Effect of upstream traffic signal on capacity of a downstream TWSC intersection

This paper investigates the platoon dispersion model that is part of the 2010 Highway Capacity Manual that is used for forecasting downstream traffic flows for analyzing both signalized and TWSC intersections. The paper focuses on the effect of platoon dispersion on the proportion of time blocked, the conflicting flow rate, and the capacity flow rate for the major street left turn movement at a TWSC intersection. The existing HCM 2010 methodology shows little effect on conflicting flow or capacity for various distances downstream from the signalized intersection. Two methods are suggested for computing the conflicting flow and capacity of minor stream movements at the TWSC intersection that have more desirable properties than the existing HCM method. Further, if the existing HCM method is retained, the results suggest that the upstream signals model be dropped from the HCM method for TWSC intersections.

Traffic capacity through work zones on urban freeways. Interim report.

Texas State Department of Highways and Public Transportation, Transportation Planning Division, Austin

National highway inventory and performance summary--from the 1976 national highway inventory and performance study. Final report.

Mode of access: Internet.

Correlation of design and control characteristics with accidents at rural multi-lane highway intersections in Indiana. Interim report.

Federal Highway Administration, Washington, D.C.

The effects of added transportation capacity. Conference proceedings.

Transportation Department, Washington, D.C.

Microscopic modelling of freeway operations

Freeways are divided roadways designed to facilitate the uninterrupted movement of motor vehicles. However, many freeways now experience demand flows in excess of capacity, leading to recurrent congestion. The Highway Capacity Manual (TRB, 1994) uses empirical macroscopic relationships between speed, flow and density to quantify freeway operations and performance. Capacity may be predicted as the maximum uncongested flow achievable. Although they are effective tools for design and analysis, macroscopic models lack an understanding of the nature of processes taking place in the system. Szwed and Smith (1972, 1974) and Makigami and Matsuo (1990) have shown that microscopic modelling is also applicable to freeway operations. Such models facilitate an understanding of the processes whilst providing for the assessment of performance, through measures of capacity and delay. However, these models are limited to only a few circumstances. The aim of this study was to produce more comprehensive and practical microscopic models. These models were required to accurately portray the mechanisms of freeway operations at the specific locations under consideration. The models needed to be able to be calibrated using data acquired at these locations. The output of the models needed to be able to be validated with data acquired at these sites. Therefore, the outputs should be truly descriptive of the performance of the facility. A theoretical basis needed to underlie the form of these models, rather than empiricism, which is the case for the macroscopic models currently used. And the models needed to be adaptable to variable operating conditions, so that they may be applied, where possible, to other similar systems and facilities. It was not possible to produce a stand-alone model which is applicable to all facilities and locations, in this single study, however the scene has been set for the application of the models to a much broader range of operating conditions. Opportunities for further development of the models were identified, and procedures provided for the calibration and validation of the models to a wide range of conditions. The models developed, do however, have limitations in their applicability. Only uncongested operations were studied and represented. Driver behaviour in Brisbane was applied to the models. Different mechanisms are likely in other locations due to variability in road rules and driving cultures. Not all manoeuvres evident were modelled. Some unusual manoeuvres were considered unwarranted to model. However the models developed contain the principal processes of freeway operations, merging and lane changing. Gap acceptance theory was applied to these critical operations to assess freeway performance. Gap acceptance theory was found to be applicable to merging, however the major stream, the kerb lane traffic, exercises only a limited priority over the minor stream, the on-ramp traffic. Theory was established to account for this activity. Kerb lane drivers were also found to change to the median lane where possible, to assist coincident mergers. The net limited priority model accounts for this by predicting a reduced major stream flow rate, which excludes lane changers. Cowan's M3 model as calibrated for both streams. On-ramp and total upstream flow are required as input. Relationships between proportion of headways greater than 1 s and flow differed for on-ramps where traffic leaves signalised intersections and unsignalised intersections. Constant departure onramp metering was also modelled. Minimum follow-on times of 1 to 1.2 s were calibrated. Critical gaps were shown to lie between the minimum follow-on time, and the sum of the minimum follow-on time and the 1 s minimum headway. Limited priority capacity and other boundary relationships were established by Troutbeck (1995). The minimum average minor stream delay and corresponding proportion of drivers delayed were quantified theoretically in this study. A simulation model was constructed to predict intermediate minor and major stream delays across all minor and major stream flows. Pseudo-empirical relationships were established to predict average delays. Major stream average delays are limited to 0.5 s, insignificant compared with minor stream delay, which reach infinity at capacity. Minor stream delays were shown to be less when unsignalised intersections are located upstream of on-ramps than signalised intersections, and less still when ramp metering is installed. Smaller delays correspond to improved merge area performance. A more tangible performance measure, the distribution of distances required to merge, was established by including design speeds. This distribution can be measured to validate the model. Merging probabilities can be predicted for given taper lengths, a most useful performance measure. This model was also shown to be applicable to lane changing. Tolerable limits to merging probabilities require calibration. From these, practical capacities can be estimated. Further calibration is required of traffic inputs, critical gap and minimum follow-on time, for both merging and lane changing. A general relationship to predict proportion of drivers delayed requires development. These models can then be used to complement existing macroscopic models to assess performance, and provide further insight into the nature of operations.

Análise do desempenho de autoestradas através de microssimulação

Portugal é um dos países europeus com melhor cobertura espacial e populacional de rede de autoestradas (5º entre os 27 da UE). O acentuado crescimento desta rede nos últimos anos leva a que seja necessária a utilização de metodologias de análise e avaliação da qualidade do serviço que é prestado nestas infraestruturas, relativamente às condições de circulação. Usualmente, a avaliação da qualidade de serviço é efetuada por intermédio de metodologias internacionalmente aceites, das quais se destaca a preconizada no Highway Capacity Manual (HCM). É com esta última metodologia que são habitualmente determinados em Portugal, os níveis de serviço nas diversas componentes de uma autoestrada (secções correntes, ramos de ligação e segmentos de entrecruzamento). No entanto, a sua transposição direta para a realidade portuguesa levanta algumas reservas, uma vez que os elementos que compõem o ambiente rodoviário (infraestrutura, veículo e condutor) são distintos dos da realidade norte-americana para a qual foi desenvolvida. Assim, seria útil para os atores envolvidos no setor rodoviário dispor de metodologias desenvolvidas para as condições portuguesas, que possibilitassem uma caracterização mais realista da qualidade de serviço ao nível da operação em autoestradas. No entanto, importa referir que o desenvolvimento de metodologias deste género requer uma quantidade muito significativa de dados geométricos e de tráfego, o que acarreta uma enorme necessidade de meios, quer humanos, quer materiais. Esta abordagem é assim de difícil execução, sendo por isso necessário recorrer a metodologias alternativas para a persecução deste objetivo. Ultimamente tem-se verificado o uso cada vez mais generalizado de modelos de simulação microscópica de tráfego, que simulando o movimento individual dos veículos num ambiente virtual permitem realizar análises de tráfego. A presente dissertação apresenta os resultados obtidos no desenvolvimento de uma metodologia que procura recriar, através de simuladores microscópicos de tráfego, o comportamento das correntes de tráfego em secções correntes de autoestradas com o intuito de, posteriormente, se proceder à adaptação da metodologia preconizada no HCM (na sua edição de 2000) à realidade portuguesa. Para tal, com os simuladores microscópicos utilizados (AIMSUN e VISSIM) procurou-se reproduzir as condições de circulação numa autoestrada portuguesa, de modo a que fosse possível analisar as alterações sofridas no comportamento das correntes de tráfego após a modificação dos principais fatores geométricos e de tráfego envolvidos na metodologia do HCM 2000. Para o efeito, realizou-se uma análise de sensibilidade aos simuladores de forma a avaliar a sua capacidade para representar a influência desses fatores, com vista a, numa fase posterior, se quantificar o seu efeito para a realidade nacional e dessa forma se proceder à adequação da referida metodologia ao contexto português. Em resumo, o presente trabalho apresenta as principais vantagens e limitações dos microssimuladores AIMSUN e VISSIM na modelação do tráfego de uma autoestrada portuguesa, tendo-se concluído que estes simuladores não são capazes de representar de forma explícita alguns dos fatores considerados na metodologia do HCM 2000, o que impossibilita a sua utilização como ferramenta de quantificação dos seus efeitos e consequentemente inviabiliza a adaptação dessa metodologia à realidade nacional. São, no entanto, referidas algumas indicações de como essas limitações poderão vir a ser ultrapassadas, com vista à consecução futura dessa adequação.

TRFS: desenvolvimento de um protótipo para simulação microscópica de tráfego

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Vias de Comunicação e Transportes

Studio del livello di servizio del nodo TANGENZIALE-AEROPORTO-TRIUMVIRATO

Lo studio qui condotto è atto a valutare il livello di servizio della rotatoria posta in corrispondenza del nodo Aeroporto-Triumvirato-Tangenziale, nodo che ha un grande interesse dal punto di vista del traffico veicolare. Si illustra la situazione precedente la realizzazione dell’opera e quindi il livello di servizio con il software HCS2000. Successivamente, si studia il comportamento della rotatoria senza sottopasso estrapolando i risultati per il livello di servizio con il software SIDRA. Con lo stesso strumento di valutazione, poi lo stato attuale, la rotatoria con il sottopasso. L’ultima parte dello studio riguarda una simulazione che nasce dal confronto di flussi di movimenti negli anni 1999 e 2006. Quindi è stata valutata una situazione probabile, nata dall’aumento percentuale dei movimenti su tutti gli accessi e la relativa proposta di intervento.

Verifica del livello di servizio di componenti della viabilità a Borgo Panigale. Intersezione Via Cavalieri Ducati - Via De Gasperi

Le intersezioni stradali, sono le aree individuate da tre o più tronchi stradali (archi) che convergono in uno stesso punto, nonchè dai dispositivi e dagli apprestamenti atti a consentire ed agevolare le manovre per il passaggio da un tronco all'altro. Rappresentano punti critici della rete viaria per effetto delle mutue interferenze tra le diverse correnti di traffico durante il loro attraversamento. Si acuiscono pertanto, nella loro "area di influenza", i problemi legati alla sicurezza e quelli relativi alla regolarità  ed efficienza della circolazione. Dalla numerosità  dei fattori da cui dipende la configurazione di un incrocio (numero e tipo di strade, entità  dei flussi, situazioni locali, ecc.) deriva una ancor più vasta gamma di tipologie e di schemi. La rotatoria, come particolare configurazione di intersezione a raso, è lo schema che viene considerato nel presente lavoro di tesi, sia nei suoi caratteri essenziali e generali, sia nel particolare di una intersezione che, nel Comune di Bologna, è stata realizzata in luogo dell'intersezione semaforizzata precedente.

Analisi della rete di trasporto di Manduria: implementazione di un modello di simulazione

Il sistema viabile rappresenta una parte fondamentale nella dinamica dei trasporti al servizio della mobilità di trasporti e merci. La mobilità, ha fatto registrare ritmi di crescita sostenuti nel corso degli anni. Le trasformazioni sociali, del mercato del lavoro, lo sviluppo produttivo e commerciale, la posizione baricentrica tra le province jonca salentina e brindisina fanno di Manduria, una realtà dove è necessario prestare attenzione al sistema dei trasporti. Tuttavia la rete statale di vecchio stampo che risulta utilizzata, soprattutto da quote di mobilità interprovinciale per questioni di economicità del percorso e dal momento che manca una rete viaria ordinaria funzionale e scorrevole che colleghi in modo capillare il territorio fanno si che la Strada Statale 7ter risulti congestionata in maniera diffusa. La Superstrada di nuova costruzione sarebbe potuta essere un importante arteria stradale allacciandosi alla SS Taranto Brindisi Lecce collegando il sud della provincia Jonica in modo capillare ai comuni della provincia Taranto e Lecce, la quale non è stata ultimata ed avrebbe rappresentato una valida alternativa alla statale esistenti. Oltre a favorire i collegamenti tra il territorio jonico, brindisino e quello salentino, tale intervento sarebbe stato necessario per ridurre la componente di traffico di attraversamento di una serie di centri urbani, tra cui il Comune di Manduria. In questa tesi, sulla base dei dati raccolti dall’ultimo censimento nell’ambito provinciale e del Comune di Manduria, verrà implementato il funzionamento del Piano del Traffico stradale del Comune di Manduria e verranno condotte delle simulazioni, con l’ausilio del software di pianificazione di sistemi di trasporto stradale Omnitrans, versione demo, scaricabile gratuitamente dal sito www.omnitrans-international.com. Si ricercheranno stime sul funzionamento della rete, valutando la congestione del traffico ed eventualmente in termini di aumento della sicurezza e riduzione dell’inquinamento atmosferico.

Proposal of an Alternative Model for Speed-Flow Relationship in Two-Lane Highways

A research has been carried out in two-lanehighways in the Madrid Region to propose an alternativemodel for the speed-flowrelationship using regular loop data. The model is different in shape and, in some cases, slopes with respect to the contents of Highway Capacity Manual (HCM). A model is proposed for a mountainous area road, something for which the HCM does not provide explicitly a solution. The problem of a mountain road with high flows to access a popular recreational area is discussed, and some solutions are proposed. Up to 7 one-way sections of two-lanehighways have been selected, aiming at covering a significant number of different characteristics, to verify the proposed method the different classes of highways on which the Manual classifies them. In order to enunciate the model and to verify the basic variables of these types of roads a high number of data have been used. The counts were collected in the same way that the Madrid Region Highway Agency performs their counts. A total of 1.471 hours have been collected, in periods of 5 minutes. The models have been verified by means of specific statistical test (R2, T-Student, Durbin-Watson, ANOVA, etc.) and with the diagnostics of the contrast of assumptions (normality, linearity, homoscedasticity and independence). The model proposed for this type of highways with base conditions, can explain the different behaviors as traffic volumes increase, and follows a polynomial multiple regression model of order 3, S shaped. As secondary results of this research, the levels of service and the capacities of this road have been measured with the 2000 HCM methodology, and the results discussed. © 2011 Published by Elsevier Ltd.