信号交叉口是城市道路网络天然的瓶颈,交通需求过饱和、交叉口组织渠化设计不合理、信号相位设置及配时不当均会导致交叉口的拥堵现象,甚至向城市干道及区域路网不断蔓延。为尽量缓解或避免交叉口时空资源的浪费,交叉口运行评价是实现交叉口精细化管控必不可少的技术环节之一。过去我国主要利用延误来评估交叉口运行效率,其估算方法主要依靠模型法或交通仿真,在某些场景下不能反映真实交通运行状况,且通常需要采集大量流量、通行能力等交通参数。现阶段,依靠多源交通数据进行交叉口运行后评估引起行业内部重视,并已有一定的研究成果;但如何构建合适的评价指标及评价方法,更好地服务于信号交叉口整体方案优化,仍有待开展进一步研究。本文以出租车、公交车及驾图(车联网)多源车辆轨迹数据为基础,以山地城市单点信号交叉口为研究对象,基于车辆运行特性及规律,提出了新的表征参数及提取方法;定义了信号交叉口运行两级评价指标体系,实现从转向、进口、交叉口整体多层次、多角度分析和评价交叉口的运行状态。具体主要研究内容如下:(1)信号交叉口运行评价指标及方法研究现状回顾与总结。比较全面地梳理了延误、排队长度两项核心指标的估算方法,并揭示了估算模型多数需要人工采集、输入多元交通参数,且假设条件较多、不易推广应用的局限性;此外,解读并阐明了现有交叉口运行评价标准和评价方法的缺陷,并面对现阶段信号控制方案制定、选择及优化的切实需求,提出评价指标在构建、提取、应用等方面面临的挑战。(2)考虑多源轨迹数据特征、基于信号交叉口车辆运行特性及规律的评价指标构建。定性分析了信号交叉口特有的车辆随机到达、速度波动、排队累积和消散等交通特性,专注于解析交通需求、交叉口渠化、信号配时等因素主导下的时空交通参数特性及影响关系。分析结果表明,周期内剩余排队对交叉口通行效率具有显著影响;基于此,并考虑轨迹数据连续时间、位置、速度等特征,从交叉口车辆通行时间效益、车道或进口空间利用率、车道组或进口道供需平衡性角度出发,提出了包含交叉口平均通行时间、第95%分位排队长度、两次停车率的第二级评价指标。(3)交叉口车辆运行交通参数提取技术构建。利用多源轨迹数据,依托ArcGIS平台及Python编程语言,提出了基于轨迹数据连续速度变化特征的车辆停车次数判别及样本分类方法,构建了完整的车辆初始排队长度、交叉口通行时间批量提取技术。结果表明:利用该方法能够比较准确地判别个体车辆的进口、转向、初始排队长度、交叉口通行时间、停车次数等信息,为交叉口运行评价奠定了基础。(4)信号交叉口运行综合评价指标模型构建。以第二级评价指标为基础,引出交叉口运行综合评价指标计算模型;考虑不同社会群体价值取向不同,综合调查交通管理部门、环保部门、普通社会出行者对指标的敏感性及关注度,确定了交叉口平均通行时间、第95%分位排队长度、两次停车率指标权重系数;利用高斯混合聚类模型对综合评价指标及服务水平进行了等级划分,最终确立了五级评价标准。(5)实例验证分析。选取重庆市典型信号交叉口,采用本文方法、仿真两种方式对早高峰、平峰、晚高峰运行情况进行评价,并与实际交通运行状态进行了对比分析,验证了本文方法的技术可行性。