平面信号交叉口交通组织优化设计

纪　英（山东交通学院,济南　250023）

平面信号交叉口交通组织优化设计

纪英
（山东交通学院,济南250023）

随着机动车数量的逐年增多，城市交通拥堵状况也越来越严重，而拥堵的产生主要是在交叉口，因此，对交叉口的组织优化是缓解城市拥堵状况的关键。解决城市交通问题的途径主要有硬件和软件两个方面，硬件方面是指加快基础道路设施规划建设，健全城市道路网体系；软件方面是指采用先进的科学技术，对城市交通进行现代化的管理和控制，提高现有道路的通行能力。但由于硬件方面受到道路建设资金和城市土地空间的限制，光靠加强硬件方面来解决城市交通问题成本太高，因此交通管理与控制越来越得到人们的重视。本文以济南市某信号交叉口为例研究交叉口交通组织优化设计方法。

信号交叉口;道路渠化;信号配时;交通组织

1　信号交叉口拥堵现状及成因分析

1.1 信号交叉口的地理位置及其几何特征

该交叉口的类型属于主路与主路相交的平面十字形信号控制交叉口，该交叉口的具体特征如图1所示：

1.2拥堵现状及成因分析

本文随机选取工作日期间的一个高峰小时，调查得出的交通流量情况如下表所示：

东进口　西进口　南进口　北进口左转直行右转左转直行右转左转直行右转左转直行右转机动车交通量（辆/h）　105 　289　178 　169 297 299 　283 　633　119 155 878 155非机动车交通量（辆/h）296 1025 　682 　291 840 404 　318 　1097 　66　102 933 406

根据信号交叉口通行能力计算方法，该交叉口的通行能力是3960辆/h，该交叉口的机动车交通量是3560辆/h，接近于该交叉口的通行能力；而该交叉口的非机动车交通量是8197辆/h，远远超过《城市道路交通规划设计规范》中的流量标准5000辆/小时。总体来说，该交叉口高峰小时内交通流处于饱和状态，产生比较严重的拥堵现象。

经调查分析，该交叉口产生交通拥堵的主要原因有以下几个方面：

（1）该交叉口临近比较繁华的商业中心，随着社会经济的增长机动车产生交通需求也飞速增长，因此，产生大量的交通量。

（2）由于该交叉口附近存在大量的老式建筑，属于老城区地段，附近道路硬件设施较难改造，而该交叉口各进口道道路宽度明显不能适应日益增加的交通量的需求，一次性不停车通过该交叉口的概率很小。道路交通设施的供给不能满足日益增长的交通需求，因此，该交叉口的拥堵状况日趋严重。

（3）交通组织管理措施不合理。交叉口渠化不合理，在长时间的道路路面及周围设施改建的影响下，常用的交通标志、标线没有得到及时的维护，有些以遭到不同程度的破坏。最近几年城市机动车数量迅猛增长从而导致以前的交通统计数据可靠性下降，另外，近期的济南市城市规划导致了交通量在各路段上的分布产生变化，因此信号配时有必要进一步优化。

2　信号交叉口交通组织优化设计

2.1交叉口渠化设计

根据设计交通流量计算，南北方向机动车道数应是双向8车道，东西方向机动车道数应是双向6，目前的情况是南北双向6车道、东西双向4车道。因此，交叉口渠化时每个方向上应增加一条车道。由于目前各个方向上的非机动车流量比较大，所以拓宽各个方向上的非机动车道。交叉口渠化示意图如图2所示。

2.2 信号配时优化

该交叉口目前的信号控制属于单点定时控制，信号相位示意图如图3所示：

相位1：南、北进口机动车道直行车放行，由于采用的是空间分离放行方法，所以南、北进口非机动车道直行车也放行。

相位2：由于南进口直行和左转的机动车均比北进口同方向的数量多，因此，适当延长南进口左转和直行机动车的放行时间。

相位3：南、北进口左转机动车进入放行状态。

相位4：东、西方向直行机动车进入放行状态，同方向直行的非机动车也被放行。

相位5：西进口直行机动车交通量相对较多，因此绿灯时间相应延长。西进口左转机动车交通量提前进入放行状态。

相位6：由于西进口交通流量较大，继续放行西进口左转机动车一段时间。

经调查相位1的时长为1分05秒，相位2时长为10秒，相位3时长为35秒，相位4时长为45秒，相位5时长为23秒，相位6时长为10秒。绿灯向红灯转换过程中，黄灯时长为3秒；全红时间为2秒。有效绿灯时间为：3分8秒。

目前该信号交叉口的配时方案不合理，原因是信号周期太长，各个相位有效绿灯时间分配不合理，致使该交叉口的延误大大增加，降低该交叉口的服务水平。

利用调查得到的流量数据对该信号交叉口重新进行配时，信号配时参数计算如下：

（1）总损失时间为：

（2）计算最佳周期：

信号周期通常取5的整数倍，最佳信号周期为140秒。

（3）计算各相位绿灯时长：

可得该路口的信号配时方案如图4：

结合实际路网情况，每个相位结束后分配3-5秒黄灯时间。

3　结论

本文较为全面的分析了信号交叉口的拥堵成因，从而为优化方案的提出给出了明确的方向。从交通组织优化的角度，对信号信号交叉口从放行方法、渠化和信号设计三个方面进行研究，从而为该交叉口的组织优化提供了一些科学、全面、实用的方法。

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