技术领域：
：：本发明涉及一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，属于交通管理与控制
技术领域：
：。
背景技术：
：：：钩形弯左转交叉口是车辆在交叉口处借助两个直行相位进行左转的交叉口，因车辆在该交叉口内的左转轨迹像一个钩子，故命名为钩形弯交叉口。通过设置合适的交通设施，钩形弯交叉口可在道路空间资源不足的交叉口发挥效用。二十世纪中期，墨尔本首先应用了交叉口机动车钩形转弯的交通组织方式，以解决交叉口内的直行车辆和有轨电车通行效率低以及转弯车辆与电车、直行车的冲突问题。该方法随后被应用于中国台湾、美国伊利诺伊等地。目前关于钩形弯交叉口的研究主要集中于交叉口运行性能的评价以及交叉口信号控制方案的优化。在钩形弯交叉口的运营性能方面，hounsell与yap通过交通仿真对比钩形弯交叉口与传统交叉口处的车辆运行情况，发现钩形弯交叉口可有效提高直行车的通行能力。与此同时，bie和liu对采用自适应控制方法的钩形弯交叉口的运行性能进行了仿真评估。在此基础上,覃鹏指出合理设置钩形弯有助于减少交叉口的总延误。currie与reynolds对钩形弯交叉口的交通组织方式进行了研究综述，指出其安全性和通行效率都比传统交叉口要高。在钩形弯左转交叉口的信号优化方面，成卫等首先建立了钩形弯交叉口的直行车道和直、左、右车辆共用车道的车辆延误模型，为此类交叉口的信号方案提供了理论依据。鉴于在固定信号方案下的配时参数无法随车流量的变化而调整，陈松等将感应控制方法运用于钩形弯左转的信号配时中，运用仿真实验证明了该方法可有效提高钩形弯交叉口的通行能力。bie等从信号协同的角度出发，对相邻的钩形弯交叉口进行了信号协同优化研究。已有的研究中主要针对单个钩形弯交叉口进行优化研究，而现有钩形弯交叉口普遍存在与相邻的常规交叉口的交通组织优化不够合理的现状。针对此问题，目前尚无关于钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法的理论依据。该交通组织方式亟需一套系统的信号协同优化方法。技术实现要素：：本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，旨在针对钩形弯左转交叉口与常规交叉口建立信号协调控制优化方案，以降低钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的总体延误，提高通行效率。本发明的上述目的可通过以下技术方案来实现：一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，该方法包括如下步骤：步骤1：进行钩形弯交叉口和与其相邻的常规交叉口的渠化设计；步骤2：计算该与钩形弯相邻的常规交叉口的机动车平均延误；步骤3：计算钩形弯交叉口的机动车平均延误；步骤4：用钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内各个车道的延误之和除以该两交叉口内的总流量，可得钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内的车辆平均延误；以钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内的车辆平均延误最小为目标函数，以两交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束条件，建立钩形弯交叉口与常规交叉口信号协同优化模型。所述的钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，步骤1所述的进行钩形弯交叉口和与其相邻的常规交叉口的渠化设计具体方法是：对于与钩形弯相邻的常规交叉口，其布设方法参照一般交叉口渠化进行；对于钩形弯交叉口，首先，需要在钩形弯内进行配套的交通标线设置，并在钩形弯左转待行区内设置待行区字样和左转转弯标线，待行区的长度根据具体交叉口的空间大小设定；其次，在常规交叉口驶入钩形弯交叉口方向的车道内设置标明行驶方向的导向箭头，钩形弯左转待行区处应设置醒目钩形弯左转辅助标志牌，10m外设置提醒钩形弯左转车辆提前进入右侧车道预告标志牌；对于常规交叉口而言，相位1控制主路的直行和右转，相位2控制主路的左转，相位3控制次路的左转、直行和右转；对于钩形弯交叉口而言，相位1控制主路的直行、右转和驶入待行区的左转，相位2控制主路待行区内的左转、次路的直行和右转，相位3控制次路的左转。所述的钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，步骤2所述的计算该与钩形弯相邻的常规交叉口的机动车平均延误的具体方法是：步骤21.选取单个常规交叉口车辆平均延误最小作为其信号配时方案优化目标，根据交通流到达的泊松分布，设交叉口信号方案的周期时长为c，s；该周期内包含n个信号相位，第i个信号相位的绿灯时间为gi，s；相邻相位间的绿灯间隔时间为ii，s；第j条进口道的饱和流率为sj，pcu/h；对于主路直行车道，运用hcm2010中的车辆延误公式进行其平均延误的计算：式中：—相位1直行车道j的车辆平均延误，s；λa1—相位1绿信比；xa1j—相位1直行车道j的饱和度，计算方法为该车道的实际流量除以通行能力；capa1j—相位1直行车道j的通行能力，计算方法为该车道的饱和流率乘以绿信比，pcu/h；t—分析时长，一般取值0.25h；k—模型校正系数，一般取值0.5；步骤22.计算与钩形弯相邻的常规交叉口的车辆延误：hcm2010中针对两协同交叉口的中间路段的机动车平均延误的计算公式为：式中：pf为考虑两交叉口间信号协同影响的延误调整因子，式中：p是车道行驶的车辆绿灯到达的概率，fpa是车辆绿灯到达的调整系数，一般取值为1.0；在常规交叉口驶入钩形弯交叉口路段的车道延误计算中，均需在延误公式的第一项中引入延误调整因子pf，因此，该与钩形弯相邻的常规交叉口的相位n(n＝1,2,3)的一个周期内车辆的总延误为:式中：qan_j为交叉口a内相位n控制的车道j的一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为交叉口a内相位n控制的车道j的车辆平均延误，s。对于常规交叉口a，相位2的左转车道、相位3的左转、直行、右转车道的车辆平均延误均可利用公式(1)获得；对于常规交叉口驶入钩形弯交叉口的路段的车道车均延误需采用公式(2)计算，相位2、相位3的一个周期内所有车辆的总延误可采用公式(4)计算。所述的钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，步骤3所述的计算钩形弯交叉口的机动车平均延误的具体方法包括：步骤31.钩形弯交叉口的相位1车辆延误计算：步骤311.计算直行专用车道车辆延误：设置钩形弯左转交通组织方式对干道直行的交通流运行无影响，因此干道上从常规交叉口驶入钩形弯方向的直行车道的车辆延误采用公式(2)、相对方向的直行车道采用公式(1)进行计算；步骤312.计算共用车道车辆延误：就共用左转、直行、右转三个方向的车道而言，钩形弯左转的车辆在相位1绿灯时间内，直行进入待行区内排队；若待行区内排队车辆未上溯至车道，左、直、右方向的车辆均可顺畅通行，此时的车辆延误利用公式(1)或公式(2)计算；一旦待行区内排队的车辆上溯至车道，将产生堵塞，车辆延误迅速增加，鉴于此，将钩形弯交叉口内左转车辆的延误分为车辆在进口道停车线后的延误与车辆在待行区内的延误；设共用车道j对应的待行区k内的容量为qk，则在相位1的绿灯时间g1秒内，若越过停车线的左转车流量大于qk，则待行区内的左转机动车将发生排队上溯；qb1jmax＝g1sj/3600(5)qb1jlmax＝qb1jmax[qb1jl/(qb1jz+qb1jl+qb1jr)](6)式中：sj为车道j的饱和流率；qb1jl、qb1jz、qb1jr分别为该车道左、直、右方向到达的平均车流量，j为车道编号；qb1jmax为该车道在相位1的绿灯时间内通行的最大车流量；qb1jlmax为该车道在相位1的绿灯时间通行的最大左转车流量；当qb1jlmax≤qk时，待行区的左转车不会发生排队上溯，此时车道j的交通流正常运行，车道j的平均延误采用公式(1)或公式(2)计算；当qb1jlmax＞qk时，待行区内的左转车可能发生排队上溯，此时需分a和b两种情况讨论：a.待行区内发生排队上溯时的车辆延误：根据交通流到达的泊松分布，周期c内到达车道j的左转车流量大于待行区容量的概率为：p(qb1jlmax＞qk)＝1-p(qb1jlmax≤qk)(7)式中：p(a)为周期c内车道j到达apcu左转车的概率；当排队上溯发生时，越过停车线的左转车辆数为(qk+1)，依据各方向的车流量比例，可得已越过停车线的车辆总数q'b1j为：此时相位1内已经利用的绿灯时间g'b1为：g'b1＝(qb1jz+qb1jl+qb1jr)(c-g1)/[sj/3600-(qb1jz+qb1jl+qb1jr)](11)由于排队上溯阻碍后续车辆行驶，因此此时的实际有效绿灯时间即为g'b1，则待行区内发生排队上溯时的共用车道的车辆平均延误为：其中，λ'b1＝g'b1/c；b.待行区内不发生排队上溯时的车辆延误：p(qb1jlmax≤qk)为待行区内无排队上溯时的概率，此时机动车运行不受钩形弯影响，仍可采用公式(1)计算，待行区内不发生排队上溯时共用车道的车辆平均延误为：综合考虑上述两种情况，共用车道的车均延误为：钩形弯交叉口相位1的一个周期内所有车辆的总延误db1为：式中：qb1_j为钩形弯交叉口内相位1控制的车道j一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为钩形弯交叉口内相位1控制的车道j的车辆平均延误，s；步骤32.相位2车辆延误计算：左转机动车驶入待行区内后，将受相位2控制，在相位2的周期时长c内，待行区k内停车等待的车辆数为:qwk＝min(cqb1jl/3600,qb1jlmax)(16)其延误为：式中：swk为待行区k内机动车的饱和流率，pcu/h；由于待行区内车辆的影响，南北方向直右车道内的机动车需等待前方待行区内的车辆驶离后，方可启动，南北向的直行与右转车辆的实际绿灯时间因此减少，设待行区k内车辆驶离所需要的时间为twk，s，则其计算公式为：设次路的直右车道的实际绿灯时间为g2e，s，其计算公式为：g2e＝g2-twk(19)将相位2的绿信比用g2e/c代入公式(1)，可得次路直右车道的车均延误，因此，钩形弯交叉口相位2的一个周期内所有车辆的总延误db2等于：式中：qb2_j—钩形弯交叉口内相位2控制的车道j的一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为钩形弯交叉口内相位2控制的车道j的车辆平均延误，s；为待行区k内的车辆平均延误，s；qwk为待行区k内停车等待的车辆数，pcu/h。步骤33.相位3车辆延误计算：钩形弯交叉口的相位3的机动车运行的车均延误采用公式(1)计算，因其与常规交叉口在专用左转相位下的车辆运行情况相同，钩形弯交叉口相位3的一个周期内所有车辆的总延误db3为：式中：qb3_j—钩形弯交叉口内相位3控制的车道j的一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为钩形弯交叉口内相位3控制的车道j的车辆平均延误，s。所述的钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，步骤4所述的钩形弯交叉口与常规交叉口信号协同优化模型建立的具体方法是：根据常规交叉口和钩形弯交叉口的一个周期内的各相位车辆平均延误，计算钩形弯交叉口与相邻常规交叉口内的车辆平均延误为：式中：qa—常规交叉口的一个周期内到达的全部车辆数，pcu，qb—钩形弯交叉口的一个周期内到达的全部车辆数，pcu；基于钩形弯交叉口与相邻常规交叉口内的车辆平均延误最小，建立两交叉口间的信号协同控制优化模型如下：上述模型中的待优化变量包括交叉口t的周期时长、交叉口t的相位i的绿灯时间。求解上述模型，可得钩形弯交叉口与常规交叉口的基于车均延误最小的信号配时协调优化方案。有益效果：1.本发明以钩形弯交叉口与相邻常规交叉口内的车辆平均延误最小为目标，建立了两交叉口间的信号协同优化方案，对提高此类路段的交叉口通行能力具有一定的借鉴作用。2.本发明所建立的钩形弯交叉口与相邻交叉口的信号协同优化方法可有效提高交叉口的通行能力，尤其是干道直行机动车的通行能力，降低车辆的平均延误。3.本发明在相邻两个交叉口的干道车辆占总流量比例较大、且左转车流量较小的情况下，运用钩形弯交叉口与常规交叉口的协同优化方法，可显著提高交叉口的通行能力。附图说明：图1为钩形弯左转交叉口渠化方案和相位相序示意图。图2为钩形弯左转交叉口与常规交叉口的协同布设以及相位相序示意图。图3为本发明的实施例中所述的太湖大道与通墅路交叉口、嘉陵江路交叉口现状渠化与相位方案示意图。图4为本发明的实施例中所述的太湖大道与通墅路交叉口和太湖大道与嘉陵江路交叉口信号协同优化方案示意图。具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。如图1所示，本发明的钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，包括如下步骤：1.1钩形弯交叉口与常规交叉口渠化设计：1.1.1标志标线布设：对于常规交叉口，其标志标线布设方法参照一般交叉口渠化进行。对于钩形弯交叉口，首先，需要在钩形弯内进行配套的交通标线设置，并在钩形弯待行区内设置待行区字样和左转转弯标线，钩形弯左转待行区的长度根据具体交叉口空间大小设定。其次，在常规交叉口驶入钩形弯交叉口方向的车道内设置标明行驶方向的导向箭头。同时应在左转车辆驶入右侧车道处和待行区处设置醒目提示标志牌。在该交叉口中，东西方向存在有轨电车轨道，该方向的左转车对有轨电车的通行干扰较大，故针对东西向左转车辆设置钩形弯左转的交通组织方式。左转机动车在靠近交叉口时，驶入该进口道内的最右侧车道；东西方向的左、直、右方向通行的车辆共用一个信号相位。南北方向采用左转车辆常规组织方法，设置左转专用相位。1.1.2进口道延误分析图1所示交叉口的中间存在有轨电车轨道，轨道内禁止车辆停留，因此该方向的左转机动车的通行受到对向直行车和有轨电车的阻碍，车辆延误增加。而钩形弯交叉口可以有效避免左转车辆与对向直行车辆和有轨电车间的冲突，提高直行车辆的通行能力。图2是常见的钩形弯左转交叉口与常规交叉口的协同布设方案。对于常规交叉口而言，相位1控制主路的直行和右转，相位2控制主路的左转，相位3控制次路的左转、直行和右转。对于钩形弯交叉口而言，相位1控制主路的左转(驶入待行区)、直行和右转，相位2控制主路待行区内的左转、次路的直行和右转，相位3控制次路的左转。1.2常规交叉口车辆延误模型对于单个常规交叉口，本发明选取单个常规交叉口车辆平均延误最小作为其信号配时方案优化目标。根据交通流到达的泊松分布，设交叉口信号方案的周期时长为c，s；该周期内包含n个信号相位，第i个信号相位的绿灯时间为gi，s；相邻相位间的绿灯间隔时间为ii，s；第j条进口道的饱和流率为sj，pcu/h。以图2中的常规交叉口a为例，论述其一个信号周期内各相位的车辆延误计算方法。1.2.1常规交叉口车辆延误对于主路直行车道，基于交叉口的实际运行条件，运用hcm2010[10]中的车辆延误公式进行其平均延误的计算：式中：—相位1直行车道j的车辆平均延误，s；λa1—相位1绿信比；xa1j—相位1直行车道j的饱和度(计算方法为该车道的实际流量除以通行能力)；capa1j—相位1直行车道j的通行能力(计算方法为该车道的饱和流率乘以绿信比)，pcu/h；t—分析时长，一般取值0.25h；k—模型校正系数，一般取值0.5。1.2.2相邻协同交叉口的车辆延误计算hcm2010[10]中针对两协同交叉口的中间路段的机动车平均延误的计算公式为：式中：pf为考虑两交叉口间信号协同影响的延误调整因子。式中：p是车道行驶的车辆绿灯到达的概率，fpa是车辆绿灯到达的调整系数，一般取值为1.0。在常规交叉口驶入钩形弯交叉口路段的车道延误计算中，均需在延误公式的第一项中引入延误调整因子pf，在后续计算过程中不再赘述。因此，常规交叉口相位n(n＝1,2,3)的一个周期内所有车辆的总延误为:式中：qan_j为交叉口a内相位n控制的车道j的一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为交叉口a内相位n控制的车道j的车辆平均延误，s。对于常规交叉口，相位2的左转车道、相位3的左转、直行、右转车道的车辆平均延误皆可利用公式(1)获得；对于常规交叉口驶入钩形弯交叉口的路段的车道车均延误需采用公式(2)计算。相位2、相位3的一个周期内所有车辆的总延误可采用公式(4)，详细过程不再论述。1.3钩形弯交叉口车辆延误模型对于钩形弯交叉口，本发明同样选择交叉口车辆平均延误最小作为信号方案的优化目标。钩形弯左转交叉口与常规左转交叉口的交通组织差异有：(1)对钩形弯左转机动车而言，需先驶入左转待行区内等待左转；(2)南北方向的直行和右转车辆需要等待前方待行区内的车辆驶离，因此其有效绿灯时间被压缩；(3)东西向各条车道的直行与左转车辆无冲突，可顺畅通行。采取与前述常规交叉口的同样假设，论述钩形弯交叉口各相位的车辆延误计算方法。1.3.1相位1车辆延误计算(1)直行专用车道车辆延误设置钩形弯左转交通组织方式对干道直行的交通流运行无影响，因此干道上从常规交叉口驶入钩形弯方向的直行车道的车辆延误可采用公式(2)、相对方向的直行车道采用公式(1)进行计算。(2)共用车道车辆延误就共用左转、直行、右转三个方向的车道而言，钩形弯左转的车辆在相位1绿灯时间内，直行进入待行区内排队。若待行区内排队车辆未上溯至车道，左、直、右方向的车辆均可顺畅通行，此时的车辆延误可利用公式(1)或公式(2)计算；一旦待行区内排队的车辆上溯至车道，将产生堵塞，车辆延误迅速增加。鉴于此，将钩形弯交叉口内左转车辆的延误分为车辆在进口道停车线后的延误与车辆在待行区内的延误。设共用车道j对应的待行区k内的容量为qk。则在相位1的绿灯时间g1秒内，若越过停车线的左转车流量大于qk，则待行区内的左转机动车将发生排队上溯。qb1jmax＝g1sj/3600(5)qb1jlmax＝qb1jmax[qb1jl/(qb1jz+qb1jl+qb1jr)](6)式中：sj为车道j的饱和流率；qb1jl、qb1jz、qb1jr分别为该车道左、直、右方向到达的平均车流量，j为车道编号；qb1jmax为该车道在相位1的绿灯时间内通行的最大车流量；qb1jlmax为该车道在相位1的绿灯时间通行的最大左转车流量。当qb1jlmax≤qk时，待行区的左转车不会发生排队上溯，此时车道j的交通流正常运行，车道j的平均延误可采用公式(1)或公式(2)计算。当qb1jlmax＞qk时，待行区内的左转车可能发生排队上溯，此时需分a和b两种情况讨论。a.待行区内发生排队上溯时的车辆延误根据交通流到达的泊松分布，周期c内到达车道j的左转车流量大于待行区容量的概率为：p(qb1jlmax＞qk)＝1-p(qb1jlmax≤qk)(7)式中：p(a)为周期c内车道j到达apcu左转车的概率。当排队上溯发生时，越过停车线的左转车辆数为(qk+1)，依据各方向的车流量比例，可得已越过停车线的车辆总数q'b1j为：此时相位1内已经利用的绿灯时间g'b1为：g'b1＝(qb1jz+qb1jl+qb1jr)(c-g1)/[sj/3600-(qb1jz+qb1jl+qb1jr)](11)由于排队上溯阻碍后续车辆行驶，因此此时的实际有效绿灯时间即为g'b1，则待行区内发生排队上溯时的共用车道的车辆平均延误为：其中，λ'b1＝g'b1/c。b.待行区内不发生排队上溯时的车辆延误p(qb1jlmax≤qk)为待行区内无排队上溯时的概率，此时机动车运行不受钩形弯影响，仍可采用公式(1)计算，待行区内不发生排队上溯时共用车道的车辆平均延误为：综合考虑上述两种情况，共用车道的车均延误为：钩形弯交叉口相位1的一个周期内所有车辆的总延误db1为：式中：qb1_j为钩形弯交叉口内相位1控制的车道j一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为钩形弯交叉口内相位1控制的车道j的车辆平均延误，s。1.3.2相位2车辆延误计算左转机动车驶入待行区内后，将受相位2控制。在相位2的周期时长c内，待行区k内停车等待的车辆数为:qwk＝min(cqb1jl/3600,qb1jlmax)(16)其延误为：式中：swk为待行区k内机动车的饱和流率，pcu/h。由于待行区内车辆的影响，南北方向直右车道内的机动车需等待前方待行区内的车辆驶离后，方可启动。南北向的直行与右转车辆的实际绿灯时间因此减少。设待行区k内车辆驶离所需要的时间为twk，s。则其计算公式为：设次路的直右车道的实际绿灯时间为g2e，s。其计算公式为：g2e＝g2-twk(19)将相位2的绿信比用g2e/c代入公式(1)，可得次路直右车道的车均延误。因此，钩形弯交叉口相位2的一个周期内所有车辆的总延误db2等于：式中：qb2_j—钩形弯交叉口内相位2控制的车道j的一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为钩形弯交叉口内相位2控制的车道j的车辆平均延误，s；为待行区k内的车辆平均延误，s；qwk为待行区k内停车等待的车辆数，pcu/h。1.3.3相位3车辆延误计算钩形弯交叉口的相位3的机动车运行的车均延误采用公式(1)计算，因其与常规交叉口在专用左转相位下的车辆运行情况相同。钩形弯交叉口相位3的一个周期内所有车辆的总延误db3为：式中：qb3_j—钩形弯交叉口内相位3控制的车道j的一个周期内到达的全部车辆数，pcu/h；为钩形弯交叉口内相位3控制的车道j的车辆平均延误，s；1.4钩形弯交叉口与常规交叉口信号协同优化模型建立由前述公式可得常规交叉口和钩形弯交叉口的一个周期内的各相位车辆平均延误，则钩形弯交叉口与相邻常规交叉口内的车辆平均延误为：式中：qa—常规交叉口的一个周期内到达的全部车辆数，pcu。qb—钩形弯交叉口的一个周期内到达的全部车辆数，pcu。基于钩形弯交叉口与相邻常规交叉口内的车辆平均延误最小，建立两交叉口间的信号协同控制优化模型如下：上述模型中的待优化变量包括交叉口t的周期时长、交叉口t的相位i的绿灯时间。求解上述模型，可得钩形弯交叉口与常规交叉口的基于车均延误最小的信号配时协调优化方案。本发明运用vissim软件分别针对现状交叉口与最优方案进行交通仿真，验证上述算法的有效性。使用vissim建立仿真模型，输出仿真结果，与现状交叉口运行数据对比评价。具体实施例：本实施例中选取苏州有轨电车一号线沿线太湖大道与嘉陵江路交叉口为例对所建立的方法进行检验。主干道太湖大道为双向六车道，次干路通墅路和嘉陵江路均为双向四车道；太湖大道与通墅路交叉口(a)有三个信号相位，太湖大道与嘉陵江路交叉口(b)有四个信号相位。两个交叉口均执行分时段信号控制方案。具体交叉口布设及信号相位方案如图3所示，详细信号控制方案如表1所示。设上述相邻交叉口太湖大道与通墅路交叉口、嘉陵江路交叉口分别为交叉口a和b,交叉口a和b各个相位的绿灯间隔时间均为3秒。表1太湖大道与通墅路交叉口、嘉陵江路交叉口现状信号方案(单位：s)table1currentsignaltimingschemesoftaihuavenueandtongshuroadintersectionandtaihuavenueandjialingjiangroadintersection统计两交叉口的早高峰、平峰、晚高峰3个时段的流量数据，统计一天内东西南北四个进口方向的左转、直行、右转车流量。具体数据如表2所示。表2太湖大道与通墅路交叉口、嘉陵江路交叉口交通调查流量(单位：pcu/h)table2investigatedtrafficvolumesoftaihuavenueandtongshuroadintersectionandtaihuavenueandjialingjiangroadintersection(unit:pcu/h)2.2钩形弯交叉口与常规交叉口信号协同优化方案钩形弯左转交叉口主要针对左转交通量相对较小的交叉口，由表2的流量数据可得，交叉口b东西向的左转车辆较少，且该道路为有轨电车在路中行驶的主干道。基于前述有关钩形弯的适用条件，针对东西向设置机动车的钩形弯左转，具体渠化方案及信号控制方案如图4所示。依据交叉口各进口道的流量数据，根据公式(22)计算得出前述钩形弯设计方案的最优信号配时。设置周期时长的区间为[50，130]，各相位绿灯时长的区间为[15，50]，相位间的绿灯间隔时间为3秒。在python中编程计算两交叉口的平均延误，得出满足约束条件且使总平均延误最小的最优配时方案，详细配时方案见表3。表3太湖大道与通墅路交叉口、嘉陵江路交叉口的信号协同优化方案(单位：秒)table3coordinatedsignaltimingschemeoftaihuavenueandtongshuroadintersectionandtaihuavenueandjialingjiangroadintersection(unit:s)2.3钩形弯交叉口信号协同优化仿真结果及分析为进一步对比分析改进方案对交叉口的机动车运行效率的影响，在vissim仿真软件中建立太湖大道与嘉陵江路交叉口以及太湖大道与通墅路交叉口的现状模型和改进交叉口模型。依据钩形弯交叉口与相邻常规交叉口间的交通流特性，本发明选取交叉口延误评价指标如下：d1：在交叉口a到b间的东西路段行驶的机动车的平均延误d2：交叉口a的南北向行驶的机动车的平均延误d3：交叉口b的南北向行驶的机动车的平均延误d4：研究区域内机动车的平均延误在vissim中分别建立现状配时方案以及优化后的信号协同控制优化方案。每种方案选取8个不同的随机种子进行仿真，每次仿真5600秒，采集500秒至4000秒的时段内的评价指标，包括在交叉口a到b间的东西路段行驶的机动车的平均延误(d1)、交叉口a的南北向行驶的机动车的平均延误(d2)、交叉口b的南北向行驶的机动车的平均延误(d3)以及研究区域内的机动车平均延误(d4)；针对各个评价指标，分别计算其8次仿真数据的平均数，以此作为其评价指标值，详细数据见表4。表4两种方案的评价指标(单位：秒)table4evaluationindicatorsoftwoschemes(unit:s)四个指标的优化效果分析如下：(1)d1:在交叉口a到b间的东西路段行驶的机动车的平均延误。改进方案在d1下的平均延误明显小于现状方案，主要分析原因有:一是优化模型考虑干道直行交通流的特性，设置了相位差，由此设定的相位方案能更好地适应机动车的到达模式。二是在现状方案中，东西方向有四条进口车道允许直行，而在改进方案中，东西方向的六条进口车道均允许直行；同时，在现状方案中，东西向车道均设置了机动车左转专用相位，而对于交叉口b而言，实际左转流量并不大，这在一定程度上造成了绿灯时间的浪费，增加了东西向直行的机动车延误。(2)d2：交叉口a的南北向行驶的机动车的平均延误。改进方案的d2指标略小于现状方案的d3指标。在改进方案中，交叉口a的南北向机动车获得的绿信比提高，但是在南北方向显示绿灯期间，对向直行车辆与左转车辆依然存在冲突，因此，改进方案的南北机动车平均延误仅略有降低。(3)d3：交叉口b的南北向行驶的机动车的平均延误。改进方案的d3指标大于现状方案的南北机动车平均延误。主要原因是交叉口b进行了钩形转弯的相位优化，总周期时长缩短，南北向机动车的相位减少，且其相位时间占总周期时长的比例减小，这在一定程度上减少了通行时间。同时，由于改进方案中的东西采用钩形左转的机动车需占用南北向机动车的部分绿灯时间，进一步压缩了南北向机动车的有效绿灯时间。因此，最终导致改进方案的d3指标大于现状方案的指标。(4)d4：研究区域内的机动车平均延误：改进方案的d4指标与现状方案相比，有较明显地下降。主要原因是在相邻交叉口太湖大道与通墅路、太湖大道与嘉陵江路处的东西直行机动车流量占交叉口总机动车流量的比例较大，信号协同优化方法有助于提高干道交叉口的通行能力。同时，太湖大道与嘉陵江路交叉口的左转弯交通流量小，设置钩形弯左转交通组织使直行车辆可获得的绿信比提高，即在一个周期时长内获得更多的绿灯时间，降低了直行机动车延误。因此，改进方案的研究区域内机动车平均延误低于现状方案。本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页12当前第1页12