城郊大型交叉路口交通组织设计优化及实施

李庆印,朱丽燕,孙 立,孙绍伟

(1. 淄博市交通警察支队,山东 淄博 255000；2.山东理工大学 交通与车辆工程学院, 山东 淄博 255049)

城郊大型交叉路口交通组织设计优化及实施

李庆印1,朱丽燕2,孙 立2,孙绍伟2

(1. 淄博市交通警察支队,山东 淄博 255000；2.山东理工大学 交通与车辆工程学院, 山东 淄博 255049)

为改善城郊大型交叉口日益突出的供需矛盾,提高车辆通行率，减少交通事故，结合淄博市南外环与张博路交叉口道路交通流量及对交叉口交通组织状况的实际调查数据分析，设计出信号控制方案，并建立模型进行优化.结果表明交叉口运行状态比优化前通行时间减小,通行能力提高.

大型交叉路口； 交通组织优化； 交通仿真； VISSIM

城市交通网络的拥堵往往首先是由局部点的堵塞开始,经过演化导致了由点到线,由线到面的交通堵塞.国内外实践证明,缓解城郊路口交通拥堵,避免及减少交通事故发生必须先从交通组织设计优化入手[1].结合对淄博市南外环与张博路交叉口道路交通状况及交叉口交通组织状况的实际调查数据分析，设计出信号控制方案,在VISSIM仿真软件中建立模型,得出优化前后的交叉口运行状态.

1 交通现状调查与分析

南外环路和张博路汇入交叉口具体情况如图1所示.交叉口渠化状况见表1.

表1 路口渠化状况一览表

进口方向道路名称入口车道数出口车道数人行横道宽度/m掉头车道左转掉头车道左转专用车道直行专用车道右转专用车道东进口南外环路64500141西进口南外环路43500231南进口张博路53500231北进口张博路53500231

1.1 现状信号配时

该交叉口采用的信号机是简易太阳能供电式信号机.交叉口信号配时的相位相序图如图2所示.

通过实地观测,该信号交叉口的信号配时方案如图3所示.

1.2 交通流量调查分析

通过实地调查,得到交叉口各进口(不计右转车)一小时通过的车辆数及交叉口各进口车型比例,见表2.

通过对调查数据进一步处理,可得到该交叉口交通流量的统计规律,如交叉口各进口的交通组成及比例、交叉口实际通行能力、交叉口的延误情况.该交叉口各进口交通组成及比例关系见表3.

通过表3可以看出：东西进口的直行车流：大型和中型货车比例超过50%,按2.5标准车/辆的折算系数,货车的比例占70%左右；由于行驶特性差异,大货车和小汽车混行相互影响,通行效率低下,易引发安全事故.因此应将不同车型车辆分道行驶.

表2 交叉口一小时通过的车辆数统计表

路口直行车型左转车型小型车/辆中型车/辆大型车/辆小型车/辆中型车/辆大型车/辆交通量(veh)/h交通量(pcu)/h东进口2244118515670807561076．5西进口23332231104323626897．5南进口8974373144236112411408北进口11155183141903814371588

表3 交叉口各进口车型比例

比例/%路口直行左转小型中型大型小型中型大型东进口49．89．141．15122．926．1西进口476．446．6802．3117．69南进口88．554．247．2163．1510．126．75北进口89．34．16．6754．820．2

图1 交叉口渠化现状图

图2 交叉口信号控制相位相序图

图3 交叉口信号配时方案

东南进口左转的大型和中型货车比例也较大,占40%～50%,应将不同车型车辆分道行驶.

1.3 交叉口存在的问题

通过观察和走访调查得知,该交叉口主要存在的问题.

1.3.1 交叉口渠化

1)交叉口为大型交叉口,缺少硬性隔离设施,车辆通过交叉口时选择空间大,分流、合流冲突不断.

2)车辆停车线过于靠近交叉口中心,左转车辆转弯半径小.该交叉口大型车辆比重大,且车身长度为12～18m,国标《城市道路交叉口规划规范》[2]要求转弯半径≥30m；转弯半径不足造成大型货车转弯时轨迹折角明显,通过交叉口时车速较低,绿灯通行效率低[3].

3)交叉口进口道范围内缺少中央隔离护栏.

4)南进口右转车道线设计不合理,缺少过渡路段.

1.3.2 信号控制

1)信号机：现行信号机灯箱位置低,路口大货车比例大,易使小汽车的制动和启动反应滞后,增加车辆的延误,影响交叉口运行效率[4].

2)信号配时：大型货车在交叉口行驶速度低、启动和刹车速度慢, 3s黄灯不能有效清空交叉口内的冲突车辆,影响下一相位车辆的通行[5].

2 交叉口组织优化设计

2.1 交叉口渠化优化设计

根据上述分析,对南外环-张博路交叉口的渠化方案进行如下设计.

1)延伸隔离护栏、禁止通行区域增设护栏围挡.

2)增加左转车辆的转弯半径.

3)规范车道设置、分道行驶.

4)完善交叉口标志、增设监控设施、行人过街安全岛、鱼肚形曲线.

图4 南外环-张博路交叉口渠化设计方案

2.2 交叉口信号控制方案

2.2.1 信号灯的设置

1)采用悬臂式双面信号灯,信号灯均设在进口道右侧.

2)信号灯的安装高度>7m.

2.2.2 信号配时方案

图5 信号配时方案

1)根据同向行驶的不同类型车辆的比重选择一种车型为主要服务对象.

2)根据主要服务对象的行驶特点,计算各进口车道的饱和流量和实际交通量[6].

3)设置黄灯时间为3s,全红时间为2s,并根据公式计算得出交叉口信号配时方案.

根据韦伯斯特公式,结合当前交叉口流量数据的统计分析结果得出对应的数据[7].交叉口信号控制方案如图5所示.

3 优化效果评估

使用理论分析和仿真模型相结合的方法对优化设计方案一进行效果评估,在VISSIM软件中建立仿真模型,如图6所示.

图6 南外环与张博路交叉口仿真路网模型

优化前后的交叉口运行状态对比见表4.

表4 交叉口运行状态对比

评价指标车均延误/s周期通行能力/辆现状46149优化后38182变化/%-17．4%21．1%

表5 交叉口优化前后饱和度分析

进口方向流向车道数车流量/辆有效绿灯时间/s绿信比通行能力/辆饱和度优化前饱和度东进口东左1206230．142520．8160．704东直4450230．2010870．4140．229西进口西左2130230．143790．3430．222西直3496330．209360．5300．337南进口南左2228180．113510．6490．730南直31013410．2513130．7720．527北进口北左2188180．113510．5350．602北直31149410．2513500．8510．598

通过表4数据可以看出,实施优化方案后,交叉口的车辆冲突减少,运行效率提升,主要表现为车辆平均延误减少17.4%,通行能力提升21.1%.

通过表5数据可以看出,实施优化方案后,交叉口的绿信比、饱和度分配更均匀,主要表现为饱和度提高，绿灯时间充分利用.

4 结束语

本文从城郊大型交叉口的冲突特性出发,以淄博市张博路与南外环路交叉口为例进行分析,提出了城郊大型交叉口的交通渠化、信号相位与配时设计等交通组织优化方法,利用交通仿真软件对其实施效果进行评价.结果显示,交通组织优化方案实施后,交叉口的交通运行状况得到明显改善,通行效率也大幅提高,验证了该方案的可行性与实用性.但城郊车流车型复杂,单个交叉口交通组织优化难以解决城郊交叉口的问题,尚需进一步研究.

[1] A policy on geometric design of highways and streets [M].5th ed. Washington,DC，2001.

[2] Zhou Q,Lu H P, Xu W.A combined algorithm research and application in road intersection design [J].Proceedings of the Eastern Asia Society for Transportation Studies，2005,5(5):709-724.

[3]王波.城市道路交叉口交通组织与信号控制策略研究[D].长春：吉林大学，2004:32-33.

[4] 李锐,李林波,吴兵.基于VISSIM仿真的交叉口间接左转适应性研究[J].交通科技,2011(5):96-99.

[5] 王伦,韦秋梅.高速公路桥梁工程施工管理[J].交通世界,2013(18):256.

[6]廖加和.关于公路桥梁施工管理的论述.[J].交通世界，2012(10):284-285.

[7] 张海宁.道路桥梁施工管理中存在的问题及优化措施[J].产业与科技论坛,2011,10(15):63-64.

(编辑：刘宝江)

The traffic organization optimization design andimplementation method of suburbs large intersections

LI Qing-yin1, ZHU Li-yan2, SUN Li2, SUN Shao-wei2

(1.City Traffic Police Detachment of Zibo, Zibo 255000, China;2.School of Transportation and Vehicle Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China)

To improve the increasingly prominent contradiction between supply and demand in suburban large intersection and reduce the number of traffic accidents total mortality and car accidents, the outskirts of large intersection traffic organization design optimization and implementation method has been developed and designed. We combined intersection of south outer ring road in Zibo city with the status of the intersection traffic organization optimization design,carried out the actual survey of intersection signal control through investigation and analysis of traffic flow data, and built one model in the VISSIM simulation software. We concluded that the average vehicle delay of the optimization of intersection operation state was reduced and the capacity was increased.

suburbs large intersections； traffic organization optimization; traffic simulation; VISSIM

2014-12-22

公安部创新计划基金资助项目(2011YYCXSDST0587)

李庆印, 男，zbjjli@163.com

1672-6197(2015)06-0071-04

U91

A