平交口渠化与信号配时协调控制技术研究

王伟刚,王兵,孙均友,王彦军,王书文,李英奇,吴旭

摘 要：平交口改善设计一直是城市道路交通建设的重点。以典型四路交叉口为例，针对动态渠化标线与交通信号控制思路，本文采取高峰交通流量开展渠化与交通信号协调控制方案设计，论证了方案的可行性。该方法对平交口早晚高峰交通拥堵问题的改善效果较为明显。

关键词：交叉口;渠化;信号控制;协调

0 引言

城市道路交通问题往往出现在交叉口处。交叉口控制管理对改善城市道路交通情况具有重要作用。交叉口交通流平、高峰过渡时段，交通冲突多，且往往因为固定的车道功能设置不能匹配交通需求而产生潮汐现象。降低交叉口延误，进一步深化合理运用道路时空资源，对探寻交叉口设计新方法对城市交通发展具有重要意义。

1 动态渠化标线与交通信号协调控制

针对平峰时的渠化与信号配时协调方案不能适应高峰交通流的需求，依据最高峰交通流量，以典型四路交叉口为研究对象，可以得出：平峰时交叉口进口道车道功能分别为直左、直右车道，信号相位为两相位。现分别研究交叉口在不同流量状态下两套方案的运行效果。假设交叉口各进口道流量及流量分布情况均等，左转、直行与右转车流之间的比例为1：2：1。分别选取进口流量为495 pcu/h和1 650 pcu/h两种流量状态，进行信号配时方案设计，并用VISSIM软件仿真。

1.1 配时设计

Webster最佳周期计算公式如下：

（1）

式中：

—周期时长，;

—信号总损失时间，;

—周期内所有相位的关键车道组的流率比之和。

1.2 VISSIM仿真

Q=495 pcu/h时，仿真结果如表1所示。

由表1可知平峰方案较高峰方案平均延误降低了58%，平均停车次数降低了36%，平均排队长度降低了28%。交叉口低流状态下平峰方案比高峰方案运行效率要更好。因为在低流状态下，交叉口关键流率比之和比较小。此时采用两相位方案，交叉口运行效率高。

Q=1 650 pcu/h时，仿真结果如表2所示。

由表2可以看出，当交叉口饱和度为1时，高峰方案优于平峰方案，具体表现在平均延误降低24%，平均停车次数减少44%，平均排队长度减少34%。在交叉口流量饱和状态下，平峰方案中直行与左转车辆冲突严重，导致左转车辆的延误上升，排队长度变长，停车次数增加，进而引起交叉口通行能力下降;高峰方案分离了直行与左转车流，降低了交叉口内的冲突，增加了進口道车道数，减少了排队长度，进而提高了交叉口的通行能力。

综上，平峰方案在交叉口低流状态下运行效率更高，高峰方案在高峰期运行效率更高，动态渠化标线与交通信号的协调控制达到了预期控制效果。

2 平峰与高峰方案之间的协调与过渡

压缩车道的放行方案需要注意在变换渠化方案后，由于车道宽度变窄，车道标线较原标线位置发生了偏移。因此，平峰方案向高峰方案的过渡是该控制过程中的关键。

3 结束语

本文以典型交叉口的平、高峰交通流数据为基础，针对交叉口平、高峰时不同的交通需求，提出了动态渠化标线与交通信号协调控制的思路。该方法为探索平交口系统改善新技术提供了新方向。

相邻交叉口之间的协调控制可作为接下来的重点。利用现有交通装备更好的实现动态渠化标线与交通信号协调控制是下一步研究的主要方向。

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