平面信號交叉口交通組織優化設計

紀　英（山東交通學院,濟南　250023）

平面信號交叉口交通組織優化設計

紀英
（山東交通學院,濟南250023）

隨著機動車數量的逐年增多，城市交通擁堵狀況也越來越嚴重，而擁堵的產生主要是在交叉口，因此，對交叉口的組織優化是緩解城市擁堵狀況的關鍵。解決城市交通問題的途徑主要有硬件和軟件兩個方面，硬件方面是指加快基礎道路設施規劃建設，健全城市道路網體系；軟件方面是指采用先進的科學技術，對城市交通進行現代化的管理和控制，提高現有道路的通行能力。但由于硬件方面受到道路建設資金和城市土地空間的限制，光靠加強硬件方面來解決城市交通問題成本太高，因此交通管理與控制越來越得到人們的重視。本文以濟南市某信號交叉口為例研究交叉口交通組織優化設計方法。

信號交叉口;道路渠化;信號配時;交通組織

1　信號交叉口擁堵現狀及成因分析

1.1 信號交叉口的地理位置及其幾何特征

該交叉口的類型屬于主路與主路相交的平面十字形信號控制交叉口，該交叉口的具體特征如圖1所示：

1.2擁堵現狀及成因分析

本文隨機選取工作日期間的一個高峰小時，調查得出的交通流量情況如下表所示：

東進口　西進口　南進口　北進口左轉直行右轉左轉直行右轉左轉直行右轉左轉直行右轉機動車交通量（輛/h）　105 　289　178 　169 297 299 　283 　633　119 155 878 155非機動車交通量（輛/h）296 1025 　682 　291 840 404 　318 　1097 　66　102 933 406

根據信號交叉口通行能力計算方法，該交叉口的通行能力是3960輛/h，該交叉口的機動車交通量是3560輛/h，接近于該交叉口的通行能力；而該交叉口的非機動車交通量是8197輛/h，遠遠超過《城市道路交通規劃設計規范》中的流量標準5000輛/小時?？傮w來說，該交叉口高峰小時內交通流處于飽和狀態，產生比較嚴重的擁堵現象。

經調查分析，該交叉口產生交通擁堵的主要原因有以下幾個方面：

（1）該交叉口臨近比較繁華的商業中心，隨著社會經濟的增長機動車產生交通需求也飛速增長，因此，產生大量的交通量。

（2）由于該交叉口附近存在大量的老式建筑，屬于老城區地段，附近道路硬件設施較難改造，而該交叉口各進口道道路寬度明顯不能適應日益增加的交通量的需求，一次性不停車通過該交叉口的概率很小。道路交通設施的供給不能滿足日益增長的交通需求，因此，該交叉口的擁堵狀況日趨嚴重。

（3）交通組織管理措施不合理。交叉口渠化不合理，在長時間的道路路面及周圍設施改建的影響下，常用的交通標志、標線沒有得到及時的維護，有些以遭到不同程度的破壞。最近幾年城市機動車數量迅猛增長從而導致以前的交通統計數據可靠性下降，另外，近期的濟南市城市規劃導致了交通量在各路段上的分布產生變化，因此信號配時有必要進一步優化。

2　信號交叉口交通組織優化設計

2.1交叉口渠化設計

根據設計交通流量計算，南北方向機動車道數應是雙向8車道，東西方向機動車道數應是雙向6，目前的情況是南北雙向6車道、東西雙向4車道。因此，交叉口渠化時每個方向上應增加一條車道。由于目前各個方向上的非機動車流量比較大，所以拓寬各個方向上的非機動車道。交叉口渠化示意圖如圖2所示。

2.2 信號配時優化

該交叉口目前的信號控制屬于單點定時控制，信號相位示意圖如圖3所示：

相位1：南、北進口機動車道直行車放行，由于采用的是空間分離放行方法，所以南、北進口非機動車道直行車也放行。

相位2：由于南進口直行和左轉的機動車均比北進口同方向的數量多，因此，適當延長南進口左轉和直行機動車的放行時間。

相位3：南、北進口左轉機動車進入放行狀態。

相位4：東、西方向直行機動車進入放行狀態，同方向直行的非機動車也被放行。

相位5：西進口直行機動車交通量相對較多，因此綠燈時間相應延長。西進口左轉機動車交通量提前進入放行狀態。

相位6：由于西進口交通流量較大，繼續放行西進口左轉機動車一段時間。

經調查相位1的時長為1分05秒，相位2時長為10秒，相位3時長為35秒，相位4時長為45秒，相位5時長為23秒，相位6時長為10秒。綠燈向紅燈轉換過程中，黃燈時長為3秒；全紅時間為2秒。有效綠燈時間為：3分8秒。

目前該信號交叉口的配時方案不合理，原因是信號周期太長，各個相位有效綠燈時間分配不合理，致使該交叉口的延誤大大增加，降低該交叉口的服務水平。

利用調查得到的流量數據對該信號交叉口重新進行配時，信號配時參數計算如下：

（1）總損失時間為：

（2）計算最佳周期：

信號周期通常取5的整數倍，最佳信號周期為140秒。

（3）計算各相位綠燈時長：

可得該路口的信號配時方案如圖4：

結合實際路網情況，每個相位結束后分配3-5秒黃燈時間。

3　結論

本文較為全面的分析了信號交叉口的擁堵成因，從而為優化方案的提出給出了明確的方向。從交通組織優化的角度，對信號信號交叉口從放行方法、渠化和信號設計三個方面進行研究，從而為該交叉口的組織優化提供了一些科學、全面、實用的方法。

[1]李美玲.信號交叉口交通組織優化方法研究[J].北京工業大學碩士學位論文，2004.

[2]陸化普編著.城市交通現代化管理[M].北京:人民交通出版社，1999.

[3]伍建國.平面交叉口控制策略及仿真系統研究[J].西安公路交通大學碩士論文，2000.

[4]城市道路交通規劃設計規范[M].GB50220-95.北京:中國建筑工業出版社，2003(11).

[5]徐吉謙.交通工程總論[M].北京:人民交通出版社,2000.

[6]交通工程研究會編，劉春華，劉璨譯.平面交叉口的規劃與設計[M].北京:中國建筑工業出版社，1988(05).

[7]翟忠民.道路交通組織優化[M].北京:人民交通出版社，2004(06).

[8]馬建明等.信號交叉口交通組織優化設計[J]。北京工業大學學報，2001(02).

[9]彭力，李旭宏，陳大偉.城市道路交叉口交通治理措施[J].河南科技大學學報，2004(08).

[10] U.S. Department of Transpotation.Manual on Uniform Traffic Control Devices(MUTCD),December 2000.

[11]KevinN. Balke, ConradL. Dudek, Thomas Urbanik. Development and evaluate-on of an Intelligent Bus Priority Concept. Transpor tation Research Board.Marc-h 27,2000.P25.

[12]S.Teply,L.Fu.Vehicular,Person and Pedestrain Delays at Signalized Intersections. IFAC Transportation System. 1997:1339-1344.