论文部分内容阅读
摘 要：目前我国对于双向左转车道的研究还处于起步阶段，且对于其适用条件并未做出针对性的研究。为了研究双向左转车道在不同影响因素下适宜的交通量范围，本文运用VISSIM仿真软件，选取平均延误、平均排队长度和冲突次数为评价指标，研究在不同水平下的主路小时交通量、支路小时交通量、主路左转车比例影响下，设置了双向左转车道的双向三车道道路的各个评价指标的变化规律，从而研究双向左转车道在多因素组合条件下的适用条件。
关键词：交通工程;双向左转车道;交通仿真;灰色关联度;适用条件
中图分类号：TU997 文献标识码：A
0 引言
双向左转车道（以下简称“TLT”）是一种特殊的中央分隔带，设置在道路中央，专供车辆左转或调头，具有减少冲突、提高驾驶安全性以及净化交通的优点[1]。研究表明，TLT能显著降低事故率，对于延误的影响很小[2]，并且道路设置了TLT后驾驶人的驾驶行为得到了改善[3]。相关研究表明，“四改三”因冲突点的减少和视距的改善可以使得交通安全性提高[4]，且“四改三”基本上能够在保持一定道路服务水平的基础上实现提高道路安全的要求[5]。
然而，国外对TLT适用条件均以平均日交通量为标准，各州之间的调查和研究成果上差异极大，无法作为一个统一的标准直接使用;而且目前中国还未针对TLT的适用条件进行针对性的研究，没有相关的技术规范去指导TLT的设置，导致了TLT在国内未能得到有效的推广。因此有必要针对中国的实际情况，研究多个因素组合影响下的TLT适宜的交通量范围。
1 VISSIM仿真实验
本文选取主路小时交通量、支路小时交通量、主路左转车比例以及支路间距进行分析。
选用VISSIM软件建立设置了TLT的双向三车道道路模型。选取平均延误、平均排队长度以及冲突次数作为评价指标[6，7]，研究在不同影响因素下，设置了双向左转车道的双向三车道道路的各个评价指标的变化规律，从而研究双向左转车道在多因素组合条件下的适用条件。
1.1 仿真参数标定以及影响因素水平的划分
为了研究主路小时交通量、支路小时交通量、主路左转车比例以及支路间距等因素对TLT车道设置的影响，对各影响因素选取不同的水平进行研究。
（1）仿真模型的主路小时交通量计算基数以双向四车道为基准。选取具有代表性的交通量1 700 veh·h-1作为主路每条车道基本能力，选取0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4这七个V/C水平进行研究。
（2）根据侯佳[8]等人的研究经验，选取100 veh·h-1、200 veh·h-1、300 veh·h-1三种水平作为支路单向小时交通量。
（3）左转交通量比例结合实际观测数据取10%、20%、30%三个水平，且为了减少右转交通量的影响，简化实验，取右转交通量比例为10%。
结合不同水平下的左转交通量比例以及支路交通量，共计63种交通条件。
1.2 支路交通量与主路左转车辆比例影响分析
在VISSIM中进行仿真实验，在上述交通量条件下每种条件仿真10次，最终得到不同水平下的支路交通量与主路左转车辆比例在不同V/C下對应的平均延误以及冲突次数，并绘制成图2所示的曲线。
平均延误与平均排队长度反映了道路模型的通行效率，冲突次数反映了道路模型的行车安全。因此，本文从道路模型的通行效率以及行车安全两个方面对双向三车道模型的仿真数据进行分析。
1.2.1 通行效率分析
在特定的左转交通量比例与支路交通量的条件下，平均延误与平均排队长度随着V/C的增加而增加，且最初增加缓慢，但当V/C达到某一个特定值时，平均延误与平均排队长度值急剧增加，我们将V/C的这个特定值定义为“拐点值”。当左转交通量比例一定时，在相同的V/C条件下，平均延误与平均排队长度随着支路交通量的增加而增加。
美国公路通行能力手册HCM2010中对无信号控制交叉口服务水平进行了划分。当左转交通量比例在10%，三车道模型的服务水平在不同水平的支路交通量下，能保持A、B、C级，道路通行效率较高;当左转交通量比例在20%、30%，且在支路交通量水平为100 veh·h-1、
200 veh·h-1的条件下，三车道模型的服务水平能保持在A、B、C级水平，但在支路交通量水平为300 veh·h-1的条件下，当V/C到达拐点值0.35时，平均延误急剧增大，服务水平由C级向E级甚至F级跃迁，车辆拥堵现象严重，交通环境变差。平均排队长度变化规律与平均延误大致相同。
由图2可知，以仿真路段能维持在A级服务水平为标准，以左转交通量比例为10%为例：当支路交通量小于100 veh·h-1时，主路适宜的V/C不应超过0.4;当支路交通量介于100～200 veh·h-1时，主路适宜的V/C不应超过0.35;当支路交通量介于200～300 veh·h-1时，主路适宜的V/C不应超过0.25。当左转交通量比例为20%、30%时，规律与之类似。这是由于当主路交通量过大时，主路车辆过多，导致主路无法提供可插入间隙使左转与支路来车有足够的空间转向，因此主路的V/C不宜过大。
2 结语
本文利用VISSIM软件建立双向三车道仿真模型，选取平均延误、平均排队长度与冲突次数作为评价指标，在不同主路小时交通量、左转交通量比例、支路交通量与支路间距等影响因素的组合下，提出了设置TLT的双向三车道道路能适宜的交通量范围。
参考文献：
[1]张星婕.双向左转车道几何要素设计研究[J].福建质量管理，2018（22）：275.
[2]Knapp K K，Giese K.GUIDELINES FOR THE CONVERSION OF URBAN FOUR-LANE UNDIVIDED ROADWAYS TO THREE-LANE TWO-WAY LEFT-TURN LANE FACILITIES[J].Bicycles，2001.
[3]García R，Valdés D，Figueroa-Medina A M.Evaluation of the Effectiveness on the Implementation of a Two-Way Left-Turn Lane with Educational Material in Highway PR-107 using a Driving Simulator[J].Transportation Research Record：Journal of the Transportation Research Board，2019（9）：287-296.
[4]Welch T M.The Conversion of Four Lane Undivided Urban Roadways to Three Lane Facilities[J].transportation research circular.
[5]彭永辉，程建川.城市道路四车道改造为三车道的研究[J].中外公路，2008（1）：190-193.
[6]Shao Y，Han X，Wu H，et al.Evaluating Signalization and Channelization Selections at Intersections Based on an Entropy Method[J].Entropy，2019（8）：808.
[7]Shao Y，Han X，Wu H，et al.Evaluating the sustainable traffic flow operational features of an exclusive spur dike U-turn lane design[J].PLOS ONE，2019，14.
[8]侯佳，周广，杜小川，等.城市主干道接入口左转交通组织仿真研究[C].中国智能交通年会，2008.
关键词：交通工程;双向左转车道;交通仿真;灰色关联度;适用条件
中图分类号：TU997 文献标识码：A
0 引言
双向左转车道（以下简称“TLT”）是一种特殊的中央分隔带，设置在道路中央，专供车辆左转或调头，具有减少冲突、提高驾驶安全性以及净化交通的优点[1]。研究表明，TLT能显著降低事故率，对于延误的影响很小[2]，并且道路设置了TLT后驾驶人的驾驶行为得到了改善[3]。相关研究表明，“四改三”因冲突点的减少和视距的改善可以使得交通安全性提高[4]，且“四改三”基本上能够在保持一定道路服务水平的基础上实现提高道路安全的要求[5]。
然而，国外对TLT适用条件均以平均日交通量为标准，各州之间的调查和研究成果上差异极大，无法作为一个统一的标准直接使用;而且目前中国还未针对TLT的适用条件进行针对性的研究，没有相关的技术规范去指导TLT的设置，导致了TLT在国内未能得到有效的推广。因此有必要针对中国的实际情况，研究多个因素组合影响下的TLT适宜的交通量范围。
1 VISSIM仿真实验
本文选取主路小时交通量、支路小时交通量、主路左转车比例以及支路间距进行分析。
选用VISSIM软件建立设置了TLT的双向三车道道路模型。选取平均延误、平均排队长度以及冲突次数作为评价指标[6，7]，研究在不同影响因素下，设置了双向左转车道的双向三车道道路的各个评价指标的变化规律，从而研究双向左转车道在多因素组合条件下的适用条件。
1.1 仿真参数标定以及影响因素水平的划分
为了研究主路小时交通量、支路小时交通量、主路左转车比例以及支路间距等因素对TLT车道设置的影响，对各影响因素选取不同的水平进行研究。
（1）仿真模型的主路小时交通量计算基数以双向四车道为基准。选取具有代表性的交通量1 700 veh·h-1作为主路每条车道基本能力，选取0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4这七个V/C水平进行研究。
（2）根据侯佳[8]等人的研究经验，选取100 veh·h-1、200 veh·h-1、300 veh·h-1三种水平作为支路单向小时交通量。
（3）左转交通量比例结合实际观测数据取10%、20%、30%三个水平，且为了减少右转交通量的影响，简化实验，取右转交通量比例为10%。
结合不同水平下的左转交通量比例以及支路交通量，共计63种交通条件。
1.2 支路交通量与主路左转车辆比例影响分析
在VISSIM中进行仿真实验，在上述交通量条件下每种条件仿真10次，最终得到不同水平下的支路交通量与主路左转车辆比例在不同V/C下對应的平均延误以及冲突次数，并绘制成图2所示的曲线。
平均延误与平均排队长度反映了道路模型的通行效率，冲突次数反映了道路模型的行车安全。因此，本文从道路模型的通行效率以及行车安全两个方面对双向三车道模型的仿真数据进行分析。
1.2.1 通行效率分析
在特定的左转交通量比例与支路交通量的条件下，平均延误与平均排队长度随着V/C的增加而增加，且最初增加缓慢，但当V/C达到某一个特定值时，平均延误与平均排队长度值急剧增加，我们将V/C的这个特定值定义为“拐点值”。当左转交通量比例一定时，在相同的V/C条件下，平均延误与平均排队长度随着支路交通量的增加而增加。
美国公路通行能力手册HCM2010中对无信号控制交叉口服务水平进行了划分。当左转交通量比例在10%，三车道模型的服务水平在不同水平的支路交通量下，能保持A、B、C级，道路通行效率较高;当左转交通量比例在20%、30%，且在支路交通量水平为100 veh·h-1、
200 veh·h-1的条件下，三车道模型的服务水平能保持在A、B、C级水平，但在支路交通量水平为300 veh·h-1的条件下，当V/C到达拐点值0.35时，平均延误急剧增大，服务水平由C级向E级甚至F级跃迁，车辆拥堵现象严重，交通环境变差。平均排队长度变化规律与平均延误大致相同。
由图2可知，以仿真路段能维持在A级服务水平为标准，以左转交通量比例为10%为例：当支路交通量小于100 veh·h-1时，主路适宜的V/C不应超过0.4;当支路交通量介于100～200 veh·h-1时，主路适宜的V/C不应超过0.35;当支路交通量介于200～300 veh·h-1时，主路适宜的V/C不应超过0.25。当左转交通量比例为20%、30%时，规律与之类似。这是由于当主路交通量过大时，主路车辆过多，导致主路无法提供可插入间隙使左转与支路来车有足够的空间转向，因此主路的V/C不宜过大。
2 结语
本文利用VISSIM软件建立双向三车道仿真模型，选取平均延误、平均排队长度与冲突次数作为评价指标，在不同主路小时交通量、左转交通量比例、支路交通量与支路间距等影响因素的组合下，提出了设置TLT的双向三车道道路能适宜的交通量范围。
参考文献：
[1]张星婕.双向左转车道几何要素设计研究[J].福建质量管理，2018（22）：275.
[2]Knapp K K，Giese K.GUIDELINES FOR THE CONVERSION OF URBAN FOUR-LANE UNDIVIDED ROADWAYS TO THREE-LANE TWO-WAY LEFT-TURN LANE FACILITIES[J].Bicycles，2001.
[3]García R，Valdés D，Figueroa-Medina A M.Evaluation of the Effectiveness on the Implementation of a Two-Way Left-Turn Lane with Educational Material in Highway PR-107 using a Driving Simulator[J].Transportation Research Record：Journal of the Transportation Research Board，2019（9）：287-296.
[4]Welch T M.The Conversion of Four Lane Undivided Urban Roadways to Three Lane Facilities[J].transportation research circular.
[5]彭永辉，程建川.城市道路四车道改造为三车道的研究[J].中外公路，2008（1）：190-193.
[6]Shao Y，Han X，Wu H，et al.Evaluating Signalization and Channelization Selections at Intersections Based on an Entropy Method[J].Entropy，2019（8）：808.
[7]Shao Y，Han X，Wu H，et al.Evaluating the sustainable traffic flow operational features of an exclusive spur dike U-turn lane design[J].PLOS ONE，2019，14.
[8]侯佳，周广，杜小川，等.城市主干道接入口左转交通组织仿真研究[C].中国智能交通年会，2008.