基于排队论的交叉口交通流分析-以廊坊市为例

摘要随着经济的发展和社会的进步,我国车辆数目大量增多,车辆拥堵问题也日趋严重。交叉口是将道路联通起来，形成路网的基础，也是人流和车辆最密集的地方，道路的拥堵状况也将最先在交叉口得到体现。在全路网范围内，路口作为通行能力与安全的重要节点，其通行能力较弱通常是引起日常交通堵塞的主要原因。故此，对已有路口的布置方案进行分析、研究、评估、改进等都是十分重要的。以廊坊市开发区某路段丁字路口为例，在学生返校的高峰时期，及上下班高峰期经常产生拥堵情况，来自东西向道路车辆涌入该路段，该路段内车辆向外驶出，产生车流交叉，经常产生拥堵情况。本文将以排队论理论为基础，通过文献研究法，模拟分析法，摄像法来调查交叉口交通流的车流特征，并利用相关公式计算交通强度，道路通行能力等。并利用计算结果建立排队论的模型，来验证廊坊市开发区某路段丁字路口设计是否合理，存在何种问题。在此背景下对廊坊市开发区交叉路口交通流进行进一步研究提出解决交通拥堵的方案，如机动车交通渠道化，拓宽左转车道，改变交通信号灯等，对比方案应用前后的交通改善情况。以更好地疏通线路，减少拥堵情况，提高廊坊市道路交叉口的道路通行能力。关键词：交叉口；交通流；排队论；交通拥堵；改善方法

ABSTRACTWiththedevelopmentofeconomyandsocialprogress,thenumberofvehiclesinChinahasincreasedsignificantly,andtheproblemofvehiclecongestionhasbecomeincreasinglyserious.Theintersectionisthebasisforconnectingtheroadstoformtheroadnetwork,anditisalsotheplacewiththehighestconcentrationofpeopleandvehicles,andthecongestionoftheroadwillbereflectedfirstattheintersection.Inthewholeroadnetwork,intersections,asimportantnodesoftrafficcapacityandsafety,theirweaktrafficcapacityisusuallythemaincauseofdailytrafficcongestion.Therefore,itisveryimportanttoanalyze,study,evaluateandimprovethelayoutplanoftheexistingintersection.TakingtheT-junctionofacertainsectionoftheLangfangDevelopmentZoneasanexample,congestionoftenoccursduringthepeakperiodwhenstudentsreturntoschoolandduringtherushhour,andvehiclesfromeast-westroadspourintothesection,andvehiclesinthesectiondriveoutward,resultingintrafficcrossing,oftenresultingincongestion.Basedonthetheoryofqueuingtheory,thispaperwillinvestigatethetrafficflowcharacteristicsofintersectiontrafficflowthroughliteratureresearchmethod,simulationanalysismethodandcameramethod,anduserelevantformulastocalculatetrafficintensityandroadtrafficcapacity.ThecalculationresultsareusedtoestablishamodelofqueuingtheorytoverifywhetherthedesignofaT-intersectioninacertainsectionofLangfangDevelopmentZoneisreasonableandwhatkindofproblemsexist.Inthiscontext,thetrafficflowattheintersectionofLangfangDevelopmentZonewasfurtherstudied,andsolutionstotrafficcongestionwereproposed,suchaschannelingmotorvehicletraffic,wideningtheleftturnlane,changingtrafficlights,etc.,andcomparingthetrafficimprovementbeforeandaftertheapplicationofthescheme.Inordertobetterunblocktheline,reducecongestion,andimprovetheroadtrafficcapacityoftheroadintersectioninLangfangCity.Keywords:Intersection;TrafficFlow;QueuingTheory;TrafficCongestion;ImprovementMethods目录第1章绪论 11.1本课题研究的意义及背景 11.1.1课题研究背景 11.1.2课题研究的意义 1HYPERLINK1.2国内外研究现状 11.2.1交叉路口交通流的研究现状 21.2.2排队论理论的研究现状 21.3本课题研究的目的 31.4本文的主要内容 31.5本章小结 4第2章排队论与交通流理论介绍 52.1排队论基本概念 52.2排队论理论应用 62.3开发区交叉口交通流分析 72.3.1交叉口机动车流量分析 72.3.2开发区交叉口道路分析 92.4本章小结 10第3章开发区交叉口交通流影响因素及其特征 113.1交叉口交通流的影响因素 113.1.1交通流的基本理论 113.1.2交通流的影响因素 113.2基于排队论的交叉口交通流计算 123.3本章小结 18第4章交叉口交通流优化措施 194.1引言 194.2交通流优化 194.3展望 234.4本章小结 24结论 25参考文献 26致谢 27参考文献1.方岩.基于流体排队网络模型的城市交叉口信号控制方法研究[D].四川：西南交通大学.2021,(05)：1-72.2.李茹婷,王伟.基于排队论某交叉口交通信号配时分析与优化[J].德州学院学报.2018,34(04):52-56.3.张小雨,邵春福.城乡结合部道路交叉口多目标信号配时优化模型[J].系统仿真学报.2020,32(04):709-717.4.马媛,赵斌,蒋阳升.考虑时变性与状态相关性的通道流体排队模型[J].交通运输工程与信息学报.2019,17(03):91-99.5.任福田,刘小明,孙立山.《交通工程学》[M]北京:人民交通出版社，2017．6.魏丽英，田春林，杨正兵.信号交叉口排队分析模型比较研究[J].北方交通大学学报，2016，27(5):55-58.7.Zengyi，Yang,Rahim,etal.UseofGeneticAlgorithmforPhaseOptimizationatIntersectionswithMinimizationofVehicleandPedestrianDelays[J].TransportationResearchRecordJournaloftheTransportationResearchBoard,2018,2264(1):54-64.8、庞明宝,夏泽民,栾燕海.城市快速路多匝道协调控制信号施加策略仿真[J].系统仿真学报,2018,30(8):3050-3057.9.王志刚，石琴，平面道路交叉口交通流波动特性分析[J]交通运输系统工程与信息，2016，14（1）：216-220.10、邵海鹏,王宇轩,陈兴影,信号交叉口进口道掉头设置条件研究(英文)[J].系统仿真学报,2018,30(11):4429-4430.11.OsorioC,ChongL.Acomputationallyefficientsimulation-basedoptimizationalgorithmforlarge-scaleurbantransportationproblems[J].TransportationScience,2015,49(3):623-636.12.OsorioC,BierlaireM.Asimulation-basedoptimizationframeworkforurbantransportation