平面交叉口交通信号控制设计方法研究

汪小渟

【摘要】 通过对平面交叉口交通信号控制系统进行优化设计，达到减少交叉口车辆延误和提高交叉口通行能力的目的。根据实时交通调查数据以保证交通安全和车流均衡对交叉口进行渠化设计，以减少车辆在交叉口内的通行时间为目的进行交通信号配时，最终利用VISSIM软件对交叉口的运行进行仿真。经过本文优化控制信号作用下的每车平均延误减少至18.8s，交叉口的服务水平由C级提升到B级。优化机动车在交叉口内部的行驶路线，提高交叉口的服务水平。

【关键词】 平面交叉口 交通信号 优化 VISSIM

一、引言

近几十年来，世界经济的迅速发展和城市化进程的加快，随之引发汽车保有量日益剧增以及城市交通的快速发展。尤其在道路交叉口处，不同车型组成的混合车流，即行人、非机动车、机动车形成的混合交通流以及交叉口几何空间等相互交叉、相互影响。在已经发展的ITS（智能运输系统）的基础上，结合交通信号控制与优化，能够有效地缓解交通拥堵、交通事故一系列交通问题。F.V.Webster和B.M.Cobbe于1958年提出基于最小延误的TRRL法（同样称为Webster法）。这种方法是建立在延误基础上，即先以停车延误最小为目标来确定周期时长，再确定其它各参数。此外，国外应用更多的是美国的HCM法和澳大利亚的ARRB法。国内一般是将研究信号配时的考察断面从停车线转移到冲突点来。因此，本文针对上述现象，结合镇江市谷阳路-禹山路交叉口的调查数据，分析该交叉口存在的渠化问题，提出改善措施。基于VISSIM仿真平台，建立该交叉口的仿真模型，对比分析改善前后的交通运行参数指标，最终评价交叉口优化前后的交通运行质量。

二、禹山路-谷阳路交叉口信号优化

2.1 信号配时

信号配时的主要过程：确定信号周期时长、给各个相位合理分配绿灯时间。常用的信号配时方法是依据饱和流率比对绿信比进行优化，基于平均的准则按照各相位最大车流量比来分配各个相位的绿灯时间[3]。结合实地调研，以及询问交警，发现该交叉口存在以下交通问题：1、西进口右转车与南进口左转车流存在明显冲突，很容易在西进口和东出口处发生交通拥堵问题。2、西出口仅有两条车道，存在东进口车流量排队过长，并且容易与东进口直行车辆在西出口处汇合时造成拥堵。3、东西方向在早晚高峰车流量较大，呈现“潮汐”车流现象。4、交叉口空间内的出行车辆不能充分利用交叉口内部空间，交叉口易产生二次排队的现象。

2.2 改善方案

（1）交通岛布置。布置交通岛并将所有停车线提前，优化禹山路的进口处车辆的行驶轨迹，缩短右转车辆的行驶时间，并将流量大的直行车流和流量较小右转车流分隔开。

（2）道路改造。将西进口的禹山路由现在的双向四车道改为双向六车道，并设置公交专用道。

（3）车道渠化方案。调整东西方向车道功能，重新分配交叉口空间资源，提高交叉口空间利用率。

三、VISSIM仿真平台

（1）延误对比。图2显示交叉口的车辆延误由现状的31.6s减少到18.8s，所有进口道的延误均有所降低。交叉口的平均排队长度由现状的7.4m减少到3.2m，所有进口道平均排队长度均有降低，其中东进口直行由现状的29.7m减少到13m。

（2）服务水平。表2显示实施交叉口的交通工程措施后，交叉口的信控延误由现状的31.6s减少到18.8s，服务水平由C级提升到B级。

四、结论

改善城市道路网络中交叉口交通运行环境，提高通行能力及效率，有利于缓解城市道路交通拥堵现状。仿真结果表明，通过合理地布置交叉口的车道组，并重新规划机动车在交叉口内的行车轨迹，充分利用交叉口几何空间，能够达到较少交叉口平均延误，缩短排队长度的效果，最终提高交叉口的运行质量。

参 考 文 献

[1] 王炜. 交通工程学[M].南京：东南大学出版社，2002.248-252.

[2] 童尔特.道路交通分析与设计[M].中国建筑工业山版社.1982.156-158.