考虑车辆掉头和右转搭接的交叉口信号配时优化文献综述
1. 研究背景
自进入21世纪以来，随着我国经济的飞速发展，国民的生活条件得到极大的改善，对物质基础的需求也逐步提高。交通工具作为“衣食住行”中“行”的重要组成部分深受人们的重视，人们不再满足于三轮车，自行车等低效率且服务水平较低的交通工具，而是选择更舒适，更安全的小汽车出行。人们出行方式的转变直接导致了全国汽车保有量的飞速增长，也进而引发了交通拥堵、交通事故等我国在新世纪发展城市化的道路上需要解决的难题。
交叉口是城市交通中不同流向的车流相互交叉的地点，是城市道路网中最容易发生交通拥堵的地点，其在城市道路网络中的地位不言而喻，解决城市道路阻塞、提高路网交通通行效率离不开对交叉口的有效管理和控制，而对交叉口进行交通管理的最有效措施即为交通信号控制。交通信号控制通过在道路车流的交汇处分配车辆通行权的手段，引导各类、各向交通有秩序、高效率、更安全的通过交叉口，减少汽车通行的延误，提高道路通行能力。信号控制的基础单元之一是信号相位，美国电气制造商协会（NEMA）提出的基于环-屏障（Ring-Barrier）的标准八相位方案是目前较为通用的交叉口相位方案，采用双环结构，将八相位分配到环内并按一定的顺序运行，双环之间采用屏障（Barrier）隔开，用于分隔南北向与东西向车流，以避免车流冲突，确保行车安全，使之分别成为一个独立整体。同环内的相位前后冲突，并且可相互交换顺序而不影响其他相位的运行，在需要的时候可据情况而定增减其相位长度，但必须于分界处同时结束。
通常来讲，相位方案中的相位数量越多，在其信号周期内因相位变换而引起的损失时间就越多，能够被机动车辆利用以通过交叉口的绿灯时间就会相应的减少。因此我们可以将着手点放在相位数量上，通过采取不同的方法来尽可能的减少相位的数量，从而将损失的时间转变为车辆通行的有效时间，以提高交叉口的通行效率。例如通过让部分方向的车流掉头行驶来缩减部分相位，同时采用灵活的搭接方法来对方案中的右转相位进行设计，从而增加其他相位的绿灯通行时间，使交叉口获得更高的通行能力。
2. 国外研究概况
目前国外对交叉口进行交通管理和控制已经趋于成熟，制定了相应的相位信号配时手册，信号配时规范等对交叉口进行系统化、规范化、全面化、统一化的信号控制配时方案。例如美国联邦公路局信号配时手册[1]提供了美国交叉口信号配时实践的基本内容，并且涵盖了与交叉口设计、车辆检测以及信号交叉口协调相关的基本信号配时方案，提出了更高级的信号配时概念，以及详细说明了手册中具有的材料在现实世界中的交叉口和交通控制系统中的应用示例。德国信号配时规范RiLSA（Richtlinien fuuml;r Lichtsignalanlagen） [2]则给出了交通信号控制的基本原则、信号控制对交叉口设计的相关要求与其对交叉口所产生的影响，以分析信号控制方案的合理性与必要性，同时也提供了信号控制策略以及绿波控制的原理与设计原则。
国外学者们也给出了一些通过交叉口相位的缩减设计改善交叉口通行能力的实例，他们通过让不被允许的流向车辆掉头行驶并且进行相位的搭接设计来降低交叉口产生的延误，突出了其方案的优越性。
Hummer[3]等对North Carolina Department of Transportation(NCDOT)以及其他美国高速公路机构所面临的在原有三岔路口的基础上增加第四个分岔时的交叉口信号控制方案给出了相应的建议。在三岔路口转变为四岔路口时，交叉口的信号控制方案也必须从三个关键相位、五个总相位转变为四个关键相位、八个总相位，从而使信号周期内损失的时间增加，造成车辆通行的延迟。作者提出将信号方案设置为三个关键相位的七相位方案，通过让被缩减的第八相位车流在交叉口进行掉头或者通过城市道路网找到其他路线通行。这样就可以使主要道路交通不会出现额外的延迟与信号周期的延长，保证了交叉口的通行效率。
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