動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道控制優(yōu)化研究

楊曉芳 王 影

（上海理工大學(xué)管理學(xué)院 上海200093）

0 引言

隨著城市人口的集聚和社會(huì)機(jī)動(dòng)車保有量的劇增，城市道路變得越來越擁堵。但日益緊張的土地資源難以支撐大規(guī)模幾何空間的調(diào)整，傳統(tǒng)的信號(hào)控制措施及優(yōu)化方法的效果也有限。因此，產(chǎn)生了一些非常規(guī)的交叉口設(shè)計(jì)方法，用于解決左轉(zhuǎn)問題的非常規(guī)交叉口設(shè)計(jì)主要有連續(xù)流交叉口[1-3]、移位左轉(zhuǎn)交叉口[4-5]、動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)[6]、左轉(zhuǎn)等候區(qū)[7-8]，以及串聯(lián)排序策略[9-10]等。

動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)（EFL）因不需要大范圍更改交叉口道路渠化，并且增加了左轉(zhuǎn)出口道數(shù)量，交叉口通行能力顯著提高。目前該設(shè)計(jì)已在濟(jì)南、深圳等多個(gè)城市得到應(yīng)用。Zhao等[6]首先提出了通過在中間開口處安裝額外的預(yù)信號(hào)來為左轉(zhuǎn)交通動(dòng)態(tài)開辟出口道的非常規(guī)左轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)——?jiǎng)討B(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)（EFL），并提出了1個(gè)混合整數(shù)非線性規(guī)劃的EFL控制優(yōu)化問題，該規(guī)劃將幾何布局、主信號(hào)配時(shí)和預(yù)信號(hào)配時(shí)集成在一起，隨后又基于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)構(gòu)建了EFL控制的飽和流量調(diào)節(jié)模型[11]。趙靖等[12]提出了交通波動(dòng)條件下EFL交叉口的魯棒信號(hào)控制模型，可增強(qiáng)控制方案運(yùn)行的穩(wěn)定性。Chen等[13]對(duì)EFL交叉口確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。Wu等[14]提出了基于動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)的交叉口左轉(zhuǎn)車輛延誤分析模型，還提出1種觸發(fā)式信號(hào)控制策略，以改善該設(shè)計(jì)在信號(hào)交叉口的運(yùn)行[15]。童蔚蘋等[16]針對(duì)借道左轉(zhuǎn)交叉口交通組織方式，提出了考慮行人和非機(jī)動(dòng)車的主、預(yù)信號(hào)借道左轉(zhuǎn)交叉口配時(shí)優(yōu)化方法，以及進(jìn)出口車道平衡度評(píng)價(jià)指標(biāo)。

目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究多集中于探討常規(guī)EFL交叉口的通行效率及信號(hào)控制的優(yōu)化。針對(duì)其安全性及有效性，提出了綜合考慮多種因素，應(yīng)對(duì)不同現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的信號(hào)配時(shí)方案，但較少有對(duì)動(dòng)態(tài)出口車道靈活配置的討論。通過對(duì)濟(jì)南市現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)交叉口進(jìn)行實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)在實(shí)際的使用中多采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，在信號(hào)配時(shí)和車道配置方面不夠靈活。出于對(duì)安全性及為紅燈期間到達(dá)的左轉(zhuǎn)車輛提供足夠的排隊(duì)空間等多方面因素考量，現(xiàn)有的EFL交叉口均采用動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道與1條常規(guī)左轉(zhuǎn)出口道相結(jié)合的設(shè)計(jì)。但在實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)左轉(zhuǎn)車流的飽和度介于0.6~0.8之間時(shí)，駕駛員通常更傾向于使用常規(guī)左轉(zhuǎn)車道左轉(zhuǎn)。這種駕駛慣性使得動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的使用率在大大降低。

筆者考慮某些流量條件下可以取消常規(guī)左轉(zhuǎn)出口道并將其改為直行出口，僅采用動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道來釋放左轉(zhuǎn)車流。動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的數(shù)量應(yīng)依據(jù)左轉(zhuǎn)車流量及交叉口的幾何尺寸設(shè)置，須滿足借道左轉(zhuǎn)車輛左轉(zhuǎn)所需最小轉(zhuǎn)彎半徑的要求，一般不超過2條，見圖1。改進(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)較改進(jìn)前安全性有所降低，因此必須加強(qiáng)管理來保證其順利實(shí)施，再結(jié)合相應(yīng)的信號(hào)控制最大可能的提高其通行能力。

圖1 改進(jìn)后的動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)Fig.1 Improved left-turn lane design for dynamic exits

1 問題描述

改進(jìn)前的EFL設(shè)計(jì)可應(yīng)用于任意多個(gè)或者單一進(jìn)口道不受限制，而改進(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)要求至少應(yīng)用于東西或者南北2個(gè)對(duì)向進(jìn)口道。有效的信號(hào)配時(shí)策略和合適的動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的長(zhǎng)度是決定它安全和效率的關(guān)鍵。

1.1 動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的信號(hào)控制優(yōu)化方法

為了使改進(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)運(yùn)行更加暢通，通過在預(yù)信號(hào)前鋪設(shè)感應(yīng)器來調(diào)節(jié)其綠燈結(jié)束時(shí)間。未達(dá)到預(yù)設(shè)的最大綠燈時(shí)間之前它根據(jù)感應(yīng)器工作，若檢測(cè)到前方規(guī)定距離或者時(shí)間內(nèi)暫無車輛到達(dá)，則預(yù)信號(hào)綠燈結(jié)束。若仍有連續(xù)車流則延長(zhǎng)1個(gè)預(yù)設(shè)的單位綠燈時(shí)間。

以應(yīng)用于單個(gè)對(duì)向進(jìn)口道為例，基于感應(yīng)器工作原理的EFL交叉口運(yùn)行過程如下。

步驟1。相鄰方向左轉(zhuǎn)綠燈啟亮。此時(shí)該方向左轉(zhuǎn)車輛在預(yù)信號(hào)前排隊(duì)等待，直行車輛在預(yù)信號(hào)后可通過部分換道占據(jù)所有常規(guī)出口道。

步驟2。相鄰方向直行綠燈啟亮。此時(shí)該方向左轉(zhuǎn)預(yù)信號(hào)綠燈提前啟亮，左轉(zhuǎn)車輛依次進(jìn)入動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道并在主信號(hào)前排隊(duì)等候。

步驟3。該方向左轉(zhuǎn)綠燈啟亮，動(dòng)態(tài)出口車道內(nèi)的車輛依次駛離交叉口。

步驟4。該方向預(yù)信號(hào)綠燈提前結(jié)束，隨后到達(dá)的左轉(zhuǎn)車流無法進(jìn)入動(dòng)態(tài)出口道，在預(yù)信號(hào)處繼續(xù)排隊(duì)等待下1個(gè)周期。已經(jīng)進(jìn)入到動(dòng)態(tài)出口道的左轉(zhuǎn)車輛盡快駛離交叉口。

步驟5。該方向直行綠燈啟亮，已經(jīng)占據(jù)全部出口道的直行車輛依次駛離交叉口，單個(gè)信號(hào)周期結(jié)束。

1.2 動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道長(zhǎng)度的優(yōu)化

Wu等[15]提出動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的長(zhǎng)度l需要考慮2個(gè)條件，并得到了基于這2個(gè)條件的2階段優(yōu)化問題的最優(yōu)圖解（見圖2），將優(yōu)化l的問題轉(zhuǎn)換為方程組。基于改進(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)對(duì)原方程進(jìn)行調(diào)整得到新的聯(lián)立方程，參數(shù)說明見表1。

圖2 動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道時(shí)空?qǐng)DFig.2 Time-space map of left-turn lane for dynamic exit

表1 參數(shù)說明Tab.1 Parameter description

最優(yōu)圖解（見圖2）基于交通波理論，假設(shè)主信號(hào)左轉(zhuǎn)相位開始之前EFL已被全部占據(jù)。左轉(zhuǎn)相位開啟后，排隊(duì)車輛以飽和流率駛?cè)虢徊婵?，此時(shí)形成1個(gè)逐漸向EFL上游漫延的消散波vw1，用AC段表示。隨后新的左轉(zhuǎn)車輛將以1/nll倍的到達(dá)率駛?cè)隕FL形成向下游傳遞的集結(jié)波vw2，用線段CE表示。當(dāng)預(yù)信號(hào)綠燈關(guān)閉時(shí)，左轉(zhuǎn)車輛禁止駛?cè)胍残纬?個(gè)向下游傳遞的波vw3即DF。當(dāng)E與F點(diǎn)在主信號(hào)處重疊時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的左轉(zhuǎn)相位綠燈時(shí)間為主信號(hào)處最佳左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的l為EFL的最優(yōu)長(zhǎng)度。

主信號(hào)處最佳左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)長(zhǎng)為

借助主信號(hào)處最佳左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)長(zhǎng)，可得到改進(jìn)后動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的最佳長(zhǎng)度。

2 車輛延誤計(jì)算模型構(gòu)建

2.1 假設(shè)條件

1）進(jìn)口道車輛的平均到達(dá)率和飽和流率在一定時(shí)間內(nèi)為一確定常數(shù)。

2）不考慮各車道車型比例的影響。

2.2 參數(shù)說明

主要參數(shù)及其含義見表1。

2.3 延誤分析

延誤是評(píng)價(jià)交叉口設(shè)計(jì)是否有效的重要指標(biāo)。為了驗(yàn)證動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道對(duì)于緩解左轉(zhuǎn)車流擁堵的實(shí)際效果，建立改進(jìn)后EFL交叉口信號(hào)控制方案模型。由于右轉(zhuǎn)不占用單獨(dú)的相位，忽略右轉(zhuǎn)車輛。

改進(jìn)后EFL交叉口動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道及直行車道的延誤可根據(jù)交叉口各車道車輛累計(jì)長(zhǎng)度變化圖計(jì)算[17]。若預(yù)信號(hào)前排隊(duì)的左轉(zhuǎn)車輛可在預(yù)信號(hào)提前啟亮階段完全消散，動(dòng)態(tài)出口車道的延誤有式（1）、式（2）表達(dá)的2種情況，否則延誤情況可由式（3）表示。此時(shí)2條動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的車輛到達(dá)與駛離見圖3~5。

圖3 情況1：動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道累計(jì)排隊(duì)長(zhǎng)度變化圖Fig.3 Scenario 1:variation of cumulative queue length of dynamic EFL

預(yù)信號(hào)綠燈啟亮?xí)r刻，預(yù)信號(hào)前累計(jì)排隊(duì)左轉(zhuǎn)車輛數(shù)為Q，動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道所能容納的最大車輛數(shù)為Qmax。

情況1。預(yù)信號(hào)綠燈啟亮?xí)r刻，若Q

一段時(shí)間后EFL被填滿，主信號(hào)左轉(zhuǎn)綠燈啟亮。排隊(duì)車輛以S2駛離交叉口。預(yù)信號(hào)前左轉(zhuǎn)車輛的排隊(duì)延誤為三角形ABC的面積，單條動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的左轉(zhuǎn)車輛累積延誤為多邊形DEGHI的面積。所以延誤Dl1為

情況2。預(yù)信號(hào)綠燈啟亮?xí)r刻，若Q=Qmax，啟亮后車隊(duì)恰好將動(dòng)態(tài)左轉(zhuǎn)車道全部占滿。此時(shí)主信號(hào)綠燈開啟，后續(xù)車輛同樣以到達(dá)率ql/nll駛?cè)雱?dòng)態(tài)左轉(zhuǎn)車道。

此時(shí)動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的車輛延誤Dl2為

圖4 情況2：動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道累計(jì)排隊(duì)長(zhǎng)度變化圖Fig.4 Scenario 2:variation of cumulative queue length of dynamic EFL

情況3。預(yù)信號(hào)啟亮?xí)r刻，若Q>Qmax，預(yù)信號(hào)前累計(jì)車隊(duì)出現(xiàn)2種消散情況：a）預(yù)信號(hào)綠燈結(jié)束前排隊(duì)已經(jīng)消散；b）預(yù)信號(hào)綠燈結(jié)束后排隊(duì)還未消散。情況b對(duì)應(yīng)的左轉(zhuǎn)車流量較大，為確保上1個(gè)周期左轉(zhuǎn)綠燈期間到達(dá)的車輛能夠在下1個(gè)左轉(zhuǎn)綠燈相位順利駛離交叉口，步驟5后進(jìn)入下1個(gè)周期時(shí)考慮開啟常規(guī)左轉(zhuǎn)車道，采用常規(guī)左轉(zhuǎn)車道與2條EFL相結(jié)合的形式來緩解左轉(zhuǎn)擁堵。其延誤可結(jié)合具有常規(guī)左轉(zhuǎn)車道的EFL設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，本文主要考慮消散情況a。

圖5 情況3：動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道累計(jì)排隊(duì)長(zhǎng)度變化圖Fig.5 Scenario 3:variation of cumulative queue length of dynamic EFL

消散情況a中預(yù)信號(hào)前排隊(duì)車輛的消散時(shí)間大于預(yù)信號(hào)提前啟亮?xí)r間小于預(yù)信號(hào)綠燈時(shí)長(zhǎng)，車輛累積延誤Dl3為

改進(jìn)后直行出口道包括1條常規(guī)車道和1條分叉的非常規(guī)車道。總延誤為常規(guī)車道延誤與非常規(guī)車道延誤之和，見圖6。

圖6 改進(jìn)后非常規(guī)直行車道累計(jì)長(zhǎng)度變化圖Fig.6 Cumulative length change of the improved straight lane

單個(gè)進(jìn)口道直行車道的總延誤為

3 模擬計(jì)算與結(jié)果分析

3.1 交叉口數(shù)據(jù)輸入

經(jīng)十路為中國(guó)最長(zhǎng)的城市街道，全程長(zhǎng)達(dá)90 km，雙向10車道設(shè)計(jì)，車流量在1 d內(nèi)波動(dòng)較大。與經(jīng)十路相交的多個(gè)交叉口均設(shè)置了動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)。

為了進(jìn)一步分析周期長(zhǎng)度以及左轉(zhuǎn)流量等因素對(duì)動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道優(yōu)化性的能影響，接下來對(duì)設(shè)置有動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)的濟(jì)南市經(jīng)十路舜耕路交叉口進(jìn)行簡(jiǎn)化，見圖7。由于此交叉口4個(gè)進(jìn)口道均設(shè)有動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)，且東西方向?yàn)榻?jīng)十路，直行車道較多，為了更便于模擬計(jì)算將4個(gè)進(jìn)口道均簡(jiǎn)化為具有左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)車道功能的簡(jiǎn)單雙向3車道渠化且僅東西1個(gè)方向設(shè)置動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)。

圖7 改進(jìn)前的動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)Fig.7 Design of dynamic EFL before improvement

以周期長(zhǎng)度和左轉(zhuǎn)流量為輸入變量進(jìn)行分析。通過Matlab構(gòu)建3種情況下交叉口信號(hào)控制方案模型。簡(jiǎn)化后南北進(jìn)口道均為1條左轉(zhuǎn)車道2條直行車道，每條車道的左轉(zhuǎn)流量為300輛/h，直行流量為400輛/h。常規(guī)交叉口東西進(jìn)口道渠化與南北相同，改進(jìn)前EFL交叉口采用2條直行車道1條常規(guī)左轉(zhuǎn)車道與1條動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道相結(jié)合的渠化，改進(jìn)后EFL交叉口渠化見圖1。南北進(jìn)口道每條車道左轉(zhuǎn)流量為可變區(qū)間100~1 100輛/h，直行流量為每車道300輛/h。主、預(yù)信號(hào)處每條車道的飽和流率分別為0.5，0.3輛/s。

交叉口采用2種不同的信號(hào)配時(shí)方案。常規(guī)左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)采用韋伯斯特配時(shí)法[18]。EFL設(shè)計(jì)下的信號(hào)配時(shí)方案將周期設(shè)置在80~200 s之間，東西進(jìn)口道直行相位依舊采用韋伯斯特配時(shí)方案得出的綠燈時(shí)長(zhǎng)，左轉(zhuǎn)相位則采用式（1）求出的最佳左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)長(zhǎng)。信號(hào)燈起止損失時(shí)間和全紅時(shí)間均為2 s。EFL的長(zhǎng)度可根據(jù)流量大小來優(yōu)化，由于此時(shí)要分析不同流量下延誤的變化所以EFL的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際道路情況設(shè)為固定值60 m。

3.2 運(yùn)行結(jié)果分析

3.2.1 周期長(zhǎng)度以及左轉(zhuǎn)車流量的影響

對(duì)運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行處理，得到改進(jìn)后不同流量左轉(zhuǎn)延誤隨周期時(shí)長(zhǎng)變化圖，見圖8。圖8可見：左轉(zhuǎn)流量一定，信號(hào)周期越長(zhǎng)動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的延誤越高。當(dāng)左轉(zhuǎn)車流量較高達(dá)到500~1 100輛/h時(shí)，所有的延誤曲線將趨近于1點(diǎn)后各自發(fā)散。這說明流量高于500輛/h時(shí)，將周期設(shè)為100 s附近可得到較為均衡的的左轉(zhuǎn)延誤。

圖8 改進(jìn)后不同流量左轉(zhuǎn)延誤隨周期時(shí)長(zhǎng)變化圖Fig.8 The delay of left-turn under different flow rates varying with the cycle length after improvement

圖9 可見：左轉(zhuǎn)交通量較低時(shí)，動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道的延誤與周期時(shí)長(zhǎng)線性相關(guān)。當(dāng)左轉(zhuǎn)交通量處于400~600輛/h時(shí)，不同周期下的左轉(zhuǎn)延誤均出現(xiàn)增長(zhǎng)幅度放緩的現(xiàn)象。這證明了EFL設(shè)計(jì)的有效性，在左轉(zhuǎn)車流量為400~600輛/h時(shí)，其運(yùn)行效果最佳可以有效地減少左轉(zhuǎn)延誤。觀察高流量折線圖發(fā)現(xiàn)80，90，100 s這3個(gè)短周期對(duì)高左轉(zhuǎn)流量表現(xiàn)出更佳的性能。所以改進(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)更適合設(shè)置在左轉(zhuǎn)流量為400~600輛/h的情況，當(dāng)左轉(zhuǎn)流量更高時(shí)，改進(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)需要搭配短周期才能起到較好的改善效果。

圖9 改進(jìn)后不同周期長(zhǎng)度下左轉(zhuǎn)延誤隨流量變化圖Fig.9 The delay of left-turn under different cycle lengths with the flow rate after improvement

3.2.2 動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道車均延誤

由于采用車總延誤指標(biāo)無法客觀描述信號(hào)配時(shí)方案與交通流運(yùn)行效率之間的關(guān)系，所以選擇采用車均延誤指標(biāo)來評(píng)價(jià)EFL設(shè)計(jì)的性能。

在表2中，優(yōu)化方案下交叉口整體車均延誤均小于常規(guī)交叉口以及改進(jìn)前EFL設(shè)計(jì)交叉口。這是因?yàn)楦倪M(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)方案不僅增加了左轉(zhuǎn)車通行能力，也減少了直行相位的車均延誤。當(dāng)左轉(zhuǎn)流量為400輛/h時(shí)，常規(guī)交叉口在最佳信號(hào)周期下所能達(dá)到的最小車均延誤為49.80 s。相同周期下改進(jìn)后的EFL交叉口可將車均延誤降低到30.05 s，與常規(guī)交叉口相比下降比例達(dá)到39.68%，較改進(jìn)前的EFL交叉口車均延誤下降比例達(dá)到29.48%。當(dāng)左轉(zhuǎn)流量為500輛/h時(shí)，改進(jìn)后EFL交叉口的車均延誤下降比例分別為12.90%和12.02%。這同樣證明了改進(jìn)后EFL設(shè)計(jì)交叉口的有效性，即使與常規(guī)交叉口采用相同的信號(hào)周期也能較好地發(fā)揮作用，如果縮短周期時(shí)長(zhǎng)這種優(yōu)化效果會(huì)更加明顯。

表2 不同控制方案下交通流車均延誤Tab.2 Average vehicle delays under different control plans

左轉(zhuǎn)流量分別為400，500，600輛/h時(shí)，3種方案下的車均延誤隨周期變化圖見圖10。常規(guī)左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)方案求得周期時(shí)長(zhǎng)分別為130，174，216 s，圖中圓點(diǎn)代表其在對(duì)應(yīng)流量下的車均延誤。圖10可見，在信號(hào)周期為80~160 s時(shí)，針對(duì)不同的左轉(zhuǎn)車流量，改進(jìn)后EFL的車均延誤較改進(jìn)前以及常規(guī)左轉(zhuǎn)車道的車均延誤顯著降低。當(dāng)流量為600輛/h且單個(gè)周期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)接近250 s時(shí)，改進(jìn)后EFL的優(yōu)化性能較改進(jìn)前有所降低。當(dāng)流量為700輛/h時(shí)，這種降低程度將更為明顯。這是由于改進(jìn)后的EFL設(shè)計(jì)本身比改進(jìn)前更為復(fù)雜所造成的，改進(jìn)前的EFL設(shè)計(jì)能更好的適應(yīng)大幅度左轉(zhuǎn)流量變化的情況。

圖10 不同流量下左轉(zhuǎn)延誤隨周期變化圖Fig.10 The delay of left-turn under different flow rates varying with the cycle

3.3 定性分析

不同于現(xiàn)有的多集中于針對(duì)動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)信號(hào)控制方面的研究，提出的非常規(guī)動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)，豐富了逆向可變車道與常規(guī)左轉(zhuǎn)車道動(dòng)態(tài)組合靈活配置方面的研究，增加了動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)的多樣性。將周期和流量作為評(píng)估因素對(duì)3種設(shè)計(jì)方案下的交叉口進(jìn)行靈敏度分析，探討了不同動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)的適用情況及切換條件。

4 結(jié)束語

對(duì)比3種不同設(shè)計(jì)方案下交叉口的延誤變化，主要結(jié)論有：在相同設(shè)計(jì)方案下隨著左轉(zhuǎn)流量的增加，延誤逐漸變大，可通過縮短周期長(zhǎng)度來對(duì)延誤情況進(jìn)行改善。不同設(shè)計(jì)方案下可根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)選擇合適的車道設(shè)計(jì)。平峰時(shí)期左轉(zhuǎn)車流量較低時(shí)，可采用常規(guī)左轉(zhuǎn)車道；高峰時(shí)期左轉(zhuǎn)車流量基本穩(wěn)定在400~600輛/h附近時(shí)，可考慮開啟預(yù)信號(hào)及中央分隔帶缺口，采用改進(jìn)后的動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)；當(dāng)高峰時(shí)期左轉(zhuǎn)流量較高且波動(dòng)較大時(shí)，可采用改進(jìn)前的動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)方案。

本文提出的非常規(guī)動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)為交叉口的道路渠化增加了更多的可能性，但為了方便研究本文將進(jìn)口道車輛平均到達(dá)率和飽和流率在一定時(shí)間內(nèi)視為定值，后續(xù)將針對(duì)交通波動(dòng)條件下不同的動(dòng)態(tài)出口左轉(zhuǎn)車道設(shè)計(jì)交叉口主預(yù)信號(hào)之間協(xié)調(diào)控制進(jìn)行研究。