信號(hào)控制與道路交叉口設(shè)計(jì)之間影響分析

熊潔

（湖南省郴州市公安局交通警察支隊(duì)，湖南 郴州 424300）

1 城市道路交叉口現(xiàn)階段發(fā)展情況

道路交叉口作為城市中混合交通流量的集中地段，是城市路網(wǎng)中最核心的樞紐部位，也是城市交通管理問題突出的困難節(jié)點(diǎn)。因交通流通過城市道路交叉口導(dǎo)向到各方向，因此，往往形成較為明確的交織區(qū)域，容易形成“沖突流”，進(jìn)而造成城市道路擁堵情況發(fā)生。在中小城市中，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展使人們的汽車保有率不斷攀升，某些特定時(shí)間、特定地段內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)擁堵征兆。如果不能合理調(diào)節(jié)信號(hào)與道路交叉口之間的設(shè)計(jì)，會(huì)使擁堵加劇，也會(huì)造成污染加劇，引發(fā)交通事故，最終影響城市的發(fā)展壯大和人們幸福指數(shù)的提升。

2 城市道路交叉口對(duì)交通問題的影響

為了有效緩解城市交通緊張狀況，解決城市交通擁堵問題，需要開展的工作主要包括以下幾方面：①加快城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有效適應(yīng)交通的高速增長需求；②不斷提高城市交通管理能力和水平，提升城市交通設(shè)施以及道路資源利用率。隨著交通流量的不斷增加，除了大城市交通壓力不斷增大外，中小城市的交通壓力也隨之增大，對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善，人們已經(jīng)逐漸有了嶄新的認(rèn)識(shí)。應(yīng)強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)有道路交通資源的利用，以及對(duì)先進(jìn)的交通管理策略開展研究，從而提升城市的交通系統(tǒng)運(yùn)行效率。由于城市道路交通的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)多數(shù)投資大、建設(shè)周期長、空間條件有限，且交通基礎(chǔ)設(shè)施也不可能無限期、無限度地建設(shè)，要通過科學(xué)、合理的交通規(guī)劃設(shè)計(jì)方案、交通管理策略，不斷提高現(xiàn)有城市道路設(shè)施的利用率，大力緩解城市交通的供需矛盾，且投資少、見效快，這樣比較具有現(xiàn)實(shí)性意義。

交叉口作為城市交通的關(guān)鍵元素，它也是整個(gè)城市道路組成的瓶頸地帶。城市道路是由諸多的交叉路口連接而成的道路網(wǎng)絡(luò)。道路交通是在平面交叉口反復(fù)分流、合流及交叉的組織，這一區(qū)域的交通狀況特別復(fù)雜，導(dǎo)致城市交通擁擠的問題常常表現(xiàn)在交叉口位置。而大多數(shù)的中小城市道路交叉口又因缺乏完備交通控制系統(tǒng)及完善的交通工程設(shè)施，使各方向的車流只能通過本能以自然的方式自行通過交叉道口，期間還夾雜著大量的非機(jī)動(dòng)車、行人，這種交叉口的擁擠混亂程度遠(yuǎn)比一般道路更加嚴(yán)重。大量事實(shí)也證明這類城市道路交叉口擁擠現(xiàn)象是最嚴(yán)重的，80%以上的延誤就集中在城市道路交叉口區(qū)域，平面交叉口的通過能力不到一般道路的50%，城市間日常交通擁堵的大部分情形都是因?yàn)槠矫娼徊婵诘耐ㄐ心芰_(dá)不到現(xiàn)實(shí)要求而造成的。因此，城市道路的交叉口整體交通運(yùn)行狀態(tài)與城市交通運(yùn)行狀態(tài)是密切相關(guān)的，通過信號(hào)控制設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)交叉口通行率問題是解決好城市道路交叉口問題、解決城市交通擁堵現(xiàn)象的關(guān)鍵手段。

3 交通組成內(nèi)容的設(shè)計(jì)情況

3.1 交通島的設(shè)計(jì)

交通島的最主要作用是為交通流的導(dǎo)向、保護(hù)行人、引導(dǎo)非機(jī)動(dòng)車及合理設(shè)置交通標(biāo)志、交通信號(hào)燈、道路綠化等內(nèi)容提供足夠的空間，主要包括行人過街安全島和渠劃島。

3.1.1 行人過街安全島

在信號(hào)控制的交叉口設(shè)計(jì)中一定要積極設(shè)置好行人過街安全島，盡量減少行人的清空距離以及縮短等待時(shí)間，以達(dá)到縮短信號(hào)周期長度的目的。對(duì)于面積比較大的交叉口，需要在安全島上面設(shè)置信號(hào)燈的近燈和人行燈，可以吸引駕駛員的注意，同時(shí)，也利于控制行人安全過街。

3.1.2 渠劃島的設(shè)計(jì)

渠劃島主要是指三角形的渠劃島，對(duì)于信號(hào)控制的這類交叉口，三角形的渠劃島可以達(dá)到縮短行人過街距離，進(jìn)而縮短綠燈間隔時(shí)間的目的，為設(shè)置信號(hào)燈、交通標(biāo)志和其他設(shè)施提供足夠空間；但其也存在一定的缺點(diǎn)，比如造成了行人和非機(jī)動(dòng)車不能連續(xù)繞行，交叉口的平面過于復(fù)雜，右轉(zhuǎn)車的快速通行與行人、非機(jī)動(dòng)車產(chǎn)生嚴(yán)重沖突。

對(duì)于設(shè)置三角島的這類交叉口，當(dāng)只有一條車道指示右轉(zhuǎn)時(shí)，穿越右轉(zhuǎn)車道的行人及非機(jī)動(dòng)車流量并不大、右轉(zhuǎn)車流量不大、緣石半徑比較小、右轉(zhuǎn)的車速較低等條件同時(shí)滿足時(shí)，右轉(zhuǎn)車道才能夠采用非信號(hào)燈的控制方式。此外就應(yīng)設(shè)置信號(hào)燈，如需設(shè)置信號(hào)燈控制右轉(zhuǎn)車輛時(shí)，交叉口設(shè)計(jì)也應(yīng)同時(shí)考慮三角島的面積，至少滿足設(shè)置信號(hào)燈的需求。

3.2 非機(jī)動(dòng)車通行的優(yōu)化方案

基于傳統(tǒng)型非機(jī)動(dòng)車組織通行辦法形成的改善型通行辦法，其適用于較為典型的四相位方式交叉口，所設(shè)置的渠劃島難以滿足非機(jī)動(dòng)車通行需求，采用改善型辦法可以提升非機(jī)動(dòng)車通行的效率，同時(shí)，有效減少了非機(jī)動(dòng)車因?yàn)槎瓮ㄐ卸a(chǎn)生出多余的繞行時(shí)間及距離。要移除燈柱，最大限度地減小交叉口通行的視線干擾；要設(shè)置非機(jī)動(dòng)車專屬左轉(zhuǎn)過街通道，可以通過彩色圖案標(biāo)識(shí)出來；要設(shè)置非機(jī)動(dòng)車專屬信號(hào)燈，可以引導(dǎo)非機(jī)動(dòng)車規(guī)范通行。改善型非機(jī)動(dòng)車通行示例如圖1所示。

圖1 改善型非機(jī)動(dòng)車通行示例

3.3 實(shí)例分析

以較為典型的這種十字型交叉路口為例，如圖2所示，信號(hào)控制管理應(yīng)采用的是兩相位對(duì)稱放行的方式，采用VISSIM軟件對(duì)交叉口的信號(hào)控制進(jìn)行分析，通過采取感應(yīng)控制法開展對(duì)比分析。在此方法中，檢測裝置放置在進(jìn)口的上游離停止線約30 m處，綠燈的時(shí)間選取為4 s，最大綠燈的時(shí)間為8～50 s。

通過實(shí)例可以看出，隨著車流數(shù)量的變化，相位的飽和度隨之發(fā)生著變化，而綠燈的時(shí)間根據(jù)車流數(shù)量的變化進(jìn)行優(yōu)化，會(huì)加快交叉路口行車的速度，能夠有效地縮短交叉路口的平均延誤時(shí)長以及減少平均停車次數(shù)。

圖2 交叉路口車輛運(yùn)行示意圖

4 結(jié)束語

隨著國內(nèi)汽車保有量的不斷遞增，給城市交通帶來了較為巨大的壓力，特別是城市早晚高峰帶來的潮汐交通壓力。在這種環(huán)境下，交叉路口成為了交通壓力集中表現(xiàn)的凸點(diǎn)之一。信號(hào)控制和道路交叉口的設(shè)計(jì)作為有機(jī)的整體部分，要滿足交通和安全等設(shè)計(jì)需求。城市新建的信號(hào)控制交叉口既要考慮到道路交叉口的各類組成元素，又要注重信號(hào)控制設(shè)計(jì)與交叉口設(shè)計(jì)形成統(tǒng)一，爭取得到滿足需求的最優(yōu)方案。應(yīng)利用數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)達(dá)到人車協(xié)同通行的效果，為城市的交通暢行帶去便捷，提升人們的幸福指數(shù)，最終達(dá)到提高國內(nèi)交通管理水平的目的。