某十字形信号控制交叉口车道优化设计

田晓晓

摘 要：本文综合运用交通工程、交通管理控制以及计算机应用等学科相关知识，通过对数据的调查总结与分析计算，借鉴相关理论知识与实际案例，以张家口某十字形交叉口为设计对象，进行设计方案对比优化，并对优化的交叉口形式进行进口道车道数计算和车道设计简图的绘制。此概略设计为后期的详细设计提供了前提和数据。

关键词：十字形交叉口；车道设计；交通工程

1 概述

近些年来，随着小汽车保有量的增加，城市道路交通量也呈现出大幅的增长，并且出现了大量的道路及交通設施问题，严重影响了正常的出行以及交通活动，平面交叉口的原有设计已严重不能满足交通需求。以此同时，大部分平面交叉口设计过于简单，交通设施不完善，且与现状交通实际情况不尽匹配，严重影响了交叉口的通行能力。因此，对城市道路平面交叉口进行优化研究，具有非常迫切的实际意义。

2 方案设计与比较

根据交叉口的交通量、设施投资和地理条件综合考虑，初步设计以下三种交叉口形式：现代环形交叉口渠化设计、十字形信号控制交叉口和十字形全无控制交叉口三种方案。

由于张家口市历史悠久，道路形成相对较早，道路面积不足。故不适合采用现代环形交叉口渠化设计方案；大十字路口交通流量大也不适合采用十字形全无控制交叉口方案；所以结合经济、道路面积、安顺市当地实际情况考虑适合采用十字形信号控制交叉口。其优点表现在：道路使用面积少，投资成本不高，仅进行适当渠化并配置相应信号控制装置。提高了交叉口交通秩序，增加了交叉口通行的安全性。满足远景年的通行能力。有信号灯，行人过街便捷、安全。

3 交叉口进口道车道数的计算

在概略设计阶段中，车道数根据交通量、交通控制方法、交叉口处用地及车道的通行能力等条件确定，通过公式初步计算交叉口进口道车道数，并画出进口道车道数设计简图。从渠化交通考虑，交叉口最好按方向和车种分别设置专用车道，以使非机动车和直、左、右机动车能在各自的专用车道上排列停侯或行驶。

3.1 平面交叉口进口道直行车道数计算公式

3.3 直行车道设计通行能力

初拟信号配时为三相位，周期60s，其中取每个信号周期绿灯时间为27s，黄灯时间为3s，to=2.3s，ti=2.5s，σ=0.9，则依据上面公式计算得，一条直行车道的设计通行能力：

Cs=3600×0.9[（27-2.3）/2.5+1]/60=588（pcu/h）

3.4 高峰交叉口进口道车道数计算

对早高峰时段进行交叉口进口道车道数的计算。设计交通量应取2020年远景交通量，已计算，信号周期取60s，根据上述公式可计算得东西南北四方向进口道的车道数。

3.4.1东进口道

直行车道数：n==203/588=0.345

高峰小时一个信号周期进入交叉口左转车辆数：N=226/60=3.76> 3，设专左车道；

高峰小时一个信号周期进入交叉口右转车辆数：N=324/60=5.4> 4，设专右车道；

初步分析，在东进口车道可以设有一条直行车道，一条左转专用车道，一条右转专用车道。

3.4.2南进口道

直行车道数：n==892/588=1.517

高峰小时一个信号周期进入交叉口左转车辆数：N=48/60=0.8<3，不设专左车道；

高峰小时一个信号周期进入交叉口右转车辆数：N=234/60=3.9<4，不设专右车道；

初步分析，在南进口车道可以设有一条直行车道，不设右转和左转专用车道。

3.4.3西进口道

直行车道：n==216/588=0.367

高峰小时一个信号周期进入交叉口左转车辆数：N=193/60=3.21> 3，设专左车道；

高峰小时一个信号周期进入交叉口右转车辆数：N=313/60=5.22 > 4，设专右车道；

初步分析，在西进口车道可以设有一条直行车道，一条右转和左转专用车道。

3.4.4北进口道

直行车道：n==745/588=1.267；

高峰小时一个信号周期进入交叉口左转车辆数：N=223/60=3.72>3， 设专左车道；

高峰小时一个信号周期进入交叉口右转车辆数：N=48/60=0.8<4，不设专右车道；

初步分析，在北进口可以设有一条直行车道，一条左转专用车道，不设右转专用车道。

由于左转车辆较多而发生折减等原因，设计通行能力不符合要求，需进行增设。因此，南进口增加一条直行车道和一条专左车道以及一条专右车道，北进口增加一条直行车道和一条专右车道。

4 进口道车道设计简图

参考文献：

[1] 杨晓光，等.城市道路交通设计指南.人民交通出版社，2003.

[2] 翟忠民.道路交通组织优化.人民交通出版社，2004，6.