道路交叉口充分清空與綠信時長最大化利用的信號控制方案優(yōu)化設(shè)計研究

保麗霞 王杉 王秋蘭 危錦麗 蔣建明

關(guān)鍵詞：道路交叉口：信號控制：清空：綠信時長：交通工程

在城市道路交通中，道路交叉口是影響整個路網(wǎng)運行狀況的關(guān)鍵節(jié)點。不合理的道路交叉口交通組織及信號控制模式往往導(dǎo)致交叉口運行效率低下、時空資源浪費，嚴(yán)重時還會造成交通擁堵，乃至影響整個路網(wǎng)的通暢程度。依照公安部下發(fā)的公交管[2020]302號《關(guān)于進一步加強城市道路交通信號控制應(yīng)用工作的指導(dǎo)意見》（簡稱：《指導(dǎo)意見》）精神，為貫徹落實《指導(dǎo)意見》中的相關(guān)要求，切實做到：高峰期以交通流均衡調(diào)控為重點，采用以出量進、緩進快出、限流分流、防止排隊溢出等措施，主動均衡疏解交通壓力，緩解交通流快速聚集造成的擁堵;合理設(shè)置信號相位、相序、信號周期、綠信時長和綠燈間隔，靈活采用搭接相位、遲開早斷等相位設(shè)計方法，使放行方式、時間分配與交通流需求相一致;實施信號控制的交叉口應(yīng)同步優(yōu)化空間渠化設(shè)計，通過調(diào)整進口車道功能、非機動車及行人過街方式和設(shè)置待行區(qū)等措施，因地制宜采取增加車道、設(shè)置可變車道、直右共用車道、分時段禁向等方法，最大程度提高交叉口空間利用率。

通常道路交叉口的信號控制配時方案是固定的，在車流量較大的情況下，不少地方只能依靠執(zhí)勤交警憑借個人經(jīng)驗手動操作交通信號控制機進行配時調(diào)整，這不僅占用警力，也難以充分合理利用交叉口的時空資源，還會時常出現(xiàn)關(guān)聯(lián)節(jié)點間的無規(guī)律超長周期運行狀況，甚至有可能導(dǎo)致上下游交叉口車流量無規(guī)則突變。

可見，在道路交叉口通行資源緊張的條件下，綠信時長的充分利用越發(fā)凸顯關(guān)鍵。與此同時，為避免在相位末期通行車流的相互影響，減少機動車、非機動車和行人之間的沖突干擾，保障交叉口交通安全，相位切換時的交叉口清空也尤為重要。近年來，一些新的道路交叉口設(shè)計模式，如可變導(dǎo)向車道的出現(xiàn)，使得此類問題的解決有了新的思路。

本文以合肥市望江西路一浮山路（楊林路）交叉口和望江西路一楓林路交叉口為案例，以信號控制道路交叉口充分清空與綠信時長最大化利用為原則，采用多種不同的相位組合、相序排列搭接方式和借助可變導(dǎo)向車道的設(shè)置，提出了道路交叉口交通組織與信號控制配時相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計方案。利用道路交叉口高峰時段調(diào)研期間，執(zhí)勤交警手控運行模式狀態(tài)下所收集到的交通流量等數(shù)據(jù)，對方案實施的有效性進行了預(yù)期評價。

1道路交叉口現(xiàn)狀與問題分析

2020年11月至12月，對合肥市望江西路一浮山路（楊林路）交叉口和望江西路一楓林路交叉口進行了早（07：40～09：00）、晚（17：00-18：40）高峰時段的實地調(diào)研，重點調(diào)查了車流分布、備方向的交通擁堵狀況和綠燈信號空放等情況，調(diào)研結(jié)果如下。

1.1望江西路一浮山路（楊林路）交叉口

1.1.1交叉口概況

信號燈設(shè)置：東、西、南、北四個方向均為三組信號燈，分別為左轉(zhuǎn)箭頭燈、滿屏燈、右轉(zhuǎn)箭頭燈（常綠）。

車道設(shè)置：東西方向為主干路望江西路，路段為雙向八車道，交叉口車道展寬至五進四出;南側(cè)浮山路路段雙向四車道，交叉口車道展寬至三進二出;北側(cè)浮山路（楊林路）為狹長支路，雙向二車道，未展寬。該交叉口南、北兩側(cè)銜接道路等級差較大。備方向車道等級及渠化見表1、圖1、圖2、圖3、圖4。

周邊相關(guān)交叉口及路段：該交叉口東側(cè)為望江西路一楓林路交叉口，路段長度約965米;西側(cè)為望江西路一永和路交叉口，路段長度約560米;南側(cè)為浮山路一華佗巷交叉口，路段長度約334米;北側(cè)為浮山路（浮山路）一金勝路交叉口，路段長度約285米，約在175米處為合肥常春藤實驗學(xué)校大門。見圖5。

早、晚高峰時段機動車流分布：備方向車流量數(shù)據(jù)及對比見表2。

早晚高峰，東西對向直行車流量呈非對稱且潮汐現(xiàn)象極為嚴(yán)重，東西對向左轉(zhuǎn)車流均呈現(xiàn)西多東少的狀態(tài)。早高峰時段，由東向西直行以及由東向北右轉(zhuǎn)車流量大，直行車流最大排隊長度達(dá)500米以上，綠燈結(jié)束時平均滯留車隊長度為60～80米;由西向東直行車流不足由東向西直行車流的二分之一，常出現(xiàn)6～10秒左右的綠信時長浪費，交警手控時浪費時間更多。晚高峰時段，東西對向直行車流量與早高峰正好相反，由西向東直行車流量最大排隊長度達(dá)500米以上，東西對向左轉(zhuǎn)車流量與早高峰情況基本一致。北側(cè)進口車流量較大，且主要以北向東左轉(zhuǎn)車流為主，最大排隊長度達(dá)240米以上，高峰期綠燈結(jié)束時的平均滯留車隊長度為60米左右。該交叉口衛(wèi)星圖見圖6。

非機動車與行人：早高峰時段由東向西直行較大，晚高峰時段由西向東直行較大，東、西側(cè)左轉(zhuǎn)非機動車隨同方向左轉(zhuǎn)機動車對向放行相位放行，該交叉口行人較少。

途經(jīng)公交車：途經(jīng)該交叉口的公交線路共4條（102、651、66.5和B2），備條公交車線路的發(fā)車間隔時間如下：102和B2路為4～10分鐘/班，651和655路為8～20分鐘/班，651和665路高峰區(qū)間車為15分鐘/班，現(xiàn)狀公交專用道利用率較低。

1.1.2現(xiàn)狀信號控制方案

圖7望江西路一浮山路（楊林路）交叉口早高峰信號控制現(xiàn)狀方案

注：圖7、圖8配時圖中未標(biāo)明燈組編號的表示不受控的右轉(zhuǎn)常綠箭頭燈信號，SE相位中的北側(cè)燈組6是按實際路面渠化繪制的相位圖。配時數(shù)據(jù)是在早、晚高峰時段車流未達(dá)到最高峰前，即現(xiàn)場執(zhí)勤交警還未進行手控時的實測配時。此外，根據(jù)用戶提供的主干道望江西路的配時數(shù)據(jù)，整個路段的信號控制周期均不相等，該路段的各主要交叉口早、晚時段經(jīng)常會有現(xiàn)場執(zhí)勤交警手控信號機，尤其是與浮山路交叉口東側(cè)相鄰的楓林路交叉口，基本是每天高峰全時段手控。

1.1.3問題分析

早高峰時段道路及交叉口運行存在的問題：

（1）東西主干道早、晚高峰期時段直行車輛潮汐現(xiàn)象非常嚴(yán)重，東西方向的左轉(zhuǎn)車流量不隨東西方向直行車流量同比變化，東西側(cè)左轉(zhuǎn)車流量變化也不大，西側(cè)左轉(zhuǎn)車流總是大于東側(cè)左轉(zhuǎn)車流，車流分布極不對稱;南、北兩側(cè)道路條件差異巨大，北側(cè)進、出壓力非常大，早、晚高峰車流量變化不大。

（2）早高峰時段由東向南左轉(zhuǎn)車流和晚高峰時段由西向北左轉(zhuǎn)車流較少，而左轉(zhuǎn)非機動車的放行模式是隨同機動車左轉(zhuǎn)對放信號D相位（階段）放行，在早高峰時段B相位和晚高峰時段C相位時，所對應(yīng)的左轉(zhuǎn)車輛信號多數(shù)時間處于空放，進入左轉(zhuǎn)對放D相位時，也只是一側(cè)有左轉(zhuǎn)車輛，而另一側(cè)完全處于空置狀態(tài)。

（3）由于道路交叉口所有右轉(zhuǎn)方向都設(shè)置了常綠右轉(zhuǎn)箭頭信號燈，在南、北方向綠燈信號放行時，因北側(cè)出口道瓶頸，導(dǎo)致南向北直行車輛受東向北右轉(zhuǎn)車輛影響非常大，經(jīng)常使D相位的南向北直行車輛滯留在交叉口中。當(dāng)切換至A相位，東向西直行信號變?yōu)榫G燈后，直接阻礙了東向西機動車正常駛?cè)氩⑼ㄟ^交叉口，受影響時間持續(xù)12秒以上，場景見圖9。

1.2望江西路一楓林路交叉口

1.2.1交叉口概況

信號燈配置：東、西、南、北四個方向均為三組信號燈，分別為左轉(zhuǎn)箭頭燈、直行箭頭燈、右轉(zhuǎn)箭頭燈（常綠）、行人信號燈（無二次過街），無非機動車信號燈。

車道設(shè)置：東、西方向望江西路車道設(shè)置與望江西路一浮山路交叉口東西向相同;楓林路為雙向四車道，交叉口南側(cè)路段為雙向四車道，進口道展寬為四進二出，車行道渠化為左轉(zhuǎn)、左直、直行、右轉(zhuǎn)車道備一股;交叉口北側(cè)路段為雙向四車道，進口道展寬為四進二出，車行道渠化為左轉(zhuǎn)、直行、直右、右轉(zhuǎn)車道備一股，各方向車道等級及渠化見表3。

機動車車流分布：該交叉口潮汐現(xiàn)象非常嚴(yán)重，主流向車流潮汐車流比約為1：3，早、晚高峰各個往來方向車流量形成非常明顯的反轉(zhuǎn)態(tài)勢。早高峰東向西紅燈相位車流排隊經(jīng)常至上游交叉口西出口處，晚高峰西向東紅燈相位車流排隊長度經(jīng)常達(dá)500米以上（繞城高速高架橋下方），東西方向左轉(zhuǎn)車輛完全不對等，西側(cè)西向北左轉(zhuǎn)車流與北側(cè)北向西右轉(zhuǎn)車流形成非常明顯的早、晚高峰往來潮汐車流，而東側(cè)東向南左轉(zhuǎn)車流全天都非常少。南、北兩側(cè)車流早高峰紅燈相位排隊長度達(dá)300米左右，晚高峰紅燈相位隊長度達(dá)200米以上;南側(cè)早、晚高峰均以左轉(zhuǎn)車流居多，而南向東右轉(zhuǎn)車輛極少;北側(cè)早高峰以右轉(zhuǎn)車流居多，晚高峰相對均等，備方向車流量數(shù)據(jù)及早、晚高峰車流數(shù)據(jù)對比見表4。

非機動車與行人：早高峰時段由東向西直行非機動車流量較大，晚高峰時段由西向東直行和由西向北左轉(zhuǎn)非機動車流量較大，所有方向左轉(zhuǎn)非機動車隨同方向左轉(zhuǎn)機動車在對向放相位時放行，該交叉口行人較少。

途經(jīng)公交車：途經(jīng)該交叉口的公交車同望江西路一浮山路（楊林路）交叉口，現(xiàn)狀公交專用道利用率較低。

該交叉口信號控制方案為直行與左轉(zhuǎn)車輛分相控制+單邊放行控制模式，存在車道渠化與信號控制模式不匹配的問題。右轉(zhuǎn)方向均設(shè)置了常綠不受控右轉(zhuǎn)箭頭信號燈，與規(guī)范不符，配時數(shù)據(jù)來源為用戶提供。見圖11、圖12、圖13。

1.2.3問題分析

早高峰時段道路及交叉口運行存在的問題：

（1）早高峰時段：東向西直行和東向北右轉(zhuǎn)車流量較大，擁堵嚴(yán)重時，最大排隊長度可達(dá)上游交叉口出口道附近（約400米）。西向東直行車流量相對偏少，平均最大排隊長度為50～60米，直行車輛綠燈啟亮后平均約38～40秒可放空;西向北左轉(zhuǎn)車流量遠(yuǎn)多于東向南左轉(zhuǎn)車流，西進口道一股左轉(zhuǎn)車道，其平均最大排隊長度經(jīng)常接近直行車道的兩倍，通常依靠現(xiàn)場執(zhí)勤交警人為引導(dǎo)一部分左轉(zhuǎn)車輛駛?cè)胫毙熊嚨啦庞锌赡芊磐辍|側(cè)東向西左轉(zhuǎn)車流極少，且隨同東側(cè)東向西直行和西向北左轉(zhuǎn)兩個相位綠燈信號，車道基本上處于空置狀態(tài)（每個周期只有2～3輛車）。北側(cè)北向南直行車流量略大于南側(cè)南向北直行車流量，而北側(cè)北向東左轉(zhuǎn)車流量只有南側(cè)南向西左轉(zhuǎn)車流量的約四分之一。南進口右轉(zhuǎn)車流量極少，絕大多數(shù)時間車道處于空置狀態(tài)。見圖14、圖15。

（2）晚高峰時段：西進口車流量非常大，最大排隊長度達(dá)500米以上;東向西直行車流量相對偏少，平均最大排隊長度為50～60米，直行車輛綠燈啟亮后平均約40秒可放空，東向南左轉(zhuǎn)車輛及少;南、北進口道車流量略低于早高峰時段，北向東左轉(zhuǎn)車流量較早高峰增加一倍，北向西右轉(zhuǎn)車流量大幅減少，南向東右轉(zhuǎn)車流量極少。

（3）右轉(zhuǎn)機動車與非機動車：早高峰時段東向西方向、晚高峰時段西向東方向有大量等待放行的非機動車，由于機動車右轉(zhuǎn)信號常綠，非機動車通行時，會受到右轉(zhuǎn)機動車嚴(yán)重影響，靠執(zhí)勤交警人工指揮疏導(dǎo)才能正常通過。

（4）早、晚高峰時段需執(zhí)勤交警手動控制交通信號，手控運行周期基本在300秒以上，最長接近500秒，因受手控影響，東、西主干道無法與上、下游交叉口協(xié)調(diào)。

（5）受左轉(zhuǎn)非機動車隨同機動車對向左轉(zhuǎn)相位放行模式限制，配時方案無法做到根據(jù)各方向車流的多少進行最合理的相位組合和相序優(yōu)化。

2交通組織優(yōu)化及信號控制燈具配置建議

2.1望江西路一浮山路（楊林路）交叉口

（1）取消左轉(zhuǎn)機動車待轉(zhuǎn)區(qū)，由此導(dǎo)致的左轉(zhuǎn)機動車損失時間可通過調(diào)整綠燈間隔時間（減少全紅時間）彌補，增設(shè)西向東直行與北向東左轉(zhuǎn)合流和東向西直行與南向西左轉(zhuǎn)合流導(dǎo)流線，同時在交叉口東西兩側(cè)中心綠化隔離帶設(shè)置“車輛合流注意避讓”警示標(biāo)志，有條件可設(shè)置隨信號相位變化的電子可變警示標(biāo)志。

（2）東、西方向從交叉口出口至路段100米處，允許社會機動車輛借用公交專用道完成并道，彌補西向東直行與北向東左轉(zhuǎn)和東向西直行與南向西左轉(zhuǎn)合流相位運行時存在的出口瓶頸。

（3）由于北進口北向南直行車流很少，為減少南、北對向混合放行相位的沖突點，即北側(cè)北向南直行車輛對南側(cè)南向西左轉(zhuǎn)車輛的沖突產(chǎn)生的相互干擾，建議晚高峰時段北進口車輛禁止直行，欲北向南行駛的車輛可右轉(zhuǎn)至交叉口西側(cè)路段掉頭，同時應(yīng)增設(shè)北進口車道晚高峰時段（17：00-19：00）禁止直行車輛通行標(biāo)志牌，便于增設(shè)晚高峰時段相位F。

（4）南進口信號燈配置不變，在早高峰時段對南進口左轉(zhuǎn)（箭頭）、直行（滿屏）車輛實施分相燈控，右轉(zhuǎn)（箭頭）信號燈黑燈、晚高峰時段對直左（滿屏）、右轉(zhuǎn)（箭頭）車輛實施分相燈控，即早高峰時段左轉(zhuǎn)（箭頭）信號燈黑燈，其余時段左轉(zhuǎn)箭頭燈與右轉(zhuǎn)箭頭燈均為黑燈狀態(tài)，即只有有限通行權(quán)。

（5）早、晚高峰時段對東進口右轉(zhuǎn)車輛實施燈控，即在有南向北直行和西向東左轉(zhuǎn)車流放行（有通行權(quán)時）情況下，給東向北右轉(zhuǎn)車輛紅燈信號，且該紅燈信號應(yīng)在南向北綠燈信號結(jié)束后至少9秒結(jié)束，其余時段黑燈（具體控制方案見圖18、圖19）。

（6）增設(shè)一組東向西非機動車信號燈，該非機動車綠燈信號應(yīng)滯后東向西直行機動車綠燈信號3-6秒點亮，確保南向北過停車線車輛能夠完全清空。

（7）取消或關(guān)閉所有非受控右轉(zhuǎn)常綠信號燈。見圖16。

2.2望江西路一楓林路交叉口

（1）西進口內(nèi)側(cè)第二股車道設(shè)置為可變導(dǎo)向車道，并在相應(yīng)位置增設(shè)電子可變車道引導(dǎo)標(biāo)志。早高峰及上午時段為左轉(zhuǎn)車道，其它時段為直行車道，以此平衡直行車輛與左轉(zhuǎn)車輛排隊長度。

（2）南進口內(nèi)側(cè)第二股車道設(shè)置為可變導(dǎo)向車道，并在相應(yīng)位置增設(shè)電子可變車道引導(dǎo)標(biāo)志。早高峰及上午時段為直行車道，下午及晚高峰時段為左轉(zhuǎn)車道，以解決直行、左轉(zhuǎn)分向放行時不能充分利用空間資源的問題。

（3）東西方向從交叉口出口至路段100米處，允許社會機動車輛借用公交專用道完成并道，彌補東、向西直行與南向西左轉(zhuǎn)合流相位放行時存在的出口瓶頸，并提高公交專用道利用率。

（4）取消左轉(zhuǎn)車輛待轉(zhuǎn)區(qū)，由此導(dǎo)致的左轉(zhuǎn)機動車輛損失時間可通過調(diào)整綠燈間隔（全紅）時間彌補，同時分別增設(shè)東向西直行與南向西左轉(zhuǎn)合流線和南向北直行與西向北左轉(zhuǎn)合流導(dǎo)流線，在交叉口西側(cè)中心綠化隔離帶頭處和交叉口北出口路邊緣處設(shè)置“車輛合流注意避讓”警示標(biāo)志，有條件可設(shè)置隨信號相位變化的電子可變警示標(biāo)志。

（5）早、晚高峰時段對東進口右轉(zhuǎn)車輛和晚高峰時段南進口南向東車輛實施燈控（具體控制方案見圖20、圖21），其余時段黑燈。

（6）取消或關(guān)閉所有非受控右轉(zhuǎn)常綠信號燈。見圖17。

3信號控制配時方案優(yōu)化

受左轉(zhuǎn)非機動車放行模式限制，配時方案無法根據(jù)備方向車流的多少做到最合理的相位組合與相序優(yōu)化，但可通過增設(shè)可變車道和較為特殊的相位（車流方向）組合等手段，在同等周期時長情況下，最大限度的將部分相位因空放而浪費的時間分配給車流較大的方向。此外，當(dāng)前望江西路各主要交叉口，在早、晚高峰時段多由執(zhí)勤交警使用人工手動控制信號，導(dǎo)致備交叉口控制周期在300秒上、下無規(guī)則變化，有時控制周期甚至達(dá)到500秒以上的時長，造成到達(dá)各交叉口的車流量也成無規(guī)律波動狀況。

3.1交叉口充分清空——望江西路一浮山路（楊林路）交叉口

望江西路—浮山路（楊林路）交叉口高峰時段相位組合及配時方案，見圖18、圖19。相位組合圖中綠色為綠燈信號（有通行權(quán)），黑色為黑燈信號（有限通行權(quán)），不出現(xiàn)表示紅燈信號。

相位運行順序：早高峰相位運行順序：A-B-D-E、晚高峰A-C-D-E-F。

望江西路—浮山路（楊林路）交叉口早、晚高峰時段配時說明：

（1）信號燈組配置見圖16望江西路一浮山路（楊林路）交叉口渠化、燈組配置整改示意圖。

（2）取消原早高峰方案中東向西單邊放行相位，更改為東向西直行與南向西合流組合相位B。

（3）在相位D結(jié)束，進入相位E時，燈組綠燈信號啟動時序要求：燈組6綠燈（北側(cè)進口機動車）滿屏燈信號應(yīng)晚于南側(cè)綠燈（南側(cè)進口機動車）滿屏燈信號6秒啟動。

（4）在相位E結(jié)束，進入相位A時，燈組綠燈信號啟動時序要求：燈組12黑燈（東向北右轉(zhuǎn)）箭頭信號和燈組14（東向西直行非機動車）綠燈信號應(yīng)晚于燈組l、2綠燈（東西方向直行）滿屏燈信號6秒啟動。其目的是確保南向北直行車輛得到徹底清空。

（5）為消除該交叉口北側(cè)出口瓶頸，在運行相位D、E時，燈組12（東向北右轉(zhuǎn)車輛）應(yīng)為紅燈信號，其目的是為了能盡可能的縮短相位D中西向北左轉(zhuǎn)車流所占用的綠燈時間和相位E南向北直行車輛能夠順暢通過并駛出交叉口。

（6）晚高峰時段是在現(xiàn)狀方案的基礎(chǔ)上增加了相位F，即來自西向東直行車輛和北向東左轉(zhuǎn)車輛的兩個不同方向車流進入同一出口的合流相位，目的是給西向東直行車流和北向東左轉(zhuǎn)車流分配更多的放行時間，以達(dá)到緩解晚高峰來自這兩個方向的車流壓力。在運行相位F時，燈組13（南側(cè)南向東右轉(zhuǎn)）必須為紅燈信號。

（7）為消除運行相位B時交叉口西出口車道瓶頸，和運行相位F時交叉口東出口車道瓶頸，應(yīng)允許東、西直行外側(cè)車輛借用公交專用道先駛出交叉口，隨后在適當(dāng)?shù)穆范伍L度（建議100米）內(nèi)完成變道駛離公交專用道。

（8）該交叉口非高峰時段使用A-D-E三相位控制。

3.2綠信時長最大化利用——望江西路一楓林路交叉口

望江西路一楓林路交叉口高峰時段相位組合及配時方案，見圖20、圖21。相位組合圖中綠色為綠燈信號（有通行權(quán)），藍(lán)色表示可變車道標(biāo)志，黑色為黑燈信號（有限通行權(quán)），不出現(xiàn)表示紅燈信號（無通行權(quán)）。

望江西路一楓林路交叉口早高峰時段配時說明：

（1）早高峰相位運行順序：A-C-D-E-F-G。

（2）西進口可變車道轉(zhuǎn)換成西向北左轉(zhuǎn)車道，西向東直行車道變成2條，因此需要適當(dāng)延長東西對放相位綠信時長，西進口道左轉(zhuǎn)放行綠信時間可相應(yīng)減少。

（3）取消原配時方案中南側(cè)直行加左轉(zhuǎn)的單邊放行相位，南進口可變車道轉(zhuǎn)換為直行車道，即南側(cè)直行為2股車道，使南向北直行車流與北向南直行車流比在時空分配上基本處于平衡，在運行南北直行對放相位E時，東側(cè)進口右轉(zhuǎn)須亮紅燈信號。

（4）取消原配時方案中東側(cè)直行加左轉(zhuǎn)的單邊放行相位，增加?xùn)|側(cè)直行加南側(cè)左轉(zhuǎn)相位G。將現(xiàn)狀方案中東側(cè)直行加左轉(zhuǎn)的單邊放行相位，被東向西左轉(zhuǎn)車輛占用的時間分配給南側(cè)南向西左轉(zhuǎn)車輛，既減少了時空資源浪費，又彌補了因上面取消南出口單邊放行相位導(dǎo)致的南向西左轉(zhuǎn)綠信時長的減少問題，在運行東側(cè)直行加南側(cè)左轉(zhuǎn)相位G時，北側(cè)進口右轉(zhuǎn)須亮紅燈信號。

望江西路一楓林路交叉口晚高峰時段配時說明：

（1）晚高峰相位運行順序：A-B-C-D-E-F。

（2）晚高峰西進口直行車輛成為該交叉口最大車流，可變車道轉(zhuǎn)換成西向東直行車道，即西向東直行3股車道，西向北左轉(zhuǎn)1股車道。

（3）南進口可變車道轉(zhuǎn)換成左轉(zhuǎn)車道，即南向北直行1股車道，南向西左轉(zhuǎn)2股車道，使南側(cè)南向西左轉(zhuǎn)車流量與北側(cè)北向東左轉(zhuǎn)車流量的時空分配基本平衡。

（4）晚高峰方案中增加西向北左轉(zhuǎn)加南向北直行合流相位D，以彌補這兩個車流方向因車道減少造成的配時時長不足，在運行該相位時，東側(cè)進口右轉(zhuǎn)須亮紅燈信號。

該交叉口非高峰時段使用A-C-E-F四相位控制，西側(cè)可變車道設(shè)置為直行車道，南側(cè)可變車道可根據(jù)車流變化酌情設(shè)置。

該交叉口建議信號燈組配置見圖17。

3.3輔助配套整改建議

建議望江西路全路段早、晚高峰時段統(tǒng)一信號控制周期時長，信號控制周期時長在用戶提供的原有方案基礎(chǔ)上，統(tǒng)一調(diào)整至240秒，并針對潮汐主要交通流向，實施單向協(xié)調(diào)控制。與此同時，可酌情參照對應(yīng)的高峰方案，同步增加過渡方案，過渡方案配時周期時長建議使用180秒或210秒。嚴(yán)格禁止執(zhí)勤交警使用手動控制模式，避免因手動控制造成上下游交叉口之間車流量的不協(xié)調(diào)以及隨機性大幅波動產(chǎn)生的不良后果。

4效果對比

4.1效果對比方法

將早、晚高峰各個方向車流數(shù)據(jù)，假設(shè)統(tǒng)計車流全部通過交叉口，結(jié)合整改建議前后配時方案給出的綠燈信號時長，計算通過交叉口車輛的車頭時距值。將車頭時距進行比對，并參照以下經(jīng)驗值，評判信號控制方案和配時參數(shù)合理性的依據(jù)：

（1）分相位控制放行模式：直行1.8～2秒、左轉(zhuǎn)2～2.2秒為合理狀態(tài)。

（2）混合雙車道（直帶左+直帶右）放行模式：2.2～2.6秒，甚至更高（視左、右轉(zhuǎn)彎車輛的占比情況）為合理狀態(tài)。

（3）左、直、右獨立車道混合對向放行模式：2.6～3.2秒為合理狀態(tài)。

（4）一側(cè)為單車道、對向為多車道混合放行模式：2.2～3.2秒為合理狀態(tài)（如楊林路與浮山路）。

（5）小于下限值為無效配時數(shù)據(jù)，即該配時時長內(nèi)無法全部通過給定的車流量。

（6）大于上限值2096為綠信時長略有浪費，大于上限值5096為綠信時長有較大浪費，大于上限值10096為綠信時長嚴(yán)重浪費。

為便于對優(yōu)化設(shè)計方案與現(xiàn)狀方案分別計算出車頭時距值的合理性，用更為直觀的不同顏色表示：紅色表示無效配時數(shù)據(jù)、綠色表示取值合理、黃色表示綠信時長略有浪費、橙色表示綠信時長較多浪費，藍(lán)色表示綠信時長嚴(yán)重浪費。

4.2望江西路一浮山路（楊林路）交叉口

望江西路一浮山路（楊林路））交叉口早高峰優(yōu)化設(shè)計方案與現(xiàn)狀方案數(shù)據(jù)對比見表5。

望江西路一浮山路（楊林路）交叉口晚高峰優(yōu)化設(shè)計方案與現(xiàn)狀方案數(shù)據(jù)對比見表6。

4.3望江西路一楓林路交叉口

望江西路一楓林路交叉口早高峰優(yōu)化設(shè)計方案與現(xiàn)狀方案數(shù)據(jù)對比見表7。

望江西路一楓林路交叉口晚高峰優(yōu)化設(shè)計方案與現(xiàn)狀方案數(shù)據(jù)對比見表8。

4.4結(jié)論

根據(jù)表5、表6、表7、表8這四組建議信號控制優(yōu)化設(shè)計方案與現(xiàn)狀信號控制方案的數(shù)據(jù)比對，以信號控制周期時長、對應(yīng)相位車流量、車道數(shù)、配時時長，推算出的車頭時距值，可明確得出以下結(jié)論：

（1）現(xiàn)狀方案中，主車流方向均有不同程度的配時時長不足，甚至有部分?jǐn)?shù)據(jù)呈現(xiàn)嚴(yán)重配時不足，唯有望江西路一楓林路交叉口東、西直行車流配時處于合理值范圍，但南、北方向滯堵嚴(yán)重，同時車流量較少的方向均有不同程度的時間浪費，當(dāng)進入高峰時段后，現(xiàn)狀方案均無法滿足實際交通需求，導(dǎo)致早、晚高峰只能靠執(zhí)勤交警被動采用人工手控模式緩解早、晚高峰的交通壓力。

（2）優(yōu)化設(shè)計方案中，主車流方向，除望江西路一楓林路交叉口晚高峰方案西側(cè)西向北左轉(zhuǎn)方向車流配時時長略顯不足外，其它方向車流配時不同程度地得到了充分改善，配時時長浪費的情況大幅減少，車流量與配時時長基本達(dá)到了全面均衡。

（3）對于優(yōu)化設(shè)計方案中望江西路一楓林路交叉口晚高峰西側(cè)西向北左轉(zhuǎn)方向車流配時時長略顯不足的問題，可由現(xiàn)場執(zhí)勤交警酌情引導(dǎo)西向北左轉(zhuǎn)車流適當(dāng)借用直行車道可得以解決。

必須指出的是，本優(yōu)化設(shè)計方案提出的早、晚高峰交通信號控制配時整改建議并未考慮望江西路一楓林路交叉口右轉(zhuǎn)車專用車道的功能調(diào)整，如將右轉(zhuǎn)專用車道變更為直右車道，則需重新進行優(yōu)化設(shè)計方案設(shè)計，在未來的研究整改中可對此加以考慮。

5結(jié)語

本方案優(yōu)化設(shè)計研究，著重從信號控制道路交叉口充分清空與綠信時長最大化利用的原則出發(fā)，以合肥市兩個道路交叉口為例，在相位的組合方式與相序搭接排序上大膽創(chuàng)新，同時借助可變導(dǎo)向車道的設(shè)置，對交叉口交通組織與信號控制配時的優(yōu)化設(shè)計方案提出了多舉并進的緩堵治堵新思路，并以實地調(diào)研采集到的車流量等交通數(shù)據(jù)為依據(jù)，論證了優(yōu)化設(shè)計方案的有效性。筆者認(rèn)為，在當(dāng)前各地城市潮汐交通現(xiàn)象突顯且交通流向不均衡的背景下，深化推進城市道路交通組織管理與信號控制相結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計工作，將是緩解城市道路交通擁堵問題行之有效的必要手段，兩者的完美結(jié)合與應(yīng)用兼具技術(shù)與藝術(shù)的雙重屬性。正如美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)（里諾）終身教授田宗忠所指出：“信號配時很大成分是‘藝術(shù)，而非純科學(xué)或工程”。可見信號控制配時優(yōu)化設(shè)計是“具有藝術(shù)性的交通緩堵治堵良方”。本研究成果可為其它各方向車流量不均衡的道路交叉口交通信號控制配時優(yōu)化設(shè)計改造提供借鑒參考。