信号交叉口犹豫区间设置分析毕业论文(编辑修改稿)

信号交叉口犹豫区间设置分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

型。 为信号灯交叉口设计和改造提供理论依据和定量的数据支持。 研究信号交叉口犹豫区间的意义在于消除犹豫区间，提高交叉口的安全水平和通行能力。 本文的主要内容及技术路线 本文以 南京 市 区 道路交叉口为研究对象，在驾驶员状态良好 (身体健康、心理稳定、遵守交通规则等 )、天气良好 的情况下研究了 不同因素，如车种、临近速度、车流量等与 信号交叉口 犹豫区间之间的关系。 发现 不同因素 对于城市信号交叉口 犹豫区间的影响情况， 为防止犹豫区 间 所引发的交通事故的发生制定 相应 对策提供了理论 上的 依据。 本文的技术路线如图 11。 河海大学毕业论文 6 图 11 技术路线 第一章 国内外研究综述 研究目的 主要内容及技术路线 问题的提出 国内外研究综述 样本交叉口的选定原则 车种与停等百分比的关系 犹豫区间对交叉口安全影响研究究 研究目的 犹豫区间定义与概念研究 交叉口信号配时现状研究 概念及现状研究 数据采集 数据采集的内容 样本交叉口的选定 数据分析方法 研究数据的采集方法 结论 车流量对犹豫区间的影响 临近速率对犹豫区间的影响 车种对犹豫区间的影响 车流量与停等百分比的关系 临近速率与停等百分比的关系 数据处理 信号交叉口犹豫区间设置分析 河海大学毕业论文 7 第二章 犹豫区间概念及影响因素综述 犹豫区间的概念 “ Dilemma Zone”在国内还没有统一的叫法，一直沿用的是汉语直接翻译，所以叫法有很多 种，其中主要的叫法有“疑虑判断区”、“困境区域”、“两难区域”、“两难地带”、“犹豫区间”等。 本文称其为犹豫区间，下同。 犹豫区间主要有两种定义 [4]：一种是物理性质定义，另外一种是统计概率定义。 物理定义就是在利用经典物理速度、加速度公式推导的基础上延伸的定义；概率定义是指通过统计手段进行分析得出来的定义。 Tom Urbanik 通过大量的研究发现：物理定义的犹豫区间是与红灯和黄灯间隔相联系的；而概率定义的犹豫区间则是与合理的检测系统设计以及根据争取的时间参数合适选择相联系的。 1960 年， Gazis、 Herman、Maradudin(GHM)在研究黄灯时间的设置时首次系统地提出了犹豫区间的概念，以及经典的犹豫区间推断公式 [5]。 因为其主要是应用牛顿速度 加速度定理理论进行推导的，所以称之为物理定义。 GHM 提出的物理定义具体为：驾驶者在完全遵守交通规则的情况下，既不能在信号灯转成黄灯之后安全停止，也不能在信号灯转换成红灯之前完全通过交叉口，把这一状态在时间和空间上的区间叫犹豫区间。 困境区可以被两个关键的 GMH 距离模型证明（图 21），停车距离被定义为 0X清算离被定义为 cX。 如果车辆在 1号线前面或 2号线后面，它不会经历任何困境。 然而，如果 0X 大于 cX ，如果车辆停在线 1和线 2之间、困境区就形成了并且到十字路口的距离是不够车辆停止的，黄灯时间也不够清理十字路口。 在这种情况下，车辆在困境区既不能顺利停止也不能 通过十字路口。 司机不能做出决定是否要加速。 下面的方程可以用来计算两个关键距离 (1960)： 22020 2 VVX C  ()  21100 21   WVX () 河海大学毕业论文 8 其中： 0V =车辆进入交叉口的速度 (m/s) 1 =司机启动的感知反应时间（ s） 2 =司机制动的感知反应时间（ s） 1 =恒定汽车加速度 (m2/ s) 2 =汽车最大减速度 (m2/ s)  =黄灯间隔时间（ s） W =交叉口长度与车辆长度之和（ m） 图 21 犹豫区物理定义示意图 概率定义是 ITE 南部技术报告 (Southern Section ITE Technical Report)[6]提出的。 1977 年， Zegeer[7]以停车线距离为标志首先给出了犹豫区间的概率定义：黄灯开始时 10％停车车辆的位置到 90％停车车辆位置的空间范围称为概率犹豫区间。 1981 年， Sheffi 和 Mahrmssai[8]指出，可以用在黄灯初始时刻车辆的停等百分比和停车距离的曲线图来确定这个位置。 1985 年， Changeta1[9]以距离停车线的观测时间给出了犹豫区间的概率定义： 85％停止车辆黄灯初始时刻距离停车线的行驶时间和最小距离停车线可通过时间的时间范围。 河海大学毕业论文 9 图 22 犹豫区概率定义示意图 犹豫区间与交叉口黄灯时间设置研究 早期对于犹豫区间的研究主要是针对设置黄灯时间， GHM 在提出 Dilemma Zone物理定义的同时也提出了计算最小黄灯间隔时间的公式 [2]。 图 23 信号交叉口犹豫区间涉及参数图 河海大学毕业论文 10 现实中的停车情况是，车辆距离停车线距离必须大于最大减速距离，才能保证车辆不冲出停车线： avvx 2 200   （ ） 通过交叉口的情况，车辆长度、交叉口长度和距离停车线的距离之和必须小于车辆在初始速度情况下施加最大加速度能所能行驶的距离，才能保证车辆能在红灯前通过交叉口。     200 21    avvLwx （ ） 公式 ()、 ()定义了有加速度情况下的犹豫区间。 下面的 ()、 ()给定了匀速通过交叉口情况的犹豫区间。 avvxc 2200   () Wxv  00 () 由以上公式，我们不难得出 Dilemma zone 和最小黄灯时间值，如下 ()、 ()所示：   WavvxxDc  22000  （ ） 00m in 2 vWav  （ ） 河海大学毕业论文 11 其中 min 为最小黄灯间隔时间， 0v 初始速度， w 为停车线和清除线的距离， L为车长， W 为 w 和 L 之和， D为犹豫区的长度，  为驾驶者反应时间。 1965 年 ITE Handbook 提出了两个后来被认为错误的公式 [11]:  sicavty ,21  （ ） v lwavty  22 （ ） 其中 1y ， 2y 分别为车辆到达停车线的时间和车辆通过清空线的时间， l 为车长，v 为初速度， a 为加速度， t 为反应时间。 可以看出其中 v 的物理意义是有悖于加速度公式 atVV  01 的，也就和 GHM 经典定律相悖。 基于这两个公式建议将黄灯间隔时间设置在 35秒之间。 1977 年和 1986 年 Williams[12]、 Lin[13]也同样犯了这样的错误。 后来 1982 年 ITE Handbook 提出了类似于 GHM[]14 的公式，用于红灯时间的设置。 还用如下公式来计算最小黄灯时间： av20min  （ ） 这也更正了 1965 年版 ITE Handbook 的错误。 总的来说，自 1960 年 GHM 提出关于犹豫区和黄灯设置时间的问题之后，国外学术界在黄灯的设置时间这个问题上大致分成了三个流派： (1)以 Olson[15]和 Rothery[16]以及 May[17]为代表的基于物理概念的 GHM 公式的研究； (2)以 Crawford， Taylor[18]为代表的其他推荐公式的研究； (3)以 Willians， Changetal， Lin[19]， Lin 和 Vijaykumar[20]， Lial[21]为代表的基于公式 ()的后续研究。 May 研究了不同减速能力车的行为，最后认为那些希望加减速又能做到的司机而言，犹豫区可以被消除。 Crawford 和 Taylor[22]在实验车道上获取并给出了基于犹豫区间对策的黄灯设置公式：   KvvW （ ） 河海大学毕业论文 12 Williams[23]为了更小的黄灯间隔设置，提出了如下公式：   advWav 22  （ ） 其中 a 为通过的交通流的最大加速度， d 为最近的距离直行和垂直方向车的冲突， 为 85%位速度。 作者否认了当交叉口信号灯变绿的时候过街交通流可以被控制在一定速度限制以内。 Stimpson[24]在 Maryland 和 Geia 两个地方做实验以研究设置最小黄灯时间间隔的问题。 但实验的结果却验证了公式 ()的结论。 Sheffi 和 Mahmassani[25]建立了 速度的驾驶行为模型，用以估算犹豫区间的长度和位置。 但包含了错误的参数有理假设，他们用概率计算求出了犹豫区间的边界。 Chang[26]采用了以下公式计算 绿灯间隔时间： vWavARY  2 () 其中 Y 是黄灯间隔， AR 是全红时间， v 是 85%位交叉口临近速度。 在试验 了不同的交叉口后，他们建议将黄灯间隔修正为 4． 5 秒和一个可变的全红周期。 其他的研究主要是 Lin 以及他的实验室者（ Lin， Vijaykumar） Wortman 和 Fox[27]。 提出了以下两个公式： vWBAY  CY 4 () 其中 v 是交通流的平均速率， A 、 B 和 C 是线性回归的参数。 这两个公式共同的缺点在于回归参数没有交通方面的定义。 最后给出的所有交叉口都适用于推荐的时间（ 秒）。 同济大学的董博等认为信号控制交叉口由于绿灯间隔时间设置不当而可能导致犹豫 区间的问题，有必要通过对实际车辆运行情况进行推算，结合路口限速、交叉口的几何条件等客观因素，提出了分析模型和最小绿灯间隔时间的计算公式，以达到消除犹豫区间的目的。 在分析了各种情况后，发现汽车在接近交叉口时可能产生犹豫区间。 基于汽车不加速通过交叉口的前提下的研究表明，采用最小绿灯间隔时间计算办法，可以更好地解决犹豫区间问题 [28]。 河海大学毕业论文 13 交叉口信号配时现状研究 绿灯倒计时设备很多，但是基本上分为两种。 一种是 1920 年就开始用的，分五个格，每过 1s 熄灭一个格；另一种是类似于钟表，指针指红灯前剩余的绿灯时间，因 为会造成驾驶者误认为是钟表，所以已经停用。 被广泛用于国内的数字显示倒计时还没有人进行研究，其操作性和效果还有待认定。 重叠显示被认为是先进的显示器来显示相位的变换。 闪烁绿灯的方法最早应用于十九世纪六十年代的以色列，在黄灯之前，存在一个包含于绿灯时间的一个 3秒的绿色闪烁。 Mahalel 和 Zaidel[29]研究表明绿闪较黄灯更能增加犹豫区和追尾事故的发生，并发现有害的情况一般发生在郊区或者流量小的交叉口。 而德国的 Behrendt[30]研究表明绿闪优于黄灯，不可替代。 维也纳的Knofiacher[31]绿闪可 以减少头、侧相撞，加长黄灯时间会取得更好的效果。 等人 [33]对吉隆坡的交叉口和马来西亚一些城市的倒计时装置进行了研究。 这些倒计时装置可以使驾驶员判断他们变绿灯的时间，也可以判断通过路口的剩余绿灯时间，可以让他们在变红灯前安全停止。 这些信息可以帮助驾驶员减少他们的延误，特别有利于首车。 目前，对 6个交叉口进行了研究， 3个有信。