Evaluación de un diseño exclusivo de Spur Dike U-Turn con datos recopilados por radar y simulación
Summary
Este protocolo describe el proceso de resolución de un problema de tráfico microscópico con la simulación. Todo el proceso contiene una descripción detallada de la recopilación de datos, el análisis de datos, la construcción del modelo de simulación, la calibración de la simulación y el análisis confidencial. También se describen las modificaciones y la solución de problemas del método.
Abstract
Los diseños tradicionales de giro en U pueden mejorar las características operativas, obviamente, mientras que las desviaciones de giro en U y los segmentos de fusión todavía causan congestión del tráfico, conflictos y retrasos. Aquí se propone un exclusivo diseño de carril de giro en U (ESUL) para resolver las desventajas de los diseños tradicionales de giro en U. Para evaluar el rendimiento de la operación de ESUL, se necesita un protocolo de simulación de tráfico. Todo el proceso de simulación incluye cinco pasos: recopilación de datos, análisis de datos, compilación de modelos de simulación, calibración de simulación y análisis confidencial. La recopilación de datos y la compilación del modelo de simulación son dos pasos críticos y se describen más adelante con mayor detalle. Tres índices (tiempo de viaje, retardo y número de paradas) se utilizan comúnmente en la evaluación, y otros parámetros se pueden medir desde la simulación de acuerdo con las necesidades experimentales. Los resultados muestran que el ESUL disminuye significativamente las desventajas de los diseños tradicionales de giro en U. La simulación se puede aplicar para resolver problemas de tráfico microscópico, como en intersecciones individuales o varias adyacentes o segmentos cortos. Este método no es adecuado para redes de carreteras a mayor escala o evaluaciones sin recopilación de datos.
Introduction
Algunos problemas de tráfico, como la congestión del tráfico en una intersección o segmento corto, se pueden resolver o mejorar optimizando el diseño de la carretera, la sincronización de la señal de cambio, las mediciones de gestión del tráfico y otras tecnologías de transporte1,2,3,4. Estas mejoras tienen un efecto positivo o negativo en las operaciones de flujo de tráfico en comparación con las situaciones originales. Los cambios en las operaciones de tráfico se pueden comparar en el software de simulación de tráfico en lugar de en la reconstrucción real de la intersección o segmento. El método de simulación de tráfico es una opción rápida y barata cuando se proponen uno o más planes de mejora, especialmente cuando se comparan diferentes planes de mejora o se evalúa la eficacia de las mejoras. Este artículo presenta el proceso de resolución de un problema de tráfico con simulación mediante la evaluación de las características operativas de flujo de tráfico de un exclusivo dique de espuela U-turn lane design5.
El movimiento de giro en U es una demanda de tráfico generalizada que requiere una mediana de giro en U de apertura en la carretera, pero esto ha sido debatido. Diseñar una abertura de giro en U puede causar congestión del tráfico, mientras que cerrar la apertura de giro en U puede causar desvíos para los vehículos de giro en U. Dos movimientos, vehículos de giro en U y vehículos directos a la izquierda, requieren una apertura de giro en U y causan retrasos de tráfico, paradas o incluso accidentes. Se han propuesto algunas tecnologías para resolver las desventajas de los movimientos degiro en U, como la señalización6,7,los carriles de giro a la izquierda exclusivos 8,9,y los vehículos autónomos10,11. El potencial de mejora sigue existiendo en los problemas de giro en U, debido a que las soluciones anteriores tienen aplicaciones restrictivas. Un nuevo diseño de giro en U puede ser una mejor solución bajo ciertas condiciones y ser capaz de abordar los problemas existentes.
El diseño de giro en U más popular es la mediana de intersección de giro en U (MUTI)12,13,14,15, como se muestra en la Figura 1. Una limitación significativa del MUTI es que no puede distinguir los vehículos de giro en U de los vehículos que pasan y que el conflicto de tráfico sigue existiendo16,17. Un diseño modificado de giro en U llamado el exclusivo carril de giro en U del espolón (ESUL; Figura 2) se propone aquí y tiene como objetivo disminuir la congestión del tráfico mediante la introducción de un carril exclusivo de giro en U a ambos lados de una mediana. El ESUL puede reducir significativamente el tiempo de viaje, los retrasos y el número de paradas debido a su canalización de los dos flujos.
Para demostrar que el ESUL es más eficiente que el MUTI normal, se necesita un protocolo riguroso. El ESUL no puede construirse realmente antes de un modelo teórico; por lo tanto, la simulación es necesaria18. Utilizando parámetros de flujo de tráfico, algunos modelos clave se han utilizado en la investigación de simulación19,como los modelos de comportamiento de conducción20,21, los modelos de seguimiento de coches22,23, U-turn4y los modelos de cambio de carril21. La precisión de las simulaciones de flujo de tráfico es ampliamente aceptada16,24. En este estudio, tanto el MUTI como el ESUL se simulan con los datos recopilados para comparar las mejoras realizadas por la ESUL. Para garantizar la precisión, también se simula un análisis sensible del ESUL, que puede aplicarse a muchas situaciones de tráfico diferentes.
Este protocolo presenta procedimientos experimentales para resolver problemas de tráfico reales. Se proponen los métodos para la recopilación de datos de tráfico, el análisis de datos y el análisis de la eficiencia general de las mejoras de tráfico. El procedimiento se puede resumir en cinco pasos: 1) recopilación de datos de tráfico, 2) análisis de datos, 3) compilación del modelo de simulación, 4) calibración del modelo de simulación y 5) análisis de sensibilidad del rendimiento operativo. Si alguno de estos requisitos en los cinco pasos no se cumple, el proceso es incompleto e insuficiente para demostrar su eficacia.
Protocol
Representative Results
Discussion
En este artículo, se discutió el procedimiento para resolver un problema de tráfico en una intersección o segmento corto mediante simulación. Varios puntos merecen una atención especial y se discuten con más detalle aquí.
La recopilación de datos de campo es lo primero que merece atención. Algunos requisitos para la ubicación de la recopilación de datos son los siguientes: 1) Encontrar una ubicación adecuada para la recopilación de datos. La ubicación debe ser similar a la forma…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores quisieran reconocer al Consejo de Becas de China por financiar parcialmente este trabajo con el expediente No 201506560015.
Materials
| Battery | Beijing Aozeer Technology Company | LPB-568S | Capacity: 3.7v/50000mAh. Two ports, DC 1 out:19v/5A (max), for one laptop. DC 2 out:12v/3A (max), for one radar. |
| Battery Cable | Beijing Aozeer Technology Company | No Catalog Number | Connect one battery with one laptop. |
| Camera | SONY | a6000/as50r | The videos shot by the cameras were 1080p, which means the resolution is 1920*1080. |
| Camera Tripod | WEI FENG | 3560/3130 | The camera tripod height is 1.4m. |
| Laptop | Dell | C2H2L82 | Operate Windows 7 basic system. |
| Matlab Software | MathWorks | R2016a | |
| Radar | Beijing Aozeer Technology Company | SD/D CADX-0037 | |
| Radar Software | Beijing Aozeer Technology Company | Datalogger | |
| Radar Tripod | Beijing Aozeer Technology Company | No Catalog Number | Corresponding tripods which could connect with radars, the height is 2m at most. |
| Reflective Vest | Customized | No Catalog Number | |
| VISSIM Software | PTV AG group | PTV vissim 10.00-07 student version |
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