹 數(shù)：
[003引
[0039] 式中：一一非機(jī)動車二次膨脹數(shù)(輛/周期）；
[0040] Wb2--交叉口出口道機(jī)非隔離寬度(m);
[0041 ] S--非機(jī)動車車型，為電動車時，S = 1;為自行車時，S = 0;
[0042] W一一機(jī)動車流速度(km/h);
[004引山--非機(jī)動車橫向位置，Wp-Wb2>Di時，di = l;Wp-Wb2含Di時，di = 0，Wp為非機(jī)動車 膨脹寬度，單位為m;
[0044] Qp-一非機(jī)動車膨脹數(shù)(輛/周期）。
[004引進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟4中根據(jù)下式計(jì)算交叉口機(jī)非沖突數(shù)：
[0046] IX =氏臣紙馬牛〇巧馬；
[0047] 式中：TC一一交叉口機(jī)非沖突數(shù)(次/周期）；
[0048] Qp-一交叉口非機(jī)動車膨脹數(shù)(輛/周期）；
[0049] 馬&一一交叉口非機(jī)動車二次膨脹數(shù)(輛/周期）。
[0050] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，步驟5中根據(jù)下表確定交叉口機(jī)非隔離設(shè)施服務(wù)水平：
[0051]
[0052] 進(jìn)一步的，本發(fā)明方法中，所述步驟5中按照如下方式對現(xiàn)有的信號交叉口機(jī)非隔 離設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置：
[0053] 若期望優(yōu)化后的設(shè)置方案能達(dá)到Ξ級服務(wù)水平，則按下表給出的建議值，確定交 叉口進(jìn)出口道機(jī)非隔離的設(shè)置形式及寬度：
[0054]
[0055] 若期望優(yōu)化后的設(shè)置方案達(dá)到二級服務(wù)水平，則按下表給出的建議值，確定交叉 口進(jìn)出口道機(jī)非隔離的設(shè)置形式及寬度：
[0056]
[0057]
[0058] 若期望優(yōu)化后的設(shè)置方案達(dá)到一級服務(wù)水平，則按下表給出的建議值，確定交叉 口進(jìn)出口道機(jī)非隔離的設(shè)置形式及寬度：
[0059]
?
[0060] 有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0061] 現(xiàn)有技術(shù)對于交叉口進(jìn)出口機(jī)非隔離的措施主要有"交通標(biāo)線隔離、機(jī)非隔離欄 隔離，和綠化帶隔離"3種類型，在隔離設(shè)施的選型過程中隨意性較強(qiáng)，缺乏對于非機(jī)動車在 交叉口進(jìn)口道排隊(duì)等待、駛?cè)虢徊婵诘能嚾号蛎涍\(yùn)行W及駛出交叉口的車群消散的交通需 求特性的關(guān)聯(lián)性分析，在隔離設(shè)施寬度方面缺乏定量化設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)致非機(jī)動車在通過交 叉口的安全和效率得不到保障。
[0062] 本發(fā)明W非機(jī)動車等待、膨脹和消散特性為基礎(chǔ)，提出了交叉口非機(jī)動車排隊(duì)密 度、膨脹數(shù)及寬度、二次膨脹數(shù)的計(jì)算方法，W機(jī)非沖突數(shù)作為判定交叉口機(jī)非隔離設(shè)施服 務(wù)水平的標(biāo)準(zhǔn)，提出滿足服務(wù)水平要求的交叉口進(jìn)出口道機(jī)非隔離設(shè)施選型及寬度的定量 化設(shè)置技術(shù)。該發(fā)明對于保障可觀測交通需求條件下的非機(jī)動車交叉口運(yùn)行安全，W及合 理配置交叉口進(jìn)出口車道空間資源提供了技術(shù)支撐。能避免由于機(jī)非隔離設(shè)施的優(yōu)化不當(dāng) 而導(dǎo)致新的交通問題出現(xiàn)。
【附圖說明】
[0063]圖1為本發(fā)明的流程圖。
[0064] 圖2為本發(fā)明中非機(jī)動車在交叉口膨脹寬度的示意圖。
[0065] 圖3為本發(fā)明中非機(jī)動車在交叉口消散的示意圖。
[0066] 圖4為本發(fā)明實(shí)例中某交叉口斷面圖現(xiàn)狀示意圖。
[0067] 圖5為本發(fā)明實(shí)例中某交叉口斷面圖改善后示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0068] 下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0069] 本發(fā)明中，非機(jī)動車膨脹寬度模型如圖2所示，根據(jù)已有的非機(jī)動車流在交叉口膨 脹寬度的定義，其基本計(jì)算公式為：
[0070]
[0071 ]式中:Wp--非機(jī)動車在交叉口的膨脹寬度(m);
[0072] Wj--非機(jī)動車在交叉口行駛區(qū)域的總寬度(m);
[0073] W一一非機(jī)動車進(jìn)口道寬度(m)。
[0074] 其中，非機(jī)動車流在交叉口行駛區(qū)域的總寬度與非機(jī)動車在交叉口行駛時的橫向 并行數(shù)量W及單輛非機(jī)動車占用的道路寬度有關(guān)，參考其他學(xué)者的研究，同時將電動車的 影響作為一個因素進(jìn)行綜合分析，當(dāng)有一定比例電動車混入時非機(jī)動車流占用道路的橫向 寬度為:= εiDi。通過回歸分析，得到ει與電動車比例Φ的線性關(guān)系：ε 1 = 1+0.6 Φ。由此，可 得出非機(jī)動車流在交叉口行駛時的總寬度計(jì)算公式為：
[0075] Wj = D2N=eiDiN=(l+0.6<!) )DiN
[0076] 式中:N-一非機(jī)動車在交叉口行駛時的橫向并行數(shù)量(輛）；
[0077] 化一一運(yùn)動中非機(jī)動車單車占用道路的寬度(m)，取1.012m;
[0078] 化一一當(dāng)有電動車混入時運(yùn)動中非機(jī)動車單車占用道路的寬度(m);
[0079] ει--非機(jī)動車占用道路橫向?qū)挾刃拚禂?shù)；
[0080] Φ--電動車比例。
[0081] 參照其他學(xué)者的研究，將非機(jī)動車在交叉口的運(yùn)行看作是一個均勻分布的狀態(tài)， 理想條件下非機(jī)動車在交叉口的橫向并行數(shù)量應(yīng)等于非機(jī)動車在進(jìn)口道排隊(duì)時的橫向并 行數(shù)量，其具體計(jì)算公式為：
[0082] Ν' =Np = Pwl = (-0.037W-0.111<l)+0.789)Wl
[0083] 式中:妒一一理想條件下非機(jī)動車在交叉口的橫向并行數(shù)量(輛）；
[0084] Np-一非機(jī)動車在進(jìn)口道排隊(duì)時的橫向并排數(shù)量(輛）；
[008引1一一非機(jī)動車在交叉口排隊(duì)時的單車占用車道長度(m)，取1.90m。
[0086] 實(shí)際條件下，由于非機(jī)動車在交叉口騎行行為的差異性，導(dǎo)致了非機(jī)動車在交叉 口的橫向并行數(shù)量并不與排隊(duì)時的數(shù)量完全一致。引入非機(jī)動車在交叉口橫向并行數(shù)量的 修正系數(shù)62,實(shí)際條件下非機(jī)動車在交叉口的橫向并行數(shù)量為:Ν=ε2Ν\通過對E2與電動車 比例進(jìn)行回歸分析，可得:ε2=1.210+0.230 Φ。
[0087] 由此，可W得到實(shí)際條件下非機(jī)動車在交叉口橫向并行數(shù)量的計(jì)算公式為：
[008引 Ν=Ε2Ν'=(1.210+0.230 Φ )Ν'
[0089] 綜合W上3個步驟，將NW及Wj的計(jì)算公式代入膨脹寬度基本計(jì)算公式中，即得到 非機(jī)動車膨脹寬度的最終計(jì)算模型為：
[0090] Wp = 0.506eiE2PWl-0.5W
[0091 ]式中:Wp--非機(jī)動車在交叉口的膨脹寬度(m);
[0092] ει--非機(jī)動車占用道路橫向?qū)挾刃拚禂?shù)，取ει= 1+0.6 Φ ; Φ為非機(jī)動車中電 動自行車的比例；
[0093] ε2--