[发明专利]混合交通环境下平面信号交叉口服务水平的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于城市道路交通规划与管理领域，尤其涉及一种混合交通环境 下平面信号交叉口服务水平的评价方法。

背景技术

从上个世纪五十年代以来，国外一些发达国家的交通工程研究人员就一直 致力于寻求好的度量和评价信号交叉口服务质量的方法和模型，经过几十年的 努力形成了相对独立的理论和方法。以美国《道路通行能力手册》(Highway Capacity Manual，简写为HCM)最具有代表性，影响也最大，一些国家和地 区以此为基础开展服务水平研究。新版HCM2000所提出的信号交叉口服务水 平以每车平均控制延误为指标并将其分为A-F六级；并确定了控制延误计算方 法。

与国外相比，我国在信号交叉口服务水平研究方面起步较晚，但也取得了 一定的成果。任福田等编著的《交通工程学》一书中建议的信号交叉口服务水 平评价指标包括交通负荷系数、效率系数、交叉口受阻车辆、延误时间及排队 长度，并以此将服务水平划分为五个等级；北京市政设计院建议以交叉口负荷 系数、车辆通过交叉口平均延误时间、红灯平均阻车长度和交通使用者的感受 为指标将服务水平划分为I-IV级；萧乾金等在重庆市城市道路改扩建技术项目 中，对交叉口评价采用饱和度、效率指标、车均延误、安全率以及交通管理及 环境条件等指标；钱寒风等也完成了此方面的研究，将每车道通行能力、饱和 度、延误和两次停车率作为交叉口评价指标并给出了A-E五级的分级标准。

以上研究成果丰富了交叉口服务水平评价的理论和方法，但结合中国混 合交通特征的研究还不够，所提出的交叉口服务水平评价指标以及指标计算 方法，均以单一机动车流作为考虑对象。因此，既有的服务水平评价方法不 适用于我国高度混合的交通流情况。所评价出的服务水平，无法正确反映客 观实际。混合交通对交叉口服务水平影响表现在以下几个方面：

1、行人、自行车对机动车运行的干扰

对于平面信号交叉口，在同一个绿灯信号周期，存在不同方向的行人、 自行车与机动车的相互干扰，导致机动车的运行条件、使用者的感受发生改 变，进而对服务水平产生影响。而国内外交叉口服务水平评价系统，均没有 反映这方面内容的指标，这种现象无法在服务水平中得到体现；

2、对评价指标的影响

国内提出的交叉口服务水平评价指标中，出现较多有饱和度、效率系数 等指标。由于存在混合交通在交叉口的相互干扰，将造成交叉口的通行能力 损失，降低机动车在交叉口内的通行速度，进而会影响饱和度、效率系数；而 当前对饱和度、效率系数的计算，采用的多是国外基于单一机动车交通环境 下的计算方法，因而无法有效地计算出混合交通环境下的指标值。这些指标 的计算方法，需要重新加以研究。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有混合交通环境下平面信号交叉口服务水平的 评价方法中，未能考虑机非干扰状况和国内混合交通环境的不足，从而导致评 价结果不合理的问题，提出一种混合交通环境下平面信号交叉口服务水平的方 法。

本发明的技术方案是，一种混合交通环境下平面信号交叉口服务水平的评 价方法，其特征在于，所述评价方法包括下列步骤：

步骤1：确定混合交通环境下平面信号交叉口服务水平评价指标，包括： 控制延误、干扰率、饱和度、效率系数、排队长度；

步骤2：利用层次分析法计算混合交通环境下平面信号交叉口的控制延误、 干扰率、饱和度、效率系数、排队长度5项评价指标的各自权值；

步骤3：运用模糊聚类方法，获得混合交通环境下交叉口各级服务水平各 项评价指标的中心点和标准差，求得各级评价指标的隶属函数；

步骤4：利用INSSIM仿真软件中的机动车和自行车产生模型、跟驰模型、 行人的产生模型、排队模型和右转机动车穿越决策模型对混合交叉口的机动 车、自行车和行人的运行状况进行仿真，从而获得混合交通环境下控制延误、 干扰率、饱和度、效率系数、排队长度5项评价指标的指标值；

步骤5：运用各级服务水平各评价指标的隶属函数，分别计算控制延误、 干扰率、饱和度、效率系数、排队长度5项评价指标每一级的隶属度，形成单 因素评判矩阵；

步骤6：利用单因素评判矩阵和指标权值，对各级别下5项评价指标进行 综合评判，按最大隶属原则确定服务水平级别。