[发明专利]控制阶段快速路下匝道-地面道路交叉口一体化设计方法

说明书

技术领域

本发明属于交通路口设计领域，尤其是涉及一种控制阶段快速路下匝道-地面道路交叉口一体化设计方法。

背景技术

中国的城市快速路匝道间距小，与地面道路关系密切，与出口匝道衔接的交叉口同时承担着快速路和地面道路的交通压力。在交通压力大或交通组织方式不当的情况下，是连续流和间断流转换的瓶颈点。出口匝道的通行能力在不同程度上受限于匝道交叉口衔接段的通行能力。当需求大于衔接段通行能力时，出口匝道将出现排队，甚至延伸至主线，并影响地面交通运行。可见，快速路下匝道和地面道路交叉口设计方法直接影响到匝道和地面道路功能的发挥。

快速路下匝道在近交叉口横向接地点位置有3种情况，分别为内侧式匝道、中间式匝道和外侧式匝道。三种类型的快速路下匝道设置方式都存在不同程度的车流交织：

内侧式匝道存在着下匝道右转车流、地面道路左转车流及直行车流之间的混合交织。

中间式匝道存在着下匝道左转车辆与地面直行车流之间的交织。

外侧式匝道存在着下匝道左转车流、地面道路右转车流及直行车流之间的混合交织。

国家设计快速路下匝道接地点时一般首先考虑用地的要求，而对交叉口的交通流行驶要求考虑不足，使得用于车流变更车道的交织段长度不足；与正常运行的十字交叉口相比，当有下匝道设置于近交叉口时，交叉口内的冲突点与交织段明显增多，会使得进口车道通行能力降低约50％，必然会造成交叉口通行能力严重下降，交通秩序混乱。因此，研究控制阶段快速路下匝道-地面道路交叉口一体化设计方法对于改善快速路下匝道-地面道路交叉口整体通行效率具有重要意义。

发明内容

本发明旨在解决控制阶段快速路下匝道与地面道路衔接交叉口拥堵现象，以提高快速路下匝道-地面道路交叉口交通通行效率和安全为出发点，为达到上述目的目的,本发明提供一种控制阶段快速路下匝道-地面道路交叉口一体化设计方法。

本发明采用的技术方案是：控制阶段快速路下匝道-地面道路交叉口一体化设计方法，包括如下步骤：

步骤1.根据采集的交叉口各进口道和下匝道各流向的实际交通量，确定下匝道衔接进口道的车道功能划分及其余进口道的车道渠化方案；根据交通流特征等确定相位相序，计算最佳周期时长和各相位绿信比；判断是否符合饱和度和服务水平要求；

若不符合，根据流量比尽量一致原则，重新调整车道渠化方案和最佳周期时长和各相位绿信比；

若符合，执行步骤2)；

步骤2.计算下匝道衔接进口道的平均排队长度；

步骤3.利用蒙特卡洛方法产生一组解序列，包含衔接进口道车道渠化方案信息；

步骤4.依据HCM标准确定下匝道-地面道路衔接段的交织构型，并依次计算交织强度、交织速度、非交织速度，进而确定交织区运行类型；

步骤5.计算交织区间速度和交织车流密度，根据计算得到的最小交织车流密度，判断是否符合交织段服务水平要求，

若不满足则返回步骤3和步骤1；

若满足则输出步骤1中得到的衔接进口道的车道渠化方案和信号交叉口的信号配时方案。

进一步的，步骤1的实现过程：首先确定多段式信号配时的时段划分，之后确定配时时段内各进口道和下匝道各流向的实际交通量，根据采集的交叉口各进口道和下匝道各流向的实际交通量，确定下匝道衔接进口道的车道功能划分及其余进口道的车道渠化方案；根据交通流特征等确定相位相序，计算最佳周期时长和各相位绿信比，判断是否符合饱和度和服务水平要求；

若不符合，重新调整车道渠化方案和最佳周期时长和各相位绿信比；

若符合，执行步骤2；

步骤2的实现方法如下：分别计算左转流向车道组和直行流向车道组的平均排队长度，取两者中的较大值；其中平均排队长度计算如式(1-3)所示：

Q＝Q₁+Q₂    (1)