基于交通冲突的城市道路近距离交叉口交通安全分析及改善方法研究

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交叉口是城市道路系统的重要节点,车流在交叉口处反复分流、合流及换道发生冲突,而近距离交叉口作为交叉口的特殊组合形式,在道路中承担过渡各交通流的重要作用。目前针对近距离交叉口的研究尚比较欠缺,已有研究大量集中在以道路情况为主的这一静态属性对冲突的影响,而缺乏流量、速度等动态属性对冲突的影响。本文以城市道路近距离交叉口为研究对象,旨在减少交通冲突带来的交通拥堵,提高通行效率及行车安全性,并通过仿真平台验证改善效果。
  本文首先定义了研究范围,从车速、车头时距、车流密度等交通流参数分析近距离交叉口交通运行特性,然后利用实测数据进行卡方拟合优度检验,计算冲突MAPE值,并对VISSIM软件和SSAM软件的主要参数阈值进行标定,在此条件上分析近距离交叉口交通冲突类型特征与区域特征,并计算近距离交叉口通行能力,为计算路段饱和度提供依据。其次对南岸区两个近距离交叉口组合开展交通调查,仿真后进行模型有效性检验,利用灰色关联模型计算交通冲突影响因素不同时段综合关联度,得出关联性较强的因素,从大到小依次为交叉口间距、V/C、车速、信号联动协调性、交通构成及车道数,分析各安全影响因素与交通冲突的关系并验证相关性,通过XGBoost计算得到各安全影响因素权重。随后建立近距离交叉口交通冲突强度模型,利用典型相关性分析交通冲突指标与交通运行指标的关系,量化近距离交叉口交通冲突时间强度阈值MTITC为5.5次/(辆?小时)。利用灰色聚类评估模型根据冲突程度划分出良好、轻度、中度、严重四个近距离交叉口危险等级。利用有序概率模型确定冲突严重性影响因素,用边际效应计算其方向及大小。再以不同的近距离交叉口组合类型为出发点,明确不同近距离交叉口实施不同改善方法,详细讲述各改善方法实施情况,错位交叉口组合和双T型交叉口组合采用左转右置渠化方法;混合型和双十字型交叉口组合采用排阵式交通控制方法,确定左转右置与排阵式交通控制各自适用条件。最后搭建仿真平台对南岸区不同类型交叉口组合进行仿真,利用相应改善方法进行实例验证,检验改善前后冲突状态,结果表明改善措施能有效缓解严重交通冲突问题。
  本文的研究成果可为近距离交叉口优化设计提供参考,交通冲突强度模型能量化分析城市道路相邻交叉口交织段交通冲突状态,可用于查找城市路网相邻交叉口交通冲突严重路段,针对不同类型交叉口组合确定对应改善方法能有效提高近距离交叉口行车安全性,并且行车效率也有一定提升。
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