左轉待轉區(qū)在無中央綠化帶的平面交叉口的設計研究

楊欣怡

摘 要：左轉待轉區(qū)作為一種交通渠化的手段，被廣泛運用于交叉口管理治理中，以達到提高交叉口服務水平，減少交通擁堵的目的。為了減少交通沖突，很多情況下左轉待轉區(qū)的設計需考慮中央分隔帶，但是合理的交通設計能夠在一般交叉口利用左轉待轉區(qū)。本文將利用VISSIM軟件對無中央綠化帶的平面十字信號交叉口進行交通仿真，判斷設置左轉待轉區(qū)是否對此類交叉口的交通通行能力的有影響。

關鍵詞：交通仿真;VISSIM;左轉待轉區(qū);信號交叉口

中圖分類號：U412.351 文獻標識碼：A

0 引言

交叉口是城市的重要交通節(jié)點，起著交通的匯集、轉向和疏散的作用。交叉口的交通情況相比路段更為復雜，因此交叉口是城市道路網的咽喉，也是交通擁堵和事故的多發(fā)地。

在交叉口中，左轉交通流是影響交叉口安全和運行效率的一大因素，如何處理好車輛的左轉車流，促使車輛快速安全的駛離交叉口成為了交通管理者和使用者都關心的問題。

現(xiàn)在，左轉待轉區(qū)作為交通渠化方式的一種，在很多地區(qū)的大型平面交叉口都會設置。有些專家提出，左轉待轉區(qū)的設置需要避開對向直行交通[1，5]，但是如果交叉口未設置中央分隔帶，以避免對向直行交通作為設置左轉待轉區(qū)的前提條件并不合適。因此，本文將通過VISSIM軟件對無中央綠化帶交叉口進行合理設計，表明在未有中央分隔帶的交叉口也可設置左轉待轉區(qū)，并對比該交叉口未設置左轉待轉區(qū)的情況下的交通運行狀況，有效的量化評價此類交叉口左轉待轉區(qū)的效率。

1 左轉待轉區(qū)的基本情況

左轉待轉區(qū)設置目的是減少使左轉車輛在交叉口的停留時間，盡快離開交叉口。其主要方法是利用其它方向的信號時間，其中左轉待轉區(qū)的設置條件為：

（1）平面交叉口較大。左轉待轉區(qū)的設置的主要目的就是為了縮小交叉口，分配路權;

（2）平面交叉口設置有專有左轉車道。如果左轉車道如果和直行車道共同設置，可能會導致左轉車輛無法進入左轉待轉區(qū)，則設置左轉待轉區(qū)無意義;

（3）平面交叉口的左轉車輛比例較大。這個并不是設置左轉待轉區(qū)的必要條件，但是交通量較大的時候，左轉待轉區(qū)更能夠引導左轉車輛快速駛離交叉口[2-3]。

左轉待轉區(qū)的形狀為：在平面交叉口內，兩條從左轉專用道車道線延長的白色虛弧線，弧線方向與左轉車輛行駛方向大體一致。一般來說，左轉待轉區(qū)的尺寸設計不合理反而會加重交叉口的擁堵情況，在設置左轉待轉區(qū)時，理論上其長度設置在滿足幾何條件下，長度越長，該車道通行能力越大，但是需要注意兩個問題：

（1）左轉待轉區(qū)設置時不能影響到其他方向車輛的運行，避免造成沖突;

（2）若對向進口道均設置待轉區(qū)，則待轉區(qū)間的距離必須大于最小安全間距[4，5]。

2 VISSIM仿真設計研究

2.1 VISSIM軟件介紹

交通仿真作為一項交通系統(tǒng)實驗分析技術，僅利用計算機就能幫助交通研究人員了解交通運行規(guī)律，實現(xiàn)交通設計、研究交通理論，描述復雜道路交通現(xiàn)象，是一種直觀、方便、靈活、有效的交通分析工具[6]。VISSIM軟件是德國PTV公司開發(fā)銷售的一種用于微觀交通仿真的軟件，現(xiàn)在已經成為交通工程設計、城市規(guī)劃方案等各個交通領域常用的仿真軟件之一。VISSIM之所以能夠在國內被廣泛的運用，主要是因為它的功能比較強大，能夠實現(xiàn)信號控制的分析評價、收費系統(tǒng)的分析匝道控制運營分析等各方面交通信息，其次VISSIM具有良好的二次開發(fā)能力，經過其開放的COM接口，用戶能夠很方便地經過后臺程序達成相應功能[7]。

2.2 交叉口基本情況

本次研究對象是一個十字形交叉口，屬于城市道路系統(tǒng)。在城市擁擠的道路環(huán)境中行駛，駕駛員的駕駛行為區(qū)域謹慎，期望速度偏度，其中小汽車的期望速度分布區(qū)間為45～55公里/小時，大型客車的期望速度分布區(qū)間為40～50公里/小時。該十字交叉口的兩條相交道路為雙向六車道的道路，道路均未設置中央綠化帶，未設置非機動車道和公交專用道，相互之間夾角為九十度，交叉口進口道道路中線向左偏移，形成左轉專用車道。

現(xiàn)狀交叉口四個進口道均有交通流，各個進口道的交通流及車型比例如下：

2.3 交叉口設置左轉待轉區(qū)

2.3.1 交叉口設計

在通常情況下，有中央綠化帶的交叉口設置左轉待轉區(qū)時，左轉待轉區(qū)占用的是中央綠化帶的延長區(qū)域或對向左轉車道的延長區(qū)域，左轉車輛放行信號與車輛直行信號一同設置。但是由于此交叉口沒有中央綠化帶，且由于車道向左渠化，車輛左轉待轉區(qū)將占用對向直行車道的直行位置，因此，對交叉口的信號相位和信號配時應當注意左轉待轉區(qū)和其他車道的沖突問題。其設置左轉待轉區(qū)的形狀如下：

2.3.2 設置左轉待轉區(qū)交叉口信號設計

信號設置需要根據各方向交通和交通沖突關系設置信號相位，本實驗交叉口總共12個轉向，右轉不設置信號控制的前提下，設置4個信號相位。其次計算基本的信號數據，包括信號周期，各相位綠燈時間等。根據Webster公式算出信號周期C=96 s[8]。各相位綠燈時間為：東西直行為20 s，東西左轉為22 s，南北直行為30 s，南北左為12 s。

在交叉口東西向直行放行時，南北向左轉車輛駛入待轉區(qū)，然后南北向左轉放行。南北向左轉放行完畢后，南北向直行車輛放行，此時東西向左轉駛入待轉區(qū)。

對于交叉口的信號控制，左轉車輛行至待轉區(qū)的信號起始時間與直行起始時間一致，終止時間應當比左轉信號時間早一點，換句話說，車輛駛離停車線的綠燈結束時間需比駛離左轉待轉區(qū)的綠燈結束時間得早。其主要是為了車輛不在左轉待轉區(qū)內停留。本實驗這里估計設置為的時間為3 s。各個相位配時如下圖所示。

2.4 結果對比

對未設置左轉待轉區(qū)的交叉口和設置左轉待轉區(qū)后的交叉口進行仿真，運行結果如下表所示。

從這張表上可以看出，設置左轉待轉區(qū)后，交叉口整體車輛的排隊時長度和延誤時間都有所減少，尤其是車輛的延誤時間從原來的53 s降到了48 s，約降8.4%。

實驗結果表明在無中央綠化帶的交叉口也能夠很好地設置左轉待轉區(qū)，并利用左轉待轉區(qū)有效地提高了此交叉口的通行效率，緩解交通擁堵。

3 結語

本文描述了左轉待轉區(qū)的設置形式、設置條件等基本信息，利用VISSIM對無中央綠化帶的交叉口進行交叉口設計和信號配時研究，并通過對比左轉待轉區(qū)設置在大型無中央綠化帶的平面信號交叉口有無情況的仿真結果，分析得出左轉待轉區(qū)對緩解信號交叉口的交通擁堵有一定的作用。

VISSIM軟件作為常用的交通微觀軟件，在交叉口的交通仿真中被頻繁使用。本文僅利用VISSIM進行仿真，其他微觀交通仿真軟件如Synchro、SimTraffic等對左轉待轉區(qū)交叉口的仿真這里就不做過多闡述。

參考文獻：

[1]陳暉.信號交叉口左轉待轉區(qū)的仿真實現(xiàn)及評價[J].交通與運輸（學術版），2012，8（02）：132-134.

[2]李小帥，賈順平，孫海瑞.機動車待行區(qū)設置方法的實證研究[J].交通運輸系統(tǒng)工程與信息，2011，11（S1）：194-200.

[3]陳亦新，賀玉龍，孫小端，等.信號交叉口左彎待轉區(qū)對左轉車道通行能力的影響[J].長安大學學報（自然科學版），2015，35（06）：111-116.

[4]沈家軍，王群，曹志銘.基于微觀特性的左彎待轉區(qū)對交叉口通行能力影響研究[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2016，35（04）：158-162.

[5]蔡曉禹，張介.山地城市平面交叉口左轉待轉區(qū)安全應用研究[A].中國科學技術協(xié)會、交通運輸部、中國工程院.2018世界交通運輸大會論文集[C].中國科學技術協(xié)會、交通運輸部、中國工程院：中國公路學會，2018：12.

[6]任其亮，劉博航.交通仿真[M].北京：人民交通出版社，2013.

[7]唐澤.VISSIM交通仿真模型參數校正技術研究[D].吉林大學，2015.

[8]李淑慶.交通工程導論[M].北京：人民交通出版社，2010.