信號燈控制交口通行能力淺析

朱琳

摘 要：本文作者通過多年的工作經(jīng)驗，對影響平面交叉口通行能力的因素進行詳細地分析，從而找到提高平面交叉口通行能力的具體措施。以供參考。

關(guān)鍵詞：平面交叉;信號燈;通行能力;交叉口飽和度;服務(wù)區(qū)水平

中圖分類號：U491.54 文獻標識碼：A

0 概述

隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展、城市規(guī)模的日益擴大、機動車的迅猛增多使得城市交通日趨擁擠。日常交通堵塞大部分都是由于平面交叉口的通行能力不足造成的。

針對這種狀況，通過對影響平面交叉口通行能力的因素進行分析，從而找到提高平面交叉口通行能力的具體措施。

在公路及市政交叉中，多數(shù)情況下，兩相控制信號可以達到很高的通行能力，因此在信號分析時它是被推薦的基本形式;然而從安全角度考慮，在信號交叉口中增加相位數(shù)可將一個或多個沖突車流加以分離，當然這樣也將增加信號周期以及各相位間的轉(zhuǎn)換時間（損失時間）。

1 交通量預(yù)測

根據(jù)路段交通量預(yù)測結(jié)果，路段設(shè)計小時交通量按下列計算公式計算：

DDHV=AADT×K×D

式中：DDHV—單向設(shè)計小時交通量（pcu/h）;AADT—年平均日交通量（pcu/h）;K—設(shè)計小時交通量系數(shù)（根據(jù)《可行性研究報告》取0.11）;D—方向不均勻系數(shù)（根據(jù)《可行性研究報告》取0.51）。

經(jīng)過計算，路段高峰小時交通量見下表：

2 通行能力及服務(wù)水平分析

2.1 路段通行能力及服務(wù)水平分析

主要道路為設(shè)計時速80公里/小時的一級公路城鎮(zhèn)段，根據(jù)《公路工程技術(shù)標準》（JTG B01—2014）和《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20—2017），一級公路按二級服務(wù)水平設(shè)計。

一級公路在二級服務(wù)水平下、不同行駛速度狀態(tài)下，一條車道的設(shè)計通行能力如下：

式中：N—單向車道數(shù);DDHV—單向設(shè)計小時交通量（pcu/h）;Cr—路段實際通行能力[pcu/（h.ln）];AADT—預(yù)測的年平均日交通量（pcu/d）;K—設(shè)計小時交通量系數(shù)（根據(jù)《可行性研究報告》取0.11）;D—方向不均勻系數(shù)（根據(jù)《可行性研究報告》取0.51）;fN—車道數(shù)修正系數(shù)（根據(jù)《可行性研究報告》取0.98）;fp—駕駛員總體特征修正系數(shù)（根據(jù)《可行性研究報告》取0.98）;fHV—交通組成修正系數(shù)fHV=1/[1+ΣPi（Ei-1）]，（根據(jù)《可行性研究報告》取0.61）;fj—平面交叉修正系數(shù)，（根據(jù)《可行性研究報告》取0.95）;ff—路側(cè)干擾修正系數(shù)，（根據(jù)《可行性研究報告》取0.97）。

在進行通行能力分析時，各參數(shù)依據(jù)路段實際行駛速度及交通量分別取值。

公路適應(yīng)交通量和最大通行能力的計算方法如下式：

TD=2×N×Cr/（2×D×K）= N×Cr/（D×K）

TM=TD/（V/C）2

（V/C）2—二級服務(wù)水平下基本通行能力與最大通行能力之比，本項目中（V/C）等于0.61。

式中：TD—適應(yīng)交通量;TM—最大通行能力。

經(jīng)計算，在雙向六車道數(shù)情況下，設(shè)計服務(wù)交通量、最大通行能力和到2032年路段擁擠度計算結(jié)果。

2.2 信號燈平交口通行能力及服務(wù)水平分析

為了保證主要道路直行車輛的順暢，對直行車道組在平交口的極限飽和度進行計算。

車道組i高峰小時交通量：Qi=qi/PHF15

1個直行車道的理想通行能力：C=CT×（TG/Tc）

車道組i的實際飽和流率：

Qsi=CT×N×ft×fhv×fw×flu×flt×frt×ffr

車道組i飽和度：Xi=Qi/ Qsi

車道組i中每輛車平均延誤：di=d1+d2

式中：qi—車道組預(yù)測小時交通量，pcu/h;PHF15—15分鐘高峰小時系數(shù)，根據(jù)《公路通行能力手冊》表3-9安徽平原微丘地區(qū)取0.926;CT—1條直行車道的理想飽和流率，根據(jù)《公路通行能力手冊》表10-1，一級公路二級服務(wù)水平取1 200 pcu/h，三級服務(wù)水平取1 600 pcu/h;TG—綠燈時間，s;TC—周期長度，s即相位中兩個連續(xù)綠燈型號開始的時間差;Tg—有效綠燈時間，s;Tl—綠燈時間內(nèi)的損失時間，s，通常直行車道取2.0 s，左轉(zhuǎn)車道取4.0 s，右轉(zhuǎn)和混合車道取3.0 s;TG/Tc—綠信比;Qs—車道組的實際飽和率，pcu/h;N—車道組中的行車道數(shù)量;ft—信號配時修正系數(shù)，ft=Tg/TC=（TG-TL）/TC;fhv—交通組成修正系數(shù)，根據(jù)《可行性研究報告》取0.61;fw—車道寬度修正系數(shù)，fw=1+0.1（W-3.75）;W—1條行車道寬度;flu—車道利用修正系數(shù)，flu =qi/（N×qimax）;flt—左轉(zhuǎn)修正系數(shù);frt—右轉(zhuǎn)修正系數(shù);ffr—橫向干擾修正系數(shù)，根據(jù)《公路通行能力手冊》表10-5，直行車道取0.95;Xi—車道組i的飽和度;d1—交通延誤，s/輛。

d2—幾何延誤，s/輛。

當車道組交通量處于非飽和狀態(tài)：

當車道組交通量處于非飽和狀態(tài)：

Ta—分析時間段，h，通常取為0.25 h;

γ—1.439×（Qs×tg）-0.208

X0—X0=0.67+ Qs×tg/600;

di—車道組i的平均延誤，s/輛;Qi—車道組i的高峰小時流量，輛/h。

經(jīng)計算，直行車輛按預(yù)測交通量75%計，在單向三個直行車道的情況下，G312平交口飽和度及每輛車的平均延誤時間計算結(jié)果見下表。

直行車輛按預(yù)測交通量75%計，在單向4個直行車道和3個直行車道的情況下，平交口飽和度及每輛車的平均延誤時間計算結(jié)果見下表。

直行車輛按預(yù)測交通量75%計，右轉(zhuǎn)車輛按預(yù)測交通量10%計，在單向2個直行車道+1個直右車道的情況下，平交口飽和度及每輛車的平均延誤時間計算結(jié)果見下表。

3個或4個直行車道組在2032年以前可以滿足二級服務(wù)水平的要求，2個直行車道加一個直右車道組在2032年以前可以滿足三級服務(wù)水平。

3 結(jié)論

作為一條一級公路，需要保證直行車輛的通暢性，信號燈交叉口的直行車道數(shù)量不小于路段直行車道數(shù)量才能保證交叉口直行車道組的服務(wù)水平。

參考文獻：

[1]美國交通研究委員會著，任福田，等譯.道路通行能力手冊[M].人民交通出版社，2007.

[2]公路路線設(shè)計規(guī)范：JTG D20-2006[S].