城市信控交叉口機(jī)動(dòng)車交通影響評(píng)價(jià)

趙 順，劉小勇，關(guān)雅麗，蘇杜彪

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052）

隨著城鎮(zhèn)化和機(jī)動(dòng)化的高速發(fā)展，交通問題已成為各個(gè)城市發(fā)展中面對(duì)的首要問題。城市建設(shè)項(xiàng)目的大量開發(fā)使用，加重了城市交通的擁堵。建設(shè)項(xiàng)目交通會(huì)影響項(xiàng)目的周邊區(qū)域，其編制的組織方案會(huì)影響到城市的局部或全部。

目前，對(duì)城市建設(shè)項(xiàng)目的交通影響評(píng)價(jià)主要集中在民用項(xiàng)目上，包括公共建筑及居住建筑。城市道路交叉口是城市交通的重要結(jié)合點(diǎn)，其交通狀況直接影響著城市道路的路段使用效率，但對(duì)此研究較少。因此，研究信號(hào)交叉口機(jī)動(dòng)車的交通影響評(píng)價(jià)具有重要意義。

1 信號(hào)交叉口機(jī)動(dòng)車交通影響評(píng)價(jià)分析步驟及流程

信號(hào)交叉口交通影響程度分析與評(píng)價(jià)的流程包括:數(shù)據(jù)收集、計(jì)算交叉口飽和度、判斷是否需要計(jì)算交叉口進(jìn)口道延誤、計(jì)算進(jìn)口道延誤、進(jìn)口道服務(wù)水平評(píng)價(jià)和交通影響程度評(píng)價(jià)。具體如下:

1.1 數(shù)據(jù)收集

數(shù)據(jù)收集主要包括:車道寬度、道路縱坡、轉(zhuǎn)彎半徑、非機(jī)動(dòng)車車道寬度；各個(gè)進(jìn)口道大車率、非機(jī)動(dòng)車量、高峰時(shí)段流量、一個(gè)周期內(nèi)紅燈初始積余車輛等；配時(shí)方案、車道劃分、車道數(shù)等。

1.2 交叉口進(jìn)口道飽和度計(jì)算

1）依據(jù)車道使用情況，確定某條車道的基本飽和流量；

2）依據(jù)已知條件，計(jì)算車道飽和流量校正系數(shù)；

3）利用1）、2）兩步計(jì)算車道實(shí)際飽和流量；

4）重復(fù)1）、2）、3）步驟，計(jì)算所有車道飽和流量；

5）利用某一進(jìn)口道的飽和流量和信號(hào)配時(shí)，計(jì)算該進(jìn)口道的通行能力；

6）利用進(jìn)口道高峰小時(shí)交通量與進(jìn)口道通行能力，計(jì)算所有進(jìn)口道的飽和度。

1.3 判斷是否需要計(jì)算進(jìn)口道延誤

如果進(jìn)口道飽和度大于0.85，則需要另行計(jì)算該進(jìn)口道的延誤；否則，直接以該進(jìn)口道服務(wù)進(jìn)行水平評(píng)價(jià)。

1.4 進(jìn)口道延誤計(jì)算與服務(wù)水平評(píng)價(jià)

通過計(jì)算公式得到進(jìn)口道延誤值。如果進(jìn)口道飽和度不大于0.85，則使用飽和度進(jìn)行交叉口進(jìn)口道服務(wù)水平評(píng)價(jià)，否則，計(jì)算進(jìn)口道延誤，利用延誤進(jìn)行服務(wù)水平評(píng)價(jià)（見表1），并且相互比較服務(wù)水平評(píng)價(jià)是否一致，如不一致，則以延誤進(jìn)行服務(wù)水平的評(píng)價(jià)結(jié)果為準(zhǔn)。

表1 交叉口進(jìn)口道飽和度服務(wù)水平評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 交通影響程度評(píng)價(jià)

依照上述步驟，分別對(duì)背景交通需求交通量和項(xiàng)目新生成的交通需求加入后的交通量進(jìn)行計(jì)算，得到建設(shè)項(xiàng)目新生成交通量加入前后的各個(gè)信號(hào)交叉口機(jī)動(dòng)車交通服務(wù)水平，并依據(jù)《建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ／T141－2010）中的規(guī)定，如表2所示，評(píng)價(jià)交通影響是否顯著。

表2 機(jī)動(dòng)車交叉口交通顯著影響判斷標(biāo)準(zhǔn)

2 信號(hào)控制交叉口指標(biāo)計(jì)算

2.1 通行能力計(jì)算

一定服務(wù)水平下的燈控道口通行能力取決于多種條件（見表3）。燈控道口一個(gè)流向的通行能力決定于該流向的飽和流率。飽和度越低，服務(wù)水平越高，損失的時(shí)間越少，一個(gè)車道的飽和流率計(jì)算公式為

式中:s0為車道理想飽和流率，取s0＝1 800pcu／h；N為車道數(shù)；fw為車道寬度修正系數(shù)；fHv為重型車修正系數(shù)，可忽略；fg為道路縱坡修正系數(shù)，忽略不計(jì)；fp為進(jìn)口道車輛每小時(shí)停車次數(shù)，最多小于30次；frt為車輛右轉(zhuǎn)修正系數(shù)；flt為車輛左轉(zhuǎn)修正系數(shù)。

表3 車道寬度的修正系數(shù)

2.2 延誤

延誤是指車輛在行使過程中，由于受到駕駛員無法控制的或是意外的其他車輛干擾或是交通設(shè)施等的阻礙所損失的時(shí)間。建設(shè)項(xiàng)目的交通影響往往集中在交叉口某個(gè)或某幾個(gè)進(jìn)口道上，如果選擇整個(gè)交叉口的每車平均延誤作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，則會(huì)降低對(duì)其影響的評(píng)價(jià)。因此采用進(jìn)口道延誤作為交叉口交通影響評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。

延誤指標(biāo)的計(jì)算參見《上海城市道路平面交叉口規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)程》。各進(jìn)口道的每車平均信控延誤為dI，按該進(jìn)口道中各車道組延誤的加權(quán)平均數(shù)計(jì)算

式中:dI為交叉口平均信控延誤，s／輛；M為交叉口流向數(shù)；di為第i車道組的平均信控延誤，s／輛；qi為某進(jìn)口道i流率，輛／h。

第i車道組每車平均信控延誤為

式中:di為第i車道組平均信控延誤，s／pcu；du為均勻延誤，即車輛均勻到達(dá)所產(chǎn)生的延誤，s／pcu，；dr為隨機(jī)延誤，即車輛隨機(jī)到達(dá)并引起超過飽和周期所產(chǎn)生的延誤，s／pcu。x為飽和度，；s為某流向飽和流率；q為某向到達(dá)率；c為周期時(shí)長(zhǎng)，s；g為某流向的綠燈時(shí)長(zhǎng)，s；ds為初始排隊(duì)附加延誤，即在周期內(nèi)存在上一時(shí)段留下的積余車輛，這些車輛初始排隊(duì)使后續(xù)車輛產(chǎn)生附加延誤為綠時(shí)比重。

3 應(yīng)用實(shí)例

擬建項(xiàng)目位于新疆烏魯木齊市西北部的經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（頭屯河區(qū)），該地塊位于祥云中街南側(cè)，艾丁湖路東側(cè)，通過祥云中街向西與八鋼聯(lián)接，向東與經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)十二師合作區(qū)聯(lián)接，北距烏魯木齊西站2.3km，南離大學(xué)園區(qū)2km，距頭屯河區(qū)政府3.2km，具體位置如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目區(qū)位置示意圖

2012－4－24 9:30—11:30對(duì)交叉口進(jìn)行調(diào)查。已知項(xiàng)目的評(píng)價(jià)范圍、評(píng)價(jià)年限與評(píng)價(jià)目標(biāo)年、評(píng)價(jià)時(shí)段、評(píng)價(jià)交叉口幾何尺寸不變，在評(píng)價(jià)年背景交通需求下，即未加入項(xiàng)目生成交通時(shí)的交通情況下，該交叉口車道寬度為3.0m，非機(jī)動(dòng)車道寬度為3.5m，高峰小時(shí)系數(shù)為0.75，大車率、摩托車及非機(jī)動(dòng)車率、各相位有效綠燈時(shí)間、信號(hào)周期等，東西方向是祥云中街，南北方向是金陽(yáng)路，具體數(shù)據(jù)如表4所示，交叉口示意渠化情況如圖2所示。

圖2 交叉口渠化示意圖

根據(jù)背景交通需求下的交通量，利用式（4）得出飽和度，按飽和度指標(biāo)確定進(jìn)口道服務(wù)水平。據(jù)此步驟，將建設(shè)項(xiàng)目新生成的交通量加入后重新計(jì)算飽和度和延誤，確定進(jìn)口道服務(wù)水平。從表4得出，東進(jìn)口道和北進(jìn)口道均為交通影響顯著，因此整個(gè)交叉口的交通影響評(píng)價(jià)結(jié)果為:交通影響顯著，具體計(jì)算結(jié)果如表5所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

交通影響評(píng)價(jià)的重點(diǎn)在于評(píng)價(jià)擬建建設(shè)項(xiàng)目對(duì)其影響范圍內(nèi)交通系統(tǒng)的影響程度，由于建設(shè)項(xiàng)目對(duì)交叉口的一個(gè)進(jìn)口道或兩個(gè)進(jìn)口道產(chǎn)生的影響較大，因此通過對(duì)重要交叉口的交通影響判斷，可以定量地了解建設(shè)項(xiàng)目對(duì)其影響，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，考慮是否需要進(jìn)行交通改善。依據(jù)交通影響評(píng)價(jià)流程對(duì)信控交叉口進(jìn)行影響程度評(píng)價(jià)，得到了新建項(xiàng)目對(duì)此交叉口影響較為顯著的結(jié)果。

表4 已知交通量列表

表5 評(píng)價(jià)表

［1］ 鄭連勇.城市交通影響評(píng)價(jià)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

［2］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB 50647－2011城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

［3］ 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ37－2012城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

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

［5］ 劉權(quán)富，陸百川，馬慶祿，等.平面交叉口信號(hào)控制多目標(biāo)優(yōu)化研究［J］.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2014，16（1）:47－50.