文摘
关键的差距是一个重要的参数用于计算能力和延迟没信号灯间隙接受理论的次要道路交叉路口。在信号交叉口和两个单向交通流量,假设两个事件之间是独立的车辆的主要流和车辆的到达小流。主要河流的进展按照M3分布。基于大量的定义关键的差距,两个计算模型推导,名叫M3定义模型和拉夫的修正模型。两个模型使用总拒绝系数。比较不同的计算模型通过仿真和新模型是有效的。结论表明,M3定义模型简单而有效。修订后的废料的模型严格遵循拉夫的关键差距的定义及其应用领域是更广泛的比大量的模型。它可以得到更准确的结果比前大量的模型。M3定义模型和修正拉夫的模型可以得到一致的结果。
1。介绍
1.1。文献综述的关键差距
在没信号灯路口有两个交通流量、车辆流在主要道路优先通过路口;然而,在次要道路车辆流必须等待足够的差距的主要来源。关键的差距是最低major-stream进展中一个典型的小小的溪流车辆可以操作,所讨论的Luttinen [1]。它是一个重要的参数来确定次要道路的容量和延迟。关键的差距是判断阈值是否一个小小的溪流车辆可以进入主要的流。也就是说,车辆可以进入路口的进展主要流大于临界间隙和进展叫做接受差距,而车辆不能进入十字路口时进展小于临界叫做拒绝差距差距和进展。
很明显,不同的驱动程序或相同的驱动程序在不同的时间有不同的临界间隙,因为不同的驾驶操作。这种差异被称为不一致和非齐次讨论板和法警2]。所以关键的差距是一个随机变量和假设一些分布所描述的均值和方差。
许多不同方法估计的关键差距在没信号灯路口已经提出。Polus et al。3)发现关键差距减少等待时间的增加,以及它们之间的关系是“S”型曲线可表达的指数模型。哈米德et al。4]认为临界间隙的分布与开车多年,社会和经济背景的司机,等待时间,和旅游目的地。关键的差距与矛盾的平均值流,次要道路的车道数,左转车道的比例,主要流的速度。他们建立了多元回归模型的关键差距。Ashworth [5,6]分析了接受的分布特性与不同流量的主要道路和建模的关键差距的平均值和方差的假设主要道路遵循负指数分布的进展和关键差距并接受差距遵循正态分布。基于Ashworth的模型中,米勒(7)提出了模型的关键差距提供分布。拉夫和哈特(8认为拒绝差距数的交叉点和接受数量差距差距一样重要。该方法在许多国家被广泛使用。
Brilon et al。9]指出Siegloch只在集中式流的方法是有效的。大多数方法都是有效的自由流动;例如,滞后的方法可以被视为理论参考价值。分对数方法类似于古典Logit模型的交通规划。Probit过程不能考虑关键差距正态分布虽然有着明显的差异。休伊特的方法(10比Probit)有一个更远的发展过程,甚至GAPTIM和Probit相应的计算软件。最大似然法(11)估计的平均值和方差的正态分布假设接受差距,最大拒绝了差距,关键的差距。拉夫和哈特(8]找到了最大似然法和休伊特的方法有一个准确的结果通过分析和计算字段数据。
1.2。经验的价值关键的差距
的是一种典型的信号交叉口。许多研究人员获得不同的关键值差距通过观察各类环形路。HCM(见2000公路容量手册(12)推荐值范围的关键差距和后续的进展是在表1。
吴Siegloch(见[13)认为关键的差距可以评估由以下方程: 在哪里最低接受的差距。
Akcelik [14在字段环形路)获得的参数值,年代,年代,年代。他发现固定关键差距不可能适用于所有环形路;相反,它的波动区间的(2.2,8.8)15]。
澳大利亚模型(见Akcelik [15)使用固定的后续进展和关键的差距,,分别为2和4年代。后续进展间隔的变化(1.2,4 s)通常被视为2 s在计算能力或分析运算符在环形路。后续进展波动的区间(1.8、3.2 s)在瑞士(见Lertworawanich和Elefteriadou [16]);然而通常的值从1.8到3.0年代。
Tanyel [17)发现,可接受间隙改变的间隔(4.54、6.18 s)调查的基础上六个环形路。下面的参数值(见Tanyel和Yayla [18)采用当次要道路车辆总是等待进入车道环形路:关键的差距是3.5秒,后续进展2 s,最低进展是1.8秒。
2。计算模型的关键差距
很难直接测量关键的差距。通常它可以通过接受差距和拒绝估计缺口。如前所述,临界间隙的计算方法有很多,如回归法、最大似然方法,Siegloch的方法,Ashworth的方法,废料的方法,努力的方法,休伊特的方法,分对数过程和Probit过程。阿什沃思的方法和拉夫的方法如下。
2.1。废料的方法
关键的滞后是延迟的大小属性的数量比接受滞后短是一样的拒绝滞后超过的数量(废料和哈特(8])。类似的定义提出了画(19),但差距而不是落后。至关重要的差距可以从曲线的数量之间的交叉点接受差距和拒绝缺口。
废料的方法可以表示为(2)(见Brilon et al。9])。考虑 在哪里是主要的流的进展;是接受差异的累积概率;是拒绝了差距的累积概率。
废料的方法也被称为阈值方法。主要道路的流量有显著影响临界间隙值。该方法广泛应用于许多国家由于其简单性和实用性。
2.2。阿什沃思的方法
基于的假设主要流遵循负指数分布的进展和关键差距,接受差距遵循正态分布,Ashworth给临界间隙的计算公式如下: 在哪里是平均关键的差距(s),是主要的流量流(veh / s),平均接受差距(s),是接受差异的方差(s2)。
同样,米勒(7]给出了计算方程(4基于假设关键差距分布。考虑 在哪里方差的关键差距(s2)。
计算机迭代可以应用于计算关键差距使用(4)。我们计算的关键差距通过使用(3)。
3所示。基于大量的定义关键的差距
3.1。假设
为简单起见,下面的特殊条件是基于到达时间之间的独立假设的小小的溪流车辆和那些major-stream车辆。
基于假设,所有主要进展样本流的分布形式应该一样的随机样本的分布形式的部分当小小的溪流车辆在十字路口前到达。因此,我们可以模拟进展分布主要流用后者样本。这些进展样品进展可分为接受和拒绝的进展,因为所有样本调查进展相关机动或拒绝接受小小的溪流的机动车辆。接受进展和拒绝进展的分布可以被建模。他们的比例可以计算总接受系数和总拒绝系数。
以下两种情形进行了讨论。(1)一般情况下,关键的差距是一个随机变量。基于大量的定义,关键差距来标示的估计。(2)在特殊情况下,关键的差距遵循正态分布,可以估计的平均值和方差。之间的关系和进行了探讨。
3.2。变量的定义
进展的分布是非常重要的间隙接受理论的计算能力。负指数分布的基础上进展(M1)和移位负指数分布(M2),提出了一种集中式指数分布(M3)(考恩20.])。一般来说,M3分布如下: 在哪里是进展主要流的概率密度函数;是累积概率函数的进展主要流;衰减常数(veh / s),;是最低的进展主要流(年代);是比例的免费车辆。
提供主要流服从M3分布的进展,进展样品提取major-stream进展时小小的溪流车辆前到达一个十字路口。一些变量定义如下: 总接受系数或接受的比例差距号码吗总数量差距; ; 总拒绝系数或拒绝的比例差距号码吗总数量差距; ;之间的关系和是
3.3。第一个情况
拉夫认为拒绝的数量差距大于临界间隙等于接受的数量差距小于临界差距。基于大量的关键差距的定义,方程可以直接表示为 然后
如前所述,拉夫的定义可以表述为(2)。方程(2)只是特殊情况(8)当。(8)是真正的方程严格符合拉夫的定义。我们的名字拉夫的修正方程。
基于大量的定义关键的差距,拒绝的比例差距大于临界差距小于等于接受的比例差距差距因为至关重要是固定的。两个比例可以抵消,所以总接受系数等于累计概率的进展大于临界差距。方程可以推导出如下: 然后 在哪里是差距的概率区间。
方程(10)是基于进展的M3分布在主要流。我们的名字M3定义方法。两种方法中可以看到参考(见郭和林21])。
3.4。第二个情况和关系和
一些假设是必要的。(1)关键差距遵循正态分布,。(2)接下来的进展主要流M3分布。(3)进展的关键差距是独立分布的分布。
歧视的第一个情况,进展主要流的概率密度函数表示,。进展的累积概率函数表示。的概率密度函数和累积概率函数被表示为关键差距和分开。
之前已经提到
前提是,其概率密度函数和累积概率函数。和连续在0吗。考虑
可以通过使用派生的和。根据独立假设,分布可以通过卷积公式推导出两个独立变量:
遵循M3分布。当,
遵循M3分布,
同样的,
当,
所以,累计概率的函数可以如下所示:
的概率密度函数是
当,。所以
的平均差距可以派生至关重要 也就是说,
很明显,当。平均关键差距等于拉夫的关键差距,这是类似于第一个情况。当;他们的关系可以表示为(22)。
4所示。模拟的关键差距
4.1。代的拒绝了差距和接受差异
的进展是M3分布模拟,以分析各种模型的关键差距。到达时间之间的独立假设的小小的溪流车辆和那些major-stream车辆,主要流分为两组的进展包括拒绝差距并接受差距集合。关键的差距可以通过各种方法计算使用相同的交通流量。
列举一个例子介绍了代进展主要流遵循M3分布。假设指数拒绝比例函数(郭和林(21])。所以 在哪里被拒绝系数。
信号交叉口,阿明费/ s,,年代,。其他参数可以计算出(4),(6)和(23);,,。所以进展主要流的累积概率函数
如果均匀分布,,和进展可以得到如下:
很明显,;然后 是变量的进展主要流。进展可以模拟使用Visual Basic“Rnd()”功能的软件。进展小于2 s需要更改到2 s这意味着集中流。
被拒绝的概率可以通过使用指数拒绝比例函数计算(看到郭和林,21])。拒绝或赞同的状态可以模拟比较了概率和另一个随机值从“Rnd()”功能。如果被拒绝的概率大于的进展将被拒绝;否则,它将被接受。拒绝状态表示为0和赞同状态表示为1。模拟的一部分接受差距和拒绝空白列在表中2。
4.2。计算关键差距与不同的随机种子
上面的仿真过程可以实现利用VB软件。输入参数包括,年代,阿明费/ s。不同的随机序列产生不同的随机种子从10−−1。一千年模拟进展和关键差距可以通过各种方法计算表3。
从表3Ashworth,结果的方法和废料的方法是相邻;M3的结果定义方法和修正后的废料的方法是相邻的,比前者计算。M3定义的计算方法和修正后的废料的方法有较小的波动,和标准差分别是0.085和0.089年代。Ashworth方法有大波动与不同的随机种子,和标准差是0.503秒。Ashworth假设的方法是公认的差距,关键差距遵循正态分布,而很难满足字段或模拟数据的假设。
废料的方法的计算值小于的修订后的废料的方法因为免费车辆主要流的比例是0.25,总拒绝的比例系数和总接受系数大于1。
4.3。计算关键差距与不同的流率
流量之间的关系和比例的免费车辆可视为吴(见[13])。当种子=−1,其他参数相似的表3。关键的差距与不同的流速计算如表4和相应的曲线如图1。
从表4和图1所有方法的关键差距有一个流量的减少和增加的趋势。现在的趋势是符合交通流。当主要道路流量低,次要道路的司机都倾向于拒绝一些啤酒因为有许多可用的大缺口,缺口至关重要差距增加。当主要道路流量高,司机都倾向于接受一些较小的差距缺乏可用的主要流的差距太大,这是一个重要的原因的司机会冒险进入十字路口等待时间的增加,所以关键差距减少。
阿什沃思的方法和大量的方法有更大的波动。M3定义方法和修正后的废料的方法有较小的波动,他们的价值观是相邻的推荐范围HCM。
所有方法使用相同的模拟数据;然而,理论上每个方法都有不同的计算值,因为他们不同的假设。M3定义方法和修正后的废料的方法是基于间隙接受理论。修改后的废料的方法可广泛应用。M3定义方法基于的M3分布major-stream进展。Ashworth正态分布的方法有严格的条件关键差距并接受差距限制了其应用范围。所以M3定义方法和修正后的废料的方法值得推荐。
5。结论
间隙接受理论的基础上,提出了两个新方法之间的独立假设小小的溪流车辆的到达时间和major-stream的车辆。验证新模型的模拟进展数据和比较各种关键差距的方法。
M3的定义方法和修正后的废料的方法都使用总拒绝系数。M3定义方法简单有效,可以方便地替换到方程的能力和延迟。修订后的废料的方法具有更普遍的应用程序比拉夫的方法;计算值是准确的。这两种方法都有一致的结果,而大量的方法和Ashworth的方法在不同的情况下有较大的波动。阿什沃思的方法需要满足严格的假设条件。M3定义方法和修正后的废料的方法值得推荐。
符号
| : | 连续的车辆之间的进展主要流 |
| : | 概率密度函数 |
| : | 累积分布函数的进展 |
| : | 比例的免费车 |
| : | 衰减常数(pcu / s) |
| : | 最小的进展主要流(s) |
| : | 关键的差距(s) |
| : | 最低接受进展(s) |
| : | 最小的后续进展小流(s) |
| : | 流量的主要流(veh / s) |
| : | 平均关键差距(年代) |
| : | 方差的关键差距(s2) |
| : | 平均接受差距(年代) |
| : | 接受差异的方差(s2) |
| : | 估计的关键差距符合拉夫的定义 |
| : | 总接受系数,接受的比例差距数量占总数量的差距 |
| : | 总拒绝系数,拒绝的比例差距数量占总数量的差距 |
| : | 累积分布函数接受的差距 |
| : | 累积分布函数的拒绝了差距 |
| : | 拒绝系数。 |
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
承认
这项研究支持了基础研究资助项目(2014 - 9059)研究所的高速公路,中国非常贴切。