城市道路交叉口交通問題改善方法分析

陳 濤，譚澤飛，劉 驍

（西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通學(xué)院，云南 昆明 650224）

0 引言

交通在人們的日常生活中占有非常重要的地位，對(duì)于城市而言，交通是聯(lián)接整個(gè)城市的基本“骨架”，交通發(fā)展的水平?jīng)Q定著人們的日常出行活動(dòng)。而交叉口作為連接骨架的關(guān)鍵“節(jié)點(diǎn)”，使相交道路上的車輛及行人在此匯集、轉(zhuǎn)向和通過。因此，交叉口交通問題的改善研究是現(xiàn)代城市發(fā)展的重要議題。

1 交叉口常用的管理和改善措施

1.1 交叉口工程改造

工程改造是指針對(duì)交叉口在規(guī)劃與建設(shè)之初就存在的缺陷，通過對(duì)其路段線型、幾何尺寸和分隔帶等采取施工改造，從而對(duì)先天不足的缺陷進(jìn)行一定程度彌補(bǔ)的方法[1]。

1.2 人工疏導(dǎo)

在交叉口現(xiàn)場(chǎng)分配若干交通協(xié)管員或交警，對(duì)當(dāng)前交通狀況進(jìn)行疏導(dǎo)、調(diào)度。人工管理很少單獨(dú)使用，特殊情況下經(jīng)常結(jié)合其他方式發(fā)揮作用。

1.3 渠化交通

渠化是指以減輕、改善平面交叉口處交通流的交錯(cuò)數(shù)量及性質(zhì)為目的，布設(shè)標(biāo)志標(biāo)線或設(shè)置適當(dāng)?shù)摹皪u”，來規(guī)定和誘導(dǎo)車輛行駛，為行人和車輛提供各自場(chǎng)所而達(dá)到各行其道互不干擾的措施[2]，如人行橫道、實(shí)體交通島和自行車左轉(zhuǎn)二次過街待行區(qū)等。

1.4 交通信號(hào)控制

世界各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于交叉口交通管理最有效的方法之一就是交通信號(hào)控制，其按范圍可分為單個(gè)交叉口信號(hào)控制、干線交叉口聯(lián)動(dòng)控制和區(qū)域交通信號(hào)控制系統(tǒng)三類[3]。

2 實(shí)例分析

本文以昆明盤龍區(qū)白龍路與東三環(huán)交叉口為例，探討平面交叉口常用的改善方法及管理中應(yīng)注意的問題。

2.1 交叉口現(xiàn)狀描述

2.1.1 交通量

在早、晚高峰和平峰時(shí)段各觀測(cè)1h獲得交通量。其中早、 晚高峰時(shí)間分別取7∶30~8∶30和17∶40~18∶40， 平峰時(shí)間取13∶00~14∶00， 高峰交通量為早、晚調(diào)查值的平均值。由于右轉(zhuǎn)不控，右轉(zhuǎn)交通量不調(diào)查。

表1 交通量調(diào)查表 單位：輛/h

2.1.2 信號(hào)周期及相位

交叉口信號(hào)周期總時(shí)長(zhǎng)為175s，采用四相位（見圖1），分別為南北直行（29s）、南北左轉(zhuǎn)（47s）、東西直行（52s）和東西左轉(zhuǎn)（35s），各相位之間黃燈時(shí)長(zhǎng)均分別為3s。

圖1 相位圖

2.2 交叉口存在問題

交叉口存在的問題主要包括以下方面：

a）從交通量分析，東西向交通量少于南北向交通量，但東西信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)卻大于南北向，顯然交通量與信號(hào)時(shí)長(zhǎng)之間存在矛盾；

b）交叉口全天固定采用同一信號(hào)控制，然而高峰時(shí)段和平峰時(shí)段的交通量相差較大，使用同一信號(hào)周期會(huì)導(dǎo)致平峰時(shí)期延誤增大。

2.3 交叉口問題改善探究

交叉口交通治理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需綜合考慮各方面的因素，不同交叉口存在的問題不同，改善時(shí)應(yīng)結(jié)合交叉口實(shí)際情況進(jìn)行改善。

2.3.1 信號(hào)周期改善

通過上述分析可知交通量與信號(hào)時(shí)長(zhǎng)之間存在矛盾，且交叉口平峰、高峰交通量相差較大，可調(diào)整信號(hào)時(shí)長(zhǎng)，并分別于高峰和非高峰時(shí)段設(shè)置兩種信號(hào)控制周期。

2.3.1.1 高峰時(shí)段信號(hào)周期設(shè)計(jì)步驟

a）確定設(shè)計(jì)交通量qd，高峰時(shí)段配時(shí)，設(shè)計(jì)交通量qd采用實(shí)際調(diào)查的高峰小時(shí)交通量；

b）確定飽和流量S，飽和流量按《城市道路平面交叉口規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)程》中的方法確定[4]，填入表2；

c）確定綠燈間隔時(shí)間I，I為黃燈時(shí)長(zhǎng)與全紅時(shí)長(zhǎng)之和，則I=3+1=4s；

d）計(jì)算總損失時(shí)間L，啟動(dòng)損失時(shí)間LS可取3s，黃燈時(shí)長(zhǎng)A為3s，一個(gè)周期內(nèi)的綠燈間隔數(shù)為4，則信號(hào)總損失時(shí)間L為：=16s；

e）計(jì)算各相位關(guān)鍵流量比yi以及流量比總和Y，，流量比計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 流量比計(jì)算表

Y=0.78<0.9，符合設(shè)計(jì)要求，繼續(xù)配時(shí)計(jì)算；f）計(jì)算最佳信號(hào)周期C0

根據(jù)配時(shí)要求，周期應(yīng)為5的整數(shù)倍并大于計(jì)算值，因此取C0=135s；

g）計(jì)算配時(shí)參數(shù)

1）總有效綠燈時(shí)間Ge

3）計(jì)算各相位綠信比λi， λi=

4）計(jì)算各相位的綠燈時(shí)間，gi=gei-Ai+li，其中Ai為黃燈時(shí)長(zhǎng)3s；li為啟動(dòng)損失時(shí)間取3s，則綠燈顯示時(shí)間即為步驟②中計(jì)算的有效綠燈時(shí)間

5）計(jì)算各紅燈時(shí)間ri=Co-gi-Ai

6）高峰配時(shí)圖（見圖2）

圖2 高峰時(shí)段的配時(shí)圖

2.3.1.2 非高峰時(shí)段配時(shí)

非高峰時(shí)段配時(shí)步驟與高峰時(shí)段完全一致，但計(jì)算yi和Y時(shí)，只需將設(shè)計(jì)交通量換為實(shí)際調(diào)查的平峰小時(shí)交通量數(shù)據(jù)。配時(shí)步驟省略，得到配時(shí)結(jié)果如下：

周期時(shí)長(zhǎng)C0為70s；

各相位綠燈時(shí)間g1=14s，g2=20s，g3=11s，g4=9s；

各相位紅燈時(shí)間r1=53s，r2=47s，r3=56s，r4=58s。

2.3.2 環(huán)島加信號(hào)控制

環(huán)島交通組織是一種自調(diào)節(jié)管理方式，環(huán)島的通行量大約可在2 700輛/h左右，一般不超過3 000輛/h，中低流量交通水平時(shí)，環(huán)島對(duì)交通組織具有優(yōu)勢(shì)。經(jīng)調(diào)查，該交叉口平峰時(shí)段交通量約為2 900輛/h，適合采用環(huán)島控制，但高峰時(shí)段環(huán)島無法適應(yīng)交通量，因此不能單純采用環(huán)島控制。鑒于此，在接近早晚高峰時(shí)段， 如早7∶00~9∶00和晚17∶30~19∶30，采用雙重信號(hào)控制對(duì)左轉(zhuǎn)車輛做二次控制[5]，其余非高峰時(shí)段關(guān)閉信號(hào)燈，采用環(huán)島自適應(yīng)管理控制。

2.3.3 其他改善措施

除上述措施外，還可采用其他管理方法。例如通過使用以車輛檢測(cè)器和線圈作為輔助設(shè)備的感應(yīng)信號(hào)控制[6]；與相鄰路口相協(xié)調(diào)的綠波控制或區(qū)域控制等。

3 結(jié)語

交叉口管理控制和改善的方法很多，但采用哪種方法不能憑借任何人的主觀想法確定，而應(yīng)根據(jù)每種方案的側(cè)重點(diǎn)以及實(shí)際交通的需求情況，綜合考慮多方面因素進(jìn)行決策。本文提出的幾種改善方案中，方案2加設(shè)環(huán)島涉及工程改造，資金和時(shí)間投入大；而方案3充分運(yùn)用線圈、感應(yīng)器等，能對(duì)實(shí)際到達(dá)交通量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但車輛檢測(cè)器的購(gòu)買、線圈埋放也涉及較大工程和較多資金。相對(duì)而言，方案1簡(jiǎn)單方便，操作性強(qiáng)，幾乎不需要耗費(fèi)資源，只需要重新設(shè)計(jì)周期，調(diào)整信號(hào)控制機(jī)即可實(shí)現(xiàn)。通過以上分析可知，本文正是著重從信號(hào)配時(shí)的優(yōu)化方面來尋求改善。在研究交叉口問題的改善時(shí)，無論工程改造、信號(hào)優(yōu)化還是采用其他方案，均需要根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)用。

[1]肖海承，成衛(wèi)，曹更立，董玉佩.多路交叉口交通改善方法[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010，12（4）：35-38.

[2]Mohameda,Abdel-Atya,Essam Radwan.Modeling Traffic Accident Occurrence and Involvement[J].Accident Analysis and Prevention,2000,32（5）： 633-642.

[3]徐吉謙，陳學(xué)武，等.交通工程總論[M].北京：人民交通出版社，2008.

[4]楊曉光，等.城市道路交通設(shè)計(jì)指南[M].北京：人民交通出版社，2007.

[5]張衛(wèi)華，王召陽，張勝凱.五路交叉口交通改善方法及其應(yīng)用[J].交通科技，2011，1（1）：96-99.

[6]吳兵，李曄.交通管理與控制[M].北京：人民交通出版社，2009.