考虑PM2.5排放的信号交叉口左转待转区设置研究

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为了缓解城市拥堵,在交叉口增设左转待转区已经成为各大城市争相采用的方法,但是待转区的设置不可避免地增加了车辆的停车次数,影响交叉口机动车的排放。因此探究左转待转区的设置原理,分析交叉口设置左转待转区的优劣,并判断交叉口是否有设置左转待转区的必要并找到最优的左转待转区信号配时方法是本文研究的重点。本文借助微观仿真模型,选择成都市新城市广场交叉口作为研究对象,分析了交叉口待转区设置前后车辆的PM2.5排放量变化。本文利用通过轨迹校准后的交通微观仿真软件VISSIM模拟交叉口设置左转待转区前后的车辆运行情况,结合MOVES排放仿真软件的VSP计算方法和车辆运行模式分布定义,并基于搭建的VISSIM和MOVES集成仿真平台,测算得出交叉口设置待转区前后机动车的PM2.5排放量。然后,考虑交叉口东西进口道左转专用道为拓宽车道的现状,对左转车道设置了不同流量输入方案的对比实验并进行仿真,获得了以PM2.5排放量作为指标来判定是否设置左转待转区的流量阈值。最后通过NSGA-II多目标遗传算法,以左转车辆的停车延误和交叉口PM2.5排放量最小为目标,获取左转待转区的信号优化配时方案和对应的延误与排放值。研究结果表明,在交叉口的高峰车流量环境下,设置左转待转区会导致交通排放增加,但同时也会降低车辆的停车延误。当通过改变不同车流量的输入,得出当车辆处于一个较小的范围内时,有待转区的排放大于无待转区,而当车流量较大时,无待转区的排放会大于有待转区,因此根据不同交叉口的流量阈值,可考虑该交叉口是否有设置待转区的必要。最后经过交叉口的计算仿真获得了2个分别基于延误最优和排放最小的信号优化方案,该方案改变了现状左转车辆在直行相位时间进入待转区的方式,使左转车辆在左转相位启亮前一段时间内进入待转区,实现连贯且无二次停车通过交叉口,既降低排放,又不至于增加延误。为交通管控决策者提供了一定的理论依据以及切实可行的实际参考。
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