信号交叉口时空资源综合优化就是对交叉口时空资源进行整合得到最优的设计方案,它是信号交叉口优化设计的关键技术,更是论文的研究主题。以该主题为核心,论文的研究范畴可划分为五大部分:设计流程、空间优化设计、相位和相序设计、时间优化设计以及时空资源综合优化。第一部分是框架,中间三部分是制定初始设计方案,第五部分则是对初始方案的优化,后四部分是对第一部分的展开,是论文的核心,构成一个彼此联系、完整统一的方法体系。在什么情况下交叉口需要设置信号灯?设置信号灯的交叉口应该按照什么样的流程进行优化?论文的第一部分回答了这2个问题,并提出信号交叉口设计应以最优为原则,而不应仅停留在满足服务水平的层面上,从而明确论文研究的前提和大方向。空间设计的主要任务是完成交叉口车道功能划分,对此,论文的第二部分重点研究了三方面:①左转车道设置;②右转车道设置;③车道功能划分。左转是交叉口最难以处理的问题,始终是交通工程师面临的难点。主要讨论以下几个方面:①左转车道的设置依据;②左转设计长度;③多条左转车道的设置;④左转车道的设置形式和设计方法;⑤左转车道的几何设计和其它注意事项。用概率论和排队论研究了左转车道的设置依据——左转交通量的阈值。综合考虑交通运行效率和安全两个方面,建议在一般情况下,交叉口进口道都应设置左转专用车道。左转车道的设计长度是一个关键的设计要素,首先研究了渐变段和减速段长度的计算,分别研究了有左转保护相位和无左转保护相位时左转存储车道长度的设计方法,并提供了设计表格。对多条左转车道的设置条件和相关事项进行了讨论。正确的设置方式和设计对左转车道安全、高效地发挥其运行效率至关重要,因此,讨论了左转车道的设置方式、转弯半径、交叉口转弯导流线以及标志、标线等。建议在有条件的情况下,左转车道应采用“屏蔽”的设置方式,并给出了不同情况下的设置方法。对于我国混合交通流的状况,右转交通的解决也很重要。与左转车道类似,研究了右转车道的设置依据、存储长度和几何设计等。从安全和交通运行效率两方面分析了右转车道设置的依据,根据HCM2000的研究结果,绘制了进口右转车道设置准则图。右转车道长度除了满足减速和排队的要求,还要满足停车视距的要求。在研究了左转车道设置和右转车道设置两个子问题的基础上,以进口道车道数与路段车道数的匹配和进口道与出口道的匹配为准则,建立了车道功能划分的方法,确定车道功能划分矩阵。信号相位设计是交通信号设计中最具创造性的部分,这是论文第三部分的研究内容。从安全和交通效率两个方面研究左转相位的设置。分析了左转保护相位的设置原则和设置条件,建立了判断左转保护相位的流程,并制定了判定表格。对典型左转保护相位的形式进行研究,讨论了其各自适用情况和条件。同样,对右转讨论了右转保护相位的设置条件、相位形式、适用情况及RTOR。简要分析了相位转换的兼容性,包括直行与直行、直行与左转、左转与左转等。以基本两相位为起点进行逐个判定,判断是否需要设置左转和右转保护相位,设置什么形式等,根据相位的兼容性选择恰当的相位连接方式,即得到了完整的相位方案。信号交叉口设计包括车道功能划分、相位设计和信号配时,前两个问题在论文第二和第三部分中已得到解决,论文的第四部分要解决信号配时,从而完成信号交叉口初始方案设计。