信號交叉口排隊離散車門時距的實測分析

信號交叉口排隊離散車門時距的實測分析

0排斥車輛離路通道停車線實際使用問題分析信號交叉口的運行特征，尤其是車輛在交叉口接受服務(wù)的過程中的接受能力，對于研究交叉口的通行能力非常重要。計算周期損失時間，對于預(yù)測車輛延誤。而排隊車輛離開信號交叉口停車線的車頭時距分布特征是解決上述問題的關(guān)鍵。近幾年,越來越多的仿真軟件也把信號交叉口作為研究的對象。但是,從已有的文獻來看,卻很少對排隊車輛離開信號交叉口停車線的車頭時距分布加以詳細的研究。本文正是基于上述原因,在實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對典型十字型交叉口直行車輛排隊車頭時距統(tǒng)計特性加以分析,以期從統(tǒng)計學(xué)的角度得到車輛離開停車線的車頭時距一般特性,為相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。1信號通道實際采樣車頭時距是指同一車道上連續(xù)兩輛車通過道路上某一點的時間差,一般以兩車的(前)保險杠通過該點的時間差來度量。對等候在停車線后的排隊車輛越過停車線時的車頭時距觀測不僅可了解車輛接受服務(wù)過程、服務(wù)時間以及其它服務(wù)特性,如相繼越過停車線的車輛之間的相互作用,還可分析司機對信號控制的反映特性。車輛進入引道后,由于紅燈信號的作用要在停車線前排隊等候(如圖1),一旦綠燈開始顯示,則排隊車輛順次駛過停車線。以停車線為基準,可以觀測到車輛駛過停車線的車頭時距。第1個車頭時距假設(shè)為綠燈顯示開始時間到第一輛車(前)保險杠駛過停車線所經(jīng)歷的時間,第2個車頭時距定義為第2輛車與第1輛車的車(前)保險杠越過停車線的時間差,以此類推,可觀測到其它車頭時距。表1為北京市朝內(nèi)大街西進口第二車道飽和車頭時距觀測到的車頭時距統(tǒng)計結(jié)果(為了排除不同車輛類型對車頭時距的影響,分析時排除了含有大型車輛的觀測周期)。根據(jù)表1實際觀測統(tǒng)計結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),信號交叉口排隊車頭時距具有以下特點:(1)排隊車輛中前3輛車的車頭時距分布比較分散。這是由于第1輛車的駕駛員必須注意信號顯示轉(zhuǎn)換為綠燈,并對此做出反應(yīng),加速通過路口;此外,車輛停車位置也是影響車頭時距分散的原因之一。隊列中的第2輛車,除了在第1輛車開始起動的同時,可部分的出現(xiàn)反應(yīng)時間和加速時間外,與第1輛車經(jīng)歷的過程相似;第2輛車通過停車線速度比第1輛車速度要快,因為增加了1輛車的空間長度用于加速,但車頭時距仍然較長;第3輛和第4輛車以同樣的過程通過交叉口,每一輛的車頭時距都比前一輛短些。(2)第5個或第6個車頭時距達到飽和車頭時距。經(jīng)過5、6輛(根據(jù)觀測結(jié)果不同的地點有所不同,有的要經(jīng)過8、9輛車)車后,起動反應(yīng)和加速的效應(yīng)已經(jīng)消失,此時,車輛運行速度趨于穩(wěn)定,以其所期望速度駛過停車線,直到隊列的最后一輛車通過。這些車輛的車頭時距相對地說較穩(wěn)定。(3)觀測表明,第1輛車的車頭時距相對第2和第3輛車的車頭時距要小,這是由于第1輛車離停車線較近,并且對反應(yīng)時間估計充分的原因。但其分布的離散程度較大,也反應(yīng)了司機對信號反應(yīng)的差異。為了比較分析,表2給出了國外一雙車道進口信號交叉口飽和車頭時距觀測統(tǒng)計結(jié)果(表2觀測車頭時距以車輛后保險杠為參照點,所以第1個車頭時距要比以前保險杠為參照點觀測統(tǒng)計結(jié)果大)。2小鼠血清中數(shù)的正態(tài)分布比例,其符合以下一般規(guī)則為了更好的刻畫車頭時距的特點,筆者嘗試采用正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布等擬合不同排隊位置的車頭時距分布,分析結(jié)果表明,盡管不同的交叉口排隊車輛離開交叉口的車頭時距分布是不一樣的(均值和方差不同),但可用對數(shù)正態(tài)分布族刻畫,即車頭時距H分布密度函數(shù)為f(h)=12π√σhexp?((ln(h)?u)22σ2)f(h)=12πσhexp-((ln(h)-u)22σ2)其中,σ>0;μ為分布參數(shù)。根據(jù)對數(shù)正態(tài)分布的性質(zhì)知,車頭時距對數(shù)變換后的分布則為正態(tài)分布。圖2和圖3分別為第1個和第3個車頭時距對數(shù)變換后的直方圖,表3和表4為變換后正態(tài)分布檢驗結(jié)果。對北京市朝內(nèi)大街西進口和蔣宅口東進口排隊離散車頭時距對數(shù)變換后用夏皮羅?威爾克(Shapiro?Wilk)檢驗方法,得到結(jié)果如表3和表4。3分析結(jié)果結(jié)果對排隊車頭時距統(tǒng)計分析的一個核心問題就是判斷在第幾個排隊位置車頭時距穩(wěn)定到飽和車頭時距,并由此計算車輛的飽和車頭時距、起動損失時間和飽和流率。其中一個判斷標準就是排隊車頭時距的均值在某個位置后沒有顯著的差異,更確切的可進一步分析車頭時距在某個排隊位置后其分布是相同的。為此,應(yīng)對相鄰的車頭時距均值與方差的齊性加以分析。由上面的分析可知,排隊車頭時距可用對數(shù)正態(tài)分布擬合,因而,車頭時距均值相等檢驗和方差齊性檢驗可應(yīng)用正態(tài)分布母體情況下車頭時距均值相等和方差齊性檢驗方法。根據(jù)上述思想對觀測的相鄰排隊車頭時距(取對數(shù))做方差相等分析結(jié)果如表5所示。根據(jù)表5分析結(jié)果可知,對于排在第4個位置后的相鄰(對數(shù))車頭時距具有相同的方差。對車頭時距的均值做同樣的分析(從第11個車頭時距依次向后分析),結(jié)果表明排在第11個位置(對數(shù))車頭時距均值和第10個位置(對數(shù))車頭時距相等。因而,可認為排在第11個位置和第10個位置車頭時距可用同一個分布描述。把第11個位置和第10個排隊位置的車頭時距合并成一組后與第9個排隊位置車頭時距進行方差相等和均值相等假設(shè)檢驗。依次類推,得到結(jié)果如表6和表7所示。結(jié)果表明,排在第5個排隊位置后的(對數(shù))車頭時距均值和方差相等,因而,可用同一個分布?對數(shù)正態(tài)分布擬合。由此,可斷定車頭時距在第6個排隊位置達到飽和車頭時距,所以,測量飽和車頭時距可從第6個車頭時距開始。4麻黃部分排放系統(tǒng)東南角區(qū)域通過對信號交叉口離開停車線排隊車頭時距分析,得到了以下結(jié)論:(1)排隊車頭時距均值逐漸變小,排在隊列前面的車頭時距相對較大,在某個排隊位置后,車頭時距穩(wěn)定在飽和車頭時距附近;當車輛類型較單一時,車頭時距