一种城市信号交叉口机非隔离设施设置方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市交通规划领域，设及一种城市信号交叉口机非隔离设施设置方 法。
【背景技术】
[0002] 交叉口作为城市道路的瓶颈，机动车与非机动车在此相互争夺时间和空间资源， 产生了大量冲突。在机非完全混行的交叉口，机动车与非机动车之间相互干扰，影响了机动 车的行驶效率；同时，由于非机动车车辆自身的安全性较差，本身缺乏完善的安全设施，所 W在与机动车发生冲突的时候，非机动车和非机动车骑行者往往面临很大的安全问题。
[0003] 大部分城市交叉口都通过物理隔离的形式将机动车与非机动车分隔，但关于设置 隔离条件的研究并不多见，并且对于不同交叉口和交通流量条件下，选择何种形式的隔离 W及隔离设施宽度的确定也没有进一步的说明。
[0004] 为合理地使用交叉口空间资源，研究者从非机动车骑行者安全角度出发，W非机 动车膨胀消散特性为基础，研究交叉口机非冲突数模型，W机非冲突数作为判定交叉口机 非隔离设施服务水平的标准，并提出满足服务水平要求的交叉口进出口道机非隔离设施设 置方案。
【发明内容】
[000引技术问题:本发明提供一种能在既定的交叉口空间条件和交通条件下，满足服务 水平要求的城市信号交叉口机非隔离设施设置方法。
[0006] 技术方案:本发明的城市信号交叉口机非隔离设施设置方法，包括W下步骤：
[0007] 步骤1，根据交叉口空间条件及交通条件，确定非机动车在进口道的排队密度；
[0008] 步骤2,根据非机动车膨胀宽度模型W及所述步骤1确定的非机动车排队密度，计 算非机动车驶入交叉口后的膨胀宽度；
[0009] 步骤3,根据非机动车膨胀数模型W及所述步骤2确定的膨胀宽度，计算非机动车 驶入交叉口后的膨胀数；同时根据非机动车消散模型，计算非机动车驶离交叉口的二次膨 胀数；
[0010] 步骤4,根据机非冲突数模型、所述步骤3确定的膨胀数和二次膨胀数，计算交叉口 机非冲突数；
[0011] 步骤5，W所述步骤4得到的交叉口机非冲突数为划分指标，确定现有交叉口机非 隔离设施设置方案的服务水平，所述服务水平分为六级，一级最大，六级最小，若服务水平 小于Ξ级，则需对现有交叉口机非隔离设施设置方案进行优化设置，得到满足服务水平要 求的交叉口机非隔离设施设置方案，否则维持现有交叉口机非隔离设施设置方案。
[0012] 进一步的，本发明方法中，步骤1中，根据下式确定非机动车在进口道的排队密度：
[0013] p = -0.037W-0.111 Φ+0.789
[0014] 式中:P--交叉口进口道非机动车的排队密度(辆/m2);
[0015] w一一交叉口进口道非机动车道宽度(m);
[0016] Φ--非机动车中电动自行车的比例。
[0017] 进一步的，本发明方法中，步骤2中根据下式计算非机动车驶入交叉口后的膨胀宽 度：
[0018] Wp = 0.506eie2PWl-0.5W
[0019] 式中:Wp--非机动车在交叉口的膨胀宽度(m);
[0020] ει--非机动车占用道路横向宽度修正系数，取ει= 1+0.6 Φ，Φ为非机动车中电 动自行车的比例；
[0021 ] ε2--非机动车在交叉口横向并行数量的修正系数，取62 = 1.210+0.230Φ ;
[0022] Ρ一一交叉口进口道非机动车的排队密度(辆/m2);
[0023] W--交叉口进口道非机动车道宽度(m);
[0024] 1一一非机动车在交叉口排队时的单车占用车道长度(m)。
[0025] 进一步的，本发明方法中，步骤3中根据下式计算非机动车驶入交叉口后的膨胀 数：
[0026]
[0027] 式中：Qp-一非机动车膨胀数(辆/周期）；
[0028] Wp--非机动车膨胀宽度(m);
[0029] Wbi--交叉口进口道机非隔离宽度(m);
[0030] ει--非机动车占用道路横向宽度修正系数，取Ει=1+0.6Φ ; Φ为非机动车中电 动自行车的比例；
[0031 ] ε2--非机动车在交叉口横向并行数量的修正系数，取62 = 1.210+0.230Φ ;
[0032] Ρ一一交叉口进口道非机动车的排队密度(辆/m2);
[0033] W一一非机动车进口道宽度(m);
[0034] 1一一非机动车在交叉口排队时的单车占用车道长度(m);
[0035] qc一一非机动车的排队量(辆/周期）；
[0036] ￡3一一非机动车膨胀修正系数，此处取S3 = 1.411-0.283 Φ。
[0037] 进一步的，本发明方法中，步骤3中根据下式计算非机动车驶离交叉口的二次膨胀 数：
[003引
[0039] 式中：一一非机动车二次膨胀数(辆/周期）；
[0040] Wb2--交叉口出口道机非隔离宽度(m);
[0041 ] S--非机动车车型，为电动车时，S = 1;为自行车时，S = 0;
[0042] W一一机动车流速度(km/h);
[004引山--非机动车横向位置，Wp-Wb2>Di时，di = l;Wp-Wb2含Di时，di = 0，Wp为非机动车 膨胀宽度，单位为m;
[0044] Qp-一非机动车膨胀数(辆/周期）。
[004引进一步的，本发明方法中，步骤4中根据下式计算交叉口机非冲突数：
[0046] IX =氏臣紙馬牛〇巧馬；
[0047] 式中：TC一一交叉口机非冲突数(次/周期）；
[0048] Qp-一交叉口非机动车膨胀数(辆/周期）；
[0049] 馬&一一交叉口非机动车二次膨胀数(辆/周期）。
[0050] 进一步的，本发明方法中，步骤5中根据下表确定交叉口机非隔离设施服务水平：
[0051]
[0052] 进一步的，本发明方法中，所述步骤5中按照如下方式对现有的信号交叉口机非隔 离设施进行优化设置：
[0053] 若期望优化后的设置方案能达到Ξ级服务水平，则按下表给出的建议值，确定交 叉口进出口道机非隔离的设置形式及宽度：
[0054]
[0055] 若期望优化后的设置方案达到二级服务水平，则按下表给出的建议值，确定交叉 口进出口道机非隔离的设置形式及宽度：
[0056]
[0057]
[0058] 若期望优化后的设置方案达到一级服务水平，则按下表给出的建议值，确定交叉 口进出口道机非隔离的设置形式及宽度：
[0059]
?
[0060] 有益效果:本发明与现有技术相比，具有W下优点：
[0061] 现有技术对于交叉口进出口机非隔离的措施主要有"交通标线隔离、机非隔离栏 隔离，和绿化带隔离"3种类型，在隔离设施的选型过程中随意性较强，缺乏对于非机动车在 交叉口进口道排队等待、驶入交叉口的车群膨胀运行W及驶出交叉口的车群消散的交通需 求特性的关联性分析，在隔离设施宽度方面缺乏定量化设置标准。导致非机动车在通过交 叉口的安全和效率得不到保障。
[0062] 本发明W非机动车等待、膨胀和消散特性为基础，提出了交叉口非机动车排队密 度、膨胀数及宽度、二次膨胀数的计算方法，W机非冲突数作为判定交叉口机非隔离设施服 务水平的标准，提出满足服务水平要求的交叉口进出口道机非隔离设施选型及宽度的定量 化设置技术。该发明对于保障可观测交通需求条件下的非机动车交叉口运行安全，W及合 理配置交叉口进出口车道空间资源提供了技术支撑。能避免由于机非隔离设施的优化不当 而导致新的交通问题出现。
【附图说明】
[0063]图1为本发明的流程图。
[0064] 图2为本发明中非机动车在交叉口膨胀宽度的示意图。
[0065] 图3为本发明中非机动车在交叉口消散的示意图。
[0066] 图4为本发明实例中某交叉口断面图现状示意图。
[0067] 图5为本发明实例中某交叉口断面图改善后示意图。
【具体实施方式】
[0068] 下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
[0069] 本发明中，非机动车膨胀宽度模型如图2所示，根据已有的非机动车流在交叉口膨 胀宽度的定义，其基本计算公式为：
[0070]
[0071 ]式中:Wp--非机动车在交叉口的膨胀宽度(m);
[0072] Wj--非机动车在交叉口行驶区域的总宽度(m);
[0073] W一一非机动车进口道宽度(m)。
[0074] 其中，非机动车流在交叉口行驶区域的总宽度与非机动车在交叉口行驶时的横向 并行数量W及单辆非机动车占用的道路宽度有关，参考其他学者的研究，同时将电动车的 影响作为一个因素进行综合分析，当有一定比例电动车混入时非机动车流占用道路的横向 宽度为:= εiDi。通过回归分析，得到ει与电动车比例Φ的线性关系：ε 1 = 1+0.6 Φ。由此，可 得出非机动车流在交叉口行驶时的总宽度计算公式为：
[0075] Wj = D2N=eiDiN=(l+0.6<!) )DiN
[0076] 式中:N-一非机动车在交叉口行驶时的横向并行数量(辆）；
[0077] 化一一运动中非机动车单车占用道路的宽度(m)，取1.012m;
[0078] 化一一当有电动车混入时运动中非机动车单车占用道路的宽度(m);
[0079] ει--非机动车占用道路横向宽度修正系数；
[0080] Φ--电动车比例。
[0081] 参照其他学者的研究，将非机动车在交叉口的运行看作是一个均匀分布的状态， 理想条件下非机动车在交叉口的横向并行数量应等于非机动车在进口道排队时的横向并 行数量，其具体计算公式为：
[0082] Ν' =Np = Pwl = (-0.037W-0.111<l)+0.789)Wl
[0083] 式中:妒一一理想条件下非机动车在交叉口的横向并行数量(辆）；
[0084] Np-一非机动车在进口道排队时的横向并排数量(辆）；
[008引1一一非机动车在交叉口排队时的单车占用车道长度(m)，取1.90m。
[0086] 实际条件下，由于非机动车在交叉口骑行行为的差异性，导致了非机动车在交叉 口的横向并行数量并不与排队时的数量完全一致。引入非机动车在交叉口横向并行数量的 修正系数62,实际条件下非机动车在交叉口的横向并行数量为:Ν=ε2Ν\通过对E2与电动车 比例进行回归分析，可得:ε2=1.210+0.230 Φ。
[0087] 由此，可W得到实际条件下非机动车在交叉口横向并行数量的计算公式为：
[008引 Ν=Ε2Ν'=(1.210+0.230 Φ )Ν'
[0089] 综合W上3个步骤，将NW及Wj的计算公式代入膨胀宽度基本计算公式中，即得到 非机动车膨胀宽度的最终计算模型为：
[0090] Wp = 0.506eiE2PWl-0.5W
[0091 ]式中:Wp--非机动车在交叉口的膨胀宽度(m);
[0092] ει--非机动车占用道路横向宽度修正系数，取ει= 1+0.6 Φ ; Φ为非机动车中电 动自行车的比例；
[0093] ε2--