[发明专利]港区道路交叉口最小间距确定方法

说明书

技术领域

本发明属于道路设计技术领域，涉及一种港区道路交叉口最小间距确定方法。

背景技术

从国内外相关文献阅读可知，现有道路交叉口最小间距研究技术以路网通行效率和交通安全设计为基础，路网通行效率主要关注交叉口最小间距与整体路网通行能力、服务水平等指标之间的关系，交通安全主要关注交叉口最小间距与交叉口渠化设计、标志标线设计、交叉口视距等交叉口交通设计之间的关系。美国运输研究委员会(TRB)在1994公布的国家合作高速公路研究项目(NCHRP)研究报告Project 3-33，用于交通量调查和数据统计分析技术证明了，交叉口间距与道路自由流速度、道交通事故具有密切关系，并运用TTC(time to collision)、PET(post-encroachmenttime)等微观仿真软件研究交叉口间距如何影响交叉口交通安全，并提出优化措施。马永峰博士在《公路平面交叉口合理间距研究》中从满足交叉口识别距离要求、满足交通标志设置有效性要求、满足车辆换道要求、满足超车视距要求、满足交叉口视距和考虑车辆行车轨迹要求六个方面计算交叉口间距，并结合安全间距理论分析、信号控制、转角净距等因素综合分析交叉口合理间距。卢凯等在《经典干道协调控制信号配时数解算法的改进》中运用信号协调控制方法，基于最大绿波带设计理论确定干道沿线交叉口的合理间距；毛大德在《考虑排队长度的道路信号交叉最小间距问题》中为解决相邻交叉口间距太小造成交叉口交通拥堵问题，运用排队长度估算方法确定交叉口最小间距。

从已有相关文献阅读分析可知，针对道路交叉口最小间距研究的已有技术具有以下特点：

(1)道路交叉口最小间距研究对象是以城市小汽车为主，未发现针对港区大型车辆的道路出入口间距研究的相关文献；

(2)现有技术对车辆进入交叉口功能范围内驾驶行为、交通冲突的影响机制研究不明晰，即车辆单体车道变换、车辆跟驰等，而车辆单体在交叉口功能区的驾驶行为、交通冲突研究是探究交叉口间距与路网通行效率和交通安全之间相互关系的基础，这一过程的描述是非常复杂的，特别是港口大型车辆。

根据上述背景技术分析可知，现有国内外道路交叉口最小间距研究技术包括数据统计分析、微观交通仿真软件、安全间距计算、最大绿波设计、排队长度估算等，未对港区大型车辆在交叉口功能区复杂驾驶行为、交通冲突的影响机制深入研究，进而现状研究技术缺乏基础研究支撑。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种能够更为细致和准确地描述港区大型车辆在交叉口复杂交通环境下驾驶行为和交通冲突行为特征，继而获取合理的港区道路交叉口最小间距的方法，以此指导港区道路设计。本发明的技术方案如下：

一种港区道路交叉口最小间距确定方法，该方法对与交叉口相连的港区道路的换道频繁区域以及交叉口进行二维元胞划分，其它部分采用一维元胞，构建交叉口附近港区道路的元胞模型，包括下列的步骤：

(1)构建驾驶员感知模块

1)前方车道的拥堵感知

将不同范围内的拥堵对感知的影响采用权重来表示，并对其进行标定，通过车辆占有元胞占感知范围元胞总数的比例来计算前方各车道的感知道路占有率，具体方法如下：

设l_r表示驾驶员的感知-反应距离；表示第i个感知范围的长度；l_v表示视距半径，则驾驶员i在t时刻车道l的感知交通拥堵程度p(i，l，t)可表示为

S_ls表示车道l感知范围的分段数量；

ω_lj表示车道l第j个感知范围的对总体感知的影响权重；

o_lj表示车道l第j个感知范围的估计占有率；

如果p(i，l，t)-p(i，l-1，t)＞ω_left，则h_w(i，t+1)＝h_w(i，t)+δ_hr；如果p(i，l，t)-p(i，l+1，t)＞ω_right，则h_w(i，t+1)：＝h_w(i，t)+δ_rr，其中，ω_left，ω_right表示由于拥堵而产生的向左、向右换道意愿的阈值，h_w(i，t)表示第i个驾驶员t时刻的换道意愿，δ_hr表示拥堵对r类驾驶员换道的影响系数，：＝表示利用符号右侧的参数对左侧变量进行替换；

2)信号灯的感知