专利名称：基于复杂度控制的交叉口空间设计方法
技术领域：
本发明属于交通设计领域，具体涉及一种利用复杂度对交叉口进行设计的方法。
背景技术：
平面交叉口是城市道路交通的瓶颈，混合交通流是我国城市交通的基本特点，不 同转向、不同种类的交通流在交叉口交织、交叉，使得交叉口的运行状况非常复杂。交叉口空间设计是交叉口设计的重要内容之一，是根据一定的设置依据在交叉口 功能区对机动车通行空间、非机动车通行空间、行人通行空间进行设计。以往的交叉口空间设计主要针对某一具体设计要素的设计方法，设置依据进行局 部研究或者从一个角度出发进行交叉口空间设计，使得交叉口空间设计整体协调性和指导 性不够，缺乏一个综合性的指标从整体上来指导交叉口的空间设计。
发明内容
发明目的本发明的目的在于针对现有交叉口空间设计方法存在的不足，提出一 种提高交叉口安全、效率的基于复杂度控制的交叉口空间设计方法。技术方案本发明所述的基于复杂度控制的交叉口空间设计方法，包括如下步 骤(一 )基础资料收集通过分析与交叉口相交道路等级和交叉口周边环境确定交 叉口型式和交通量。分两种情况第一种情况对于规划交叉口，基础资料收集指根据相交道路等级以及交叉口周 边环境确定该交叉口各类设计交通量。第二种情况对于改造交叉口，通过实地勘测，获得交叉口道路条件，机动车、非机 动车、行人交通量，信号控制方案。(二)交叉口空间设计根据已有交通因素设计方法设计交叉口机动车、非机动 车、行人通行空间，生成初步设计方案。具体包括如下步骤(21)根据相交道路等级以及设计交通量，确定初始信号相位方案；(22)交叉口功能区确定确定交叉口的设计范围，即交叉口进出口道展宽起始位 置以内的整个区域；(23)交叉口横断面资源分配确定机动车、非机动车和行人的通行空间以及占用 行车道宽；(24)机动车通行空间设计确定机动车车道数目、车道功能；如果设置专用左转 车道，确定左转车道的设置形式、左转车道宽度、左转车道减速段长度、左转车道的存储长 度、左转等待区的设置、左转导流线的设置；如果设置专用右转车道，确定专用右转车道的 设置形式、车道长度、转弯半径、缘石半径、交通岛设置；
(25)非机动车通行空间设计确定非机动车停车线位置；确定左转非机动车过街 方式；确定右转非机动车处理方式；(26)行人通行空间设计确定行人过街方式以及行人安全岛设置。(三)复杂度计算及评价依据交叉口交通、信号、流量条件，计算初步设计方案中 冲突点冲突概率及冲突点复杂度和交叉口的复杂度，并分析冲突点复杂度和交叉口复杂度 是否符合条件；若不符合则返回步骤(二)，符合则进入下一步。具体包括如下步骤(31)统计交叉口内部冲突点的数目N，每个冲突点有三个参数冲突点类型、优先 交通流量、次级交通流量，记为i (k，Q，Q)；(32)判断第i个冲突点的类型；冲突点的类型有五类合流冲突点、分流冲突点、 交叉冲突点、机动车与非机动车冲突点、机动车与行人冲突点；(33)根据第i个冲突点的类型，将冲突流流量一、冲突流流量二代入到相应的冲 突点冲突概率P计算模型，再乘以相对应权重系数计算第i个冲突点复杂度P‘。具体计算公式如下①交叉冲突点冲突概率P = I- g1!1·588*10-8^2+2·526*10-^!^其中，ρ-冲突点冲突概率；Q1-优先交通流流量(pcu/h)；Q2-次级交通流流量(pcu/h)。②合流冲突点冲突概率ρ = 0.55(l - ^*10-8βι2+2.526*10-5βι^2 j其中，ρ、Q^ Q2意义同前。③分流冲突点冲突概率P = 0 J3Q-^l 588 10-8a2 + 2.526 l0-5ak2)其中，P、Q^ Q2意义同前。④机动车_非机动车冲突点冲突概率p =其中，ρ-冲突点冲突概率；Q1-优先交通流量，即机动车交通流量(pcu/min)；Q2-次级交通流量，即非机动车交通流量(辆/min)。⑤机动车_行人冲突点冲突概率ρ = 1_ β-|*(0.003β32-0.025β3+0.595)ρ-冲突点冲突概率；Q1-优先交通流量，即机动车交通流量(pcu/min)；Q3-次级交通流量，即行人交通流量(人/m/min)。(34)判断是否所有冲突点冲突概率都计算完毕，即判断i是否等于N，是则继续下 一步，否则返回步骤(32)，计算第i+Ι个冲突点冲突概率；
(35)计算冲突点复杂度和交叉口复杂度将各冲突点冲突概率乘以不同权重，得 到冲突点复杂度ρ'，再加和求解出交叉口复杂度C，计算公式如下其中，j = 1，2，3，分别代表机动车和机动车冲突，机动车和非机动车冲突，机动 车和行人冲突，不同类型冲突点权重系数见表1。表1不同类型冲突点权重系数
权利要求
1.一种基于复杂度控制的交叉口空间设计方法，其特征在于包括如下步骤(一)基础资料收集；(二)交叉口空间设计根据已有交通因素设计方法设计交叉口机动车、非机动车、行 人通行空间，生成初步设计方案；(三)复杂度计算及评价依据交叉口交通、信号、流量条件，计算初步设计方案中冲突 点冲突概率、冲突点复杂度和交叉口复杂度，并分析冲突点和交叉口复杂度是否符合条件； 若不符合则返回步骤(二)，符合则进入下一步；(四)方案评价通过计算交叉口延误，判断交叉口服务水平是否满足服务水平要求， 若不符合则返回步骤(二)；(五)方案评价符合要求则生成交叉口空间设计方案。
2.根据权利要求1所述的基于复杂度控制的交叉口空间设计方法，其特征在于步骤(二)具体包括如下步骤(21)根据相交道路等级以及设计交通量，确定初始信号相位方案；(22)交叉口功能区确定确定交叉口的设计范围，即交叉口进出口道展宽起始位置以 内的整个区域；(23)交叉口横断面资源分配确定机动车、非机动车和行人的通行空间以及占用行车 道宽；(24)机动车通行空间设计确定机动车车道数目、车道功能；确定左转车道的设置形 式、左转车道宽度、左转车道减速段长度、左转车道的存储长度、左转等待区的设置、左转导 流线的设置；确定专用右转车道的设置形式、车道长度、转弯半径、缘石半径、交通岛设置；(25)非机动车通行空间设计确定非机动车停车线位置；确定左转非机动车过街方 式；确定右转非机动车处理方式；(26)行人通行空间设计确定行人过街方式以及行人安全岛设置。
3.根据权利要求1所述的基于复杂度控制的交叉口空间设计方法，其特征在于步骤(三)具体包括如下步骤(31)统计交叉口内部冲突点的数目N，每个冲突点有三个参数冲突点类型、优先交通 流量、次级交通流量，记为i (k，Q，Q)；(32)判断第i个冲突点的类型；(33)根据第i个冲突点的类型，将优先交通流量、次级交通流量代入到相应的冲突点 复杂度计算模型，计算第i个冲突点冲突概率P ；(34)判断是否所有冲突点冲突概率都计算完毕，即判断i是否等于N，是则继续下一 步，否则返回步骤(32)，计算第i+Ι个冲突点冲突概率；(35)计算交叉口复杂度将所有冲突点冲突概率乘以不同权重，得到各冲突点复杂度 P ‘，再将所有冲突点复杂度加和求解出交叉口复杂度C ；对计算出的交叉口复杂度C进行 分析，将C与合理复杂度范围Ctl进行比较，评价该复杂度值对应的交叉口空间布局方案是 否合理；对各冲突点复杂度P'进行分析，评价交通流冲突是否均衡；若通过分析诊断现有 空间布局存在问题，则返回步骤(二)进行再设计，若符合要求则进入下一步。
全文摘要
本发明公开一种基于复杂度控制的交叉口空间设计方法，包括如下步骤(一)基础资料收集；(二)交叉口空间设计根据已有交通因素设计方法，生成初步设计方案；(三)复杂度计算及评价计算初步设计方案中冲突点冲突概率、冲突点复杂度和交叉口的复杂度，并分析冲突点复杂度和交叉口复杂度是否符合条件；若不符合则返回步骤(二)，符合则进入下一步；(四)方案评价通过计算交叉口延误，判断交叉口服务水平是否满足服务水平要求，若不符合则返回步骤(二)；(五)方案评价符合要求则生成交叉口空间设计方案。本发明提出一个综合性指标来从整体上对交叉口空间设计进行指导，提高交叉口的安全、效率，本发明提出一套新的交叉口空间设计方法，更加科学合理。
文档编号E01C1/00GK102002901SQ201010582860
公开日2011年4月6日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者周娇, 李海波, 陈学武 申请人:东南大学