优化短车道与信号配时：提升交叉口通行效率

本文探讨的是"信号交叉口短车道长度与配时参数优化模型"，由姚荣涵和王立冰两位作者合作完成，他们的研究受到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的支持。该论文的核心目标是提升交叉口的通行能力，同时充分利用短车道资源。在设计过程中，他们提出了一个以优化交叉口总通行能力为目标的组合模型，将短车道长度和信号配时参数作为优化变量。 模型以最大化总通行能力为优化目标，同时考虑了短车道的实际应用需求，如行人过街的时间限制。通过MATLAB软件中的fmincon函数，研究人员对3相位平面十字交叉口，特别是含有3条短车道的情况进行了实验，通过对短车道长度和相位有效绿灯时长进行有约束的非线性最小化，确定了最优化的参数设置。 为了验证模型的有效性，研究者设计了两种不同的短车道渠化方案，并根据韦伯斯特模型来计算相应的信号配时参数。通过对比优化方案和传统设计，作者采用通行能力、平均延误和饱和度等关键性能指标来进行评估。研究发现，短车道长度过短会降低其利用率，不利于提升整体通行能力；而过长则可能导致资源浪费，无法实现效率的最大化。只有当短车道长度被恰当地渠化到最佳长度时，才能既最大化通行能力又不浪费时空资源。 这一研究成果对于短车道的设计以及信号配时策略的制定具有重要的指导意义，为实际交通工程提供了科学的方法和依据。整个研究过程严谨且实用，强调了在城市交通规划中精细管理交通设施的重要性，以期改善道路交通效率和行人舒适度。