逆向可变车道交通安全分析及优化

滕逸伟

摘 要：随着机动车保有量的增加，对交叉口的要求也逐步增加，设置逆向可变车道对于改善交叉口的交通流，车辆的拥堵及延误都具有较好的作用，可以提高逆向可变车道的安全性，使交叉口的通行效益改善效果更加显著。

关键词：交通工程;安全分析;逆向可变车道

0 引言

随着机动车保有量的增加，常规交叉口的设计已无法缓解日益严重的城市交通拥堵现象。在促进经济发展的同时，交通拥堵以及安全问题随之而来。同时，城市的交叉口往往属于瓶颈路段，由于平面交叉口各个方向之间的交通流相互冲突与交织，存在一定的安全隐患，交叉口的运行情况直接影响着整个道路网络的运行。因此，合理地组织管理交叉口能有效的降低城市拥堵。

1 国内外研究现状

设置左转逆向可变车道可较明显的缓解左转交通流与直行交通流的相互冲突问题，通过对上游车辆的预组织提高了进口道车道使用效率和交叉口的通行能力。逆向可变车道的设计具有时空互补的优点，同一个周期不同的信号相位充分利用出口道，增加左转进口道车道数，改造小，建立以交叉口通行能力和交叉口控制延误作为目标的优化模型，从整体上对左转交通流进行优化。

目前逆向可变车道的相关研究主要为对其交叉口的优化仿真和信号配时的优化模型。商振华[1]提出了逆向可变车道在城市平面交叉口的设置。徐书东[2]等以淄博市某一交叉口为例具体阐述了逆向可变车道的设置方法。徐建闽[3]等以进口道左转优先为目标，利用VISSIM仿真验证设置逆向可变车道后可有效降低延误、提高通行量。

2 逆向可变车道设置

逆向可变车道设置在交叉口出口道内侧，既可作进口左转导向车道，也可作为出口行车道，但它的设置只有当出口道交通量较大、饱和度较高、易发生拥堵的时候才可设置。在一个交叉口的4相位信号周期内，当非出口道车辆运行时，可在与左转出口道相邻的逆向车道设置预信号，使车辆驶入，可变车道作为左转进口道的功能使用，同时关闭其出口道功能。此时要让与左转相位相交的直行相位在设置逆向可变车道的左转相位之前放行，在交叉口出口道的车道数至少为两条，该逆向可变车道的相位相序图如图1。

3 逆向可变车道交通安全分析

由于逆向可变车道和左转专用车道在同时释放车流时会出现较多的冲突问题，为避免交叉口延误增大，本文特采用PET（后侵入时间）[4]来描述这两股车流的冲突情况，PET冲突区是在现场的车辆轨迹观察得出，结合空间轨迹反映出来。

由PET累积分布曲线可知，约27%的曲线百分比处出现汇合冲突点，此时的PET值为1.5，这就可作为严重冲突的临界范围。具体分类参照Souleyrette，将剩余PET范围按40%平均分布为轻度冲突和潜在冲突，逆向可变车道与左转专用车道的车流在交叉口处的PET分布表如下：

逆向可变车道的设置是否对交叉口出口道的冲突产生影响，将左转专用车道与逆向可变车道的双左转车流在交叉口出口道的PET分布进行分析，冲突车辆交通流的相对速度是引起冲突的重要因素，相对速度是冲突车辆交通流速度矢量之差。

本文采用交叉口通行能力的一般方法，即饱和流率和绿信比的乘积来计算交叉口通行能力。首先需要实地观测排队车辆通过设定停止线的车头时距，乘以修正系数避免影响数据的准确性，取平均车头时距的倒数即为饱和流率。

式中：为交叉口进口道的饱和流率;为饱和流率中车辆组成修正系数;为转弯比例修正系数;为车辆的平均饱和车头时距;为有效绿灯时间;为周期时长。

判定冲突危险点，求解冲突水平为在显著水平下的临界值，对以下公式迭代求解可以得到：

当期望冲突值很大时，代入概率方程计算量很大，而中心极限定理认为，如果一个随机变量可以表示为任意个独立随机变量的和，则当充分大时，这个和具有渐进正态分布。一般情况，严重冲突次数比较大，根据拉普拉斯定理，随机变量：

它近似服从标准正态分布（当时），由于是充分小的数，故随机变量：

基于以上的假定和推理，用以下公式来近似求解临界冲突值：

根据一般可靠性要求，90%以上的可信度完全能夠满足精度要求，选用概率分布函数的90%分位值作为冲突是否异常的判定标准。观察交叉口每天的冲突值小于的概率为90%，如果有冲突数大于该指标，则说明该路段的安全性发生了显著变化，出现了不安全的因素。

4 结语

逆向可变车道的设置可以有效减少交叉口延误，提高通行效率。

参考文献：

[1]商振华.逆向可变车道在城市平面交叉口中的设置方法[D].西安：长安大学，2013.

[2]徐书东，鲁贺贺，袁东东.城市交叉口逆向可变车道设置研究[J].内蒙古公路与运输，2018（06）：5-11.

[3]徐建闽，曾令宇，荆彬彬，等.基于逆向可变车道的交叉口公交左转优先方法[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2017，36（02）：78-84.

[4]曹雨.信号交叉口行人与右转车交通冲突及安全评价研究[D].北京工业大学，2014.