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城市道路通行能力是道路规划、设计、运营和管理的基本参数。设置导流岛后,由于路权变化引发的交通流特性变化,导致信号交叉口的通行能力与国内外相关研究存在显著差异。基于此,论文以设置导流岛的信号交叉口为研究对象,开展通行能力研究。 分析了设置导流岛的信号交叉口交通流特性。对比分析设置导流岛前后信号交叉口的机非冲突、各种交通方式在交叉口行驶路径及路权的变化。经过调查分析表明设置导流岛后,交叉口行人和自行车到达符合泊松分布;行人和自行车过街速度符合正态分布;行人和自行车分三阶段过街:随时可以通过右转车道进入导流岛,绿灯放行时以聚集群的形式过街,绿灯期末直接过街。右转车辆让行于行人和自行车、提前右转对右转车道及相邻直行车道的通行能力产生一定影响。 提出了通行能力随机影响因素的典型条件判别方法。确定以平均饱和车头时距作为衡量指标,提出从影响程度和发生概率两方面考虑通行能力随机影响因素的选取。提出将随机因素分为地区性和特定交叉口随机影响因素,结合哈尔滨市冰雪条件对通行能力的影响探讨了地区性随机影响因素的典型条件判别方法,结合福州市交叉口交通压力对通行能力的影响探讨了特定交叉口随机影响因素的典型条件判别方法。随机影响因素的典型条件可归纳为:能够反应城市或特定交叉口的典型特征;对通行能力产生较大的影响;随机因素在不同时期具有一定的稳定性。 建立了设置导流岛的信号交叉口通行能力分析模型。基于可接受间隙理论建立右转车道通行能力模型,确定行人和自行车交通流为主路,提出红灯效应修正系数,该系数与行人、自行车导致的红灯效应持续时长和信号周期时长相关,模型通过我国多个城市的调查数据进行参数标定和模型验证。在此基础上,考虑短右转车道导致的阻挡对通行能力的影响,将共用车道阻挡分为右转车辆被直行车辆阻挡、右转车辆溢出后阻挡直行车辆和不阻挡三种情况,提出前两种情况发生的概率模型、未被阻挡车辆均值模型和第三种情况的概率及通行能力计算模型,以此为基础建立短右转车道通行能力模型和短右转车道影响下的直行车道通行能力模型。采用实测数据对模型进行参数标定,并用VISSIM仿真验证模型。模型验证结果表明本文建立的模型能较好的反应实际情况,可为设置导流岛的信号交叉口提供理论依据。通过调查观测得出基本条件下设置导流岛的信号交叉口各转向基本饱和流率,针对设置导流岛的信号交叉口交通流特性,给出左转、直行、右转饱和流率修正系数及计算模型。 研究了信号交叉口导流岛的设置条件。分析了信号交叉口导流岛设置的几何条件,给出了设置导流岛的车道长度、车道宽度、转弯半径和导流岛尺寸等几何控制参数。为保证红灯期间到达的行人和自行车不溢出导流岛等待区,建模分析了各周期在导流岛等待过街的行人和自行车流量与导流岛面积的关系、机动车流量与阻塞概率的关系,给出了设置导流岛的交通流量阈值。为保证进入导流岛的行人和自行车在一周期内全部过街,基于交通波理论推导出行人自行车相位最小绿灯时间、最长红灯时间、最小绿灯间隔时间的阈值,采用交通仿真方法给出了不同周期时长直行机动车最短绿灯时间的阈值。 最后,讨论了设置导流岛的信号交叉口运行效果。通过仿真对比分析设置导流岛前后通行能力表明:设置导流岛后的信号交叉口在行人和自行车交通量较小、短右转车道情况下右转通行能力比设置前右转通行能力大。采用IQA方法计算设置导流岛前后延误表明:设置导流岛后的信号交叉口延误比设置导流岛前延误小,只有在交通量很大的情况下,设置导流岛后的信号交叉口延误变大。可见,在行人和自行车交通量较小、右转车道长度较短的交叉口设置导流岛能提高通行能力,减小交叉口延误。