城郊大型交叉路口交通組織設計優(yōu)化及實施

李慶印,朱麗燕,孫 立,孫紹偉

(1. 淄博市交通警察支隊,山東 淄博 255000；2.山東理工大學 交通與車輛工程學院, 山東 淄博 255049)

城郊大型交叉路口交通組織設計優(yōu)化及實施

李慶印1,朱麗燕2,孫 立2,孫紹偉2

(1. 淄博市交通警察支隊,山東 淄博 255000；2.山東理工大學 交通與車輛工程學院, 山東 淄博 255049)

為改善城郊大型交叉口日益突出的供需矛盾,提高車輛通行率，減少交通事故，結(jié)合淄博市南外環(huán)與張博路交叉口道路交通流量及對交叉口交通組織狀況的實際調(diào)查數(shù)據(jù)分析，設計出信號控制方案，并建立模型進行優(yōu)化.結(jié)果表明交叉口運行狀態(tài)比優(yōu)化前通行時間減小,通行能力提高.

大型交叉路口； 交通組織優(yōu)化； 交通仿真； VISSIM

城市交通網(wǎng)絡的擁堵往往首先是由局部點的堵塞開始,經(jīng)過演化導致了由點到線,由線到面的交通堵塞.國內(nèi)外實踐證明,緩解城郊路口交通擁堵,避免及減少交通事故發(fā)生必須先從交通組織設計優(yōu)化入手[1].結(jié)合對淄博市南外環(huán)與張博路交叉口道路交通狀況及交叉口交通組織狀況的實際調(diào)查數(shù)據(jù)分析，設計出信號控制方案,在VISSIM仿真軟件中建立模型,得出優(yōu)化前后的交叉口運行狀態(tài).

1 交通現(xiàn)狀調(diào)查與分析

南外環(huán)路和張博路匯入交叉口具體情況如圖1所示.交叉口渠化狀況見表1.

表1 路口渠化狀況一覽表

進口方向道路名稱入口車道數(shù)出口車道數(shù)人行橫道寬度/m掉頭車道左轉(zhuǎn)掉頭車道左轉(zhuǎn)專用車道直行專用車道右轉(zhuǎn)專用車道東進口南外環(huán)路64500141西進口南外環(huán)路43500231南進口張博路53500231北進口張博路53500231

1.1 現(xiàn)狀信號配時

該交叉口采用的信號機是簡易太陽能供電式信號機.交叉口信號配時的相位相序圖如圖2所示.

通過實地觀測,該信號交叉口的信號配時方案如圖3所示.

1.2 交通流量調(diào)查分析

通過實地調(diào)查,得到交叉口各進口(不計右轉(zhuǎn)車)一小時通過的車輛數(shù)及交叉口各進口車型比例,見表2.

通過對調(diào)查數(shù)據(jù)進一步處理,可得到該交叉口交通流量的統(tǒng)計規(guī)律,如交叉口各進口的交通組成及比例、交叉口實際通行能力、交叉口的延誤情況.該交叉口各進口交通組成及比例關系見表3.

通過表3可以看出：東西進口的直行車流：大型和中型貨車比例超過50%,按2.5標準車/輛的折算系數(shù),貨車的比例占70%左右；由于行駛特性差異,大貨車和小汽車混行相互影響,通行效率低下,易引發(fā)安全事故.因此應將不同車型車輛分道行駛.

表2 交叉口一小時通過的車輛數(shù)統(tǒng)計表

路口直行車型左轉(zhuǎn)車型小型車/輛中型車/輛大型車/輛小型車/輛中型車/輛大型車/輛交通量(veh)/h交通量(pcu)/h東進口2244118515670807561076．5西進口23332231104323626897．5南進口8974373144236112411408北進口11155183141903814371588

表3 交叉口各進口車型比例

比例/%路口直行左轉(zhuǎn)小型中型大型小型中型大型東進口49．89．141．15122．926．1西進口476．446．6802．3117．69南進口88．554．247．2163．1510．126．75北進口89．34．16．6754．820．2

圖1 交叉口渠化現(xiàn)狀圖

圖2 交叉口信號控制相位相序圖

圖3 交叉口信號配時方案

東南進口左轉(zhuǎn)的大型和中型貨車比例也較大,占40%～50%,應將不同車型車輛分道行駛.

1.3 交叉口存在的問題

通過觀察和走訪調(diào)查得知,該交叉口主要存在的問題.

1.3.1 交叉口渠化

1)交叉口為大型交叉口,缺少硬性隔離設施,車輛通過交叉口時選擇空間大,分流、合流沖突不斷.

2)車輛停車線過于靠近交叉口中心,左轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)彎半徑小.該交叉口大型車輛比重大,且車身長度為12～18m,國標《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》[2]要求轉(zhuǎn)彎半徑≥30m；轉(zhuǎn)彎半徑不足造成大型貨車轉(zhuǎn)彎時軌跡折角明顯,通過交叉口時車速較低,綠燈通行效率低[3].

3)交叉口進口道范圍內(nèi)缺少中央隔離護欄.

4)南進口右轉(zhuǎn)車道線設計不合理,缺少過渡路段.

1.3.2 信號控制

1)信號機：現(xiàn)行信號機燈箱位置低,路口大貨車比例大,易使小汽車的制動和啟動反應滯后,增加車輛的延誤,影響交叉口運行效率[4].

2)信號配時：大型貨車在交叉口行駛速度低、啟動和剎車速度慢, 3s黃燈不能有效清空交叉口內(nèi)的沖突車輛,影響下一相位車輛的通行[5].

2 交叉口組織優(yōu)化設計

2.1 交叉口渠化優(yōu)化設計

根據(jù)上述分析,對南外環(huán)-張博路交叉口的渠化方案進行如下設計.

1)延伸隔離護欄、禁止通行區(qū)域增設護欄圍擋.

2)增加左轉(zhuǎn)車輛的轉(zhuǎn)彎半徑.

3)規(guī)范車道設置、分道行駛.

4)完善交叉口標志、增設監(jiān)控設施、行人過街安全島、魚肚形曲線.

圖4 南外環(huán)-張博路交叉口渠化設計方案

2.2 交叉口信號控制方案

2.2.1 信號燈的設置

1)采用懸臂式雙面信號燈,信號燈均設在進口道右側(cè).

2)信號燈的安裝高度>7m.

2.2.2 信號配時方案

圖5 信號配時方案

1)根據(jù)同向行駛的不同類型車輛的比重選擇一種車型為主要服務對象.

2)根據(jù)主要服務對象的行駛特點,計算各進口車道的飽和流量和實際交通量[6].

3)設置黃燈時間為3s,全紅時間為2s,并根據(jù)公式計算得出交叉口信號配時方案.

根據(jù)韋伯斯特公式,結(jié)合當前交叉口流量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果得出對應的數(shù)據(jù)[7].交叉口信號控制方案如圖5所示.

3 優(yōu)化效果評估

使用理論分析和仿真模型相結(jié)合的方法對優(yōu)化設計方案一進行效果評估,在VISSIM軟件中建立仿真模型,如圖6所示.

圖6 南外環(huán)與張博路交叉口仿真路網(wǎng)模型

優(yōu)化前后的交叉口運行狀態(tài)對比見表4.

表4 交叉口運行狀態(tài)對比

評價指標車均延誤/s周期通行能力/輛現(xiàn)狀46149優(yōu)化后38182變化/%-17．4%21．1%

表5 交叉口優(yōu)化前后飽和度分析

進口方向流向車道數(shù)車流量/輛有效綠燈時間/s綠信比通行能力/輛飽和度優(yōu)化前飽和度東進口東左1206230．142520．8160．704東直4450230．2010870．4140．229西進口西左2130230．143790．3430．222西直3496330．209360．5300．337南進口南左2228180．113510．6490．730南直31013410．2513130．7720．527北進口北左2188180．113510．5350．602北直31149410．2513500．8510．598

通過表4數(shù)據(jù)可以看出,實施優(yōu)化方案后,交叉口的車輛沖突減少,運行效率提升,主要表現(xiàn)為車輛平均延誤減少17.4%,通行能力提升21.1%.

通過表5數(shù)據(jù)可以看出,實施優(yōu)化方案后,交叉口的綠信比、飽和度分配更均勻,主要表現(xiàn)為飽和度提高，綠燈時間充分利用.

4 結(jié)束語

本文從城郊大型交叉口的沖突特性出發(fā),以淄博市張博路與南外環(huán)路交叉口為例進行分析,提出了城郊大型交叉口的交通渠化、信號相位與配時設計等交通組織優(yōu)化方法,利用交通仿真軟件對其實施效果進行評價.結(jié)果顯示,交通組織優(yōu)化方案實施后,交叉口的交通運行狀況得到明顯改善,通行效率也大幅提高,驗證了該方案的可行性與實用性.但城郊車流車型復雜,單個交叉口交通組織優(yōu)化難以解決城郊交叉口的問題,尚需進一步研究.

[1] A policy on geometric design of highways and streets [M].5th ed. Washington,DC，2001.

[2] Zhou Q,Lu H P, Xu W.A combined algorithm research and application in road intersection design [J].Proceedings of the Eastern Asia Society for Transportation Studies，2005,5(5):709-724.

[3]王波.城市道路交叉口交通組織與信號控制策略研究[D].長春：吉林大學，2004:32-33.

[4] 李銳,李林波,吳兵.基于VISSIM仿真的交叉口間接左轉(zhuǎn)適應性研究[J].交通科技,2011(5):96-99.

[5] 王倫,韋秋梅.高速公路橋梁工程施工管理[J].交通世界,2013(18):256.

[6]廖加和.關于公路橋梁施工管理的論述.[J].交通世界，2012(10):284-285.

[7] 張海寧.道路橋梁施工管理中存在的問題及優(yōu)化措施[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2011,10(15):63-64.

(編輯：劉寶江)

The traffic organization optimization design andimplementation method of suburbs large intersections

LI Qing-yin1, ZHU Li-yan2, SUN Li2, SUN Shao-wei2

(1.City Traffic Police Detachment of Zibo, Zibo 255000, China;2.School of Transportation and Vehicle Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China)

To improve the increasingly prominent contradiction between supply and demand in suburban large intersection and reduce the number of traffic accidents total mortality and car accidents, the outskirts of large intersection traffic organization design optimization and implementation method has been developed and designed. We combined intersection of south outer ring road in Zibo city with the status of the intersection traffic organization optimization design,carried out the actual survey of intersection signal control through investigation and analysis of traffic flow data, and built one model in the VISSIM simulation software. We concluded that the average vehicle delay of the optimization of intersection operation state was reduced and the capacity was increased.

suburbs large intersections； traffic organization optimization; traffic simulation; VISSIM

2014-12-22

公安部創(chuàng)新計劃基金資助項目(2011YYCXSDST0587)

李慶印, 男，zbjjli@163.com

1672-6197(2015)06-0071-04

U91

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