城市道路交叉口交通問題改善方法分析

陳 濤，譚澤飛，劉 驍

（西南林業大學機械與交通學院，云南 昆明 650224）

0 引言

交通在人們的日常生活中占有非常重要的地位，對于城市而言，交通是聯接整個城市的基本“骨架”，交通發展的水平決定著人們的日常出行活動。而交叉口作為連接骨架的關鍵“節點”，使相交道路上的車輛及行人在此匯集、轉向和通過。因此，交叉口交通問題的改善研究是現代城市發展的重要議題。

1 交叉口常用的管理和改善措施

1.1 交叉口工程改造

工程改造是指針對交叉口在規劃與建設之初就存在的缺陷，通過對其路段線型、幾何尺寸和分隔帶等采取施工改造，從而對先天不足的缺陷進行一定程度彌補的方法[1]。

1.2 人工疏導

在交叉口現場分配若干交通協管員或交警，對當前交通狀況進行疏導、調度。人工管理很少單獨使用，特殊情況下經常結合其他方式發揮作用。

1.3 渠化交通

渠化是指以減輕、改善平面交叉口處交通流的交錯數量及性質為目的，布設標志標線或設置適當的“島”，來規定和誘導車輛行駛，為行人和車輛提供各自場所而達到各行其道互不干擾的措施[2]，如人行橫道、實體交通島和自行車左轉二次過街待行區等。

1.4 交通信號控制

世界各國的經驗表明，對于交叉口交通管理最有效的方法之一就是交通信號控制，其按范圍可分為單個交叉口信號控制、干線交叉口聯動控制和區域交通信號控制系統三類[3]。

2 實例分析

本文以昆明盤龍區白龍路與東三環交叉口為例，探討平面交叉口常用的改善方法及管理中應注意的問題。

2.1 交叉口現狀描述

2.1.1 交通量

在早、晚高峰和平峰時段各觀測1h獲得交通量。其中早、 晚高峰時間分別取7∶30~8∶30和17∶40~18∶40， 平峰時間取13∶00~14∶00， 高峰交通量為早、晚調查值的平均值。由于右轉不控，右轉交通量不調查。

表1 交通量調查表 單位：輛/h

2.1.2 信號周期及相位

交叉口信號周期總時長為175s，采用四相位（見圖1），分別為南北直行（29s）、南北左轉（47s）、東西直行（52s）和東西左轉（35s），各相位之間黃燈時長均分別為3s。

圖1 相位圖

2.2 交叉口存在問題

交叉口存在的問題主要包括以下方面：

a）從交通量分析，東西向交通量少于南北向交通量，但東西信號燈時長卻大于南北向，顯然交通量與信號時長之間存在矛盾；

b）交叉口全天固定采用同一信號控制，然而高峰時段和平峰時段的交通量相差較大，使用同一信號周期會導致平峰時期延誤增大。

2.3 交叉口問題改善探究

交叉口交通治理是一個復雜的系統工程，需綜合考慮各方面的因素，不同交叉口存在的問題不同，改善時應結合交叉口實際情況進行改善。

2.3.1 信號周期改善

通過上述分析可知交通量與信號時長之間存在矛盾，且交叉口平峰、高峰交通量相差較大，可調整信號時長，并分別于高峰和非高峰時段設置兩種信號控制周期。

2.3.1.1 高峰時段信號周期設計步驟

a）確定設計交通量qd，高峰時段配時，設計交通量qd采用實際調查的高峰小時交通量；

b）確定飽和流量S，飽和流量按《城市道路平面交叉口規劃與設計規程》中的方法確定[4]，填入表2；

c）確定綠燈間隔時間I，I為黃燈時長與全紅時長之和，則I=3+1=4s；

d）計算總損失時間L，啟動損失時間LS可取3s，黃燈時長A為3s，一個周期內的綠燈間隔數為4，則信號總損失時間L為：=16s；

e）計算各相位關鍵流量比yi以及流量比總和Y，，流量比計算結果見表2。

表2 流量比計算表

Y=0.78<0.9，符合設計要求，繼續配時計算；f）計算最佳信號周期C0

根據配時要求，周期應為5的整數倍并大于計算值，因此取C0=135s；

g）計算配時參數

1）總有效綠燈時間Ge

3）計算各相位綠信比λi， λi=

4）計算各相位的綠燈時間，gi=gei-Ai+li，其中Ai為黃燈時長3s；li為啟動損失時間取3s，則綠燈顯示時間即為步驟②中計算的有效綠燈時間

5）計算各紅燈時間ri=Co-gi-Ai

6）高峰配時圖（見圖2）

圖2 高峰時段的配時圖

2.3.1.2 非高峰時段配時

非高峰時段配時步驟與高峰時段完全一致，但計算yi和Y時，只需將設計交通量換為實際調查的平峰小時交通量數據。配時步驟省略，得到配時結果如下：

周期時長C0為70s；

各相位綠燈時間g1=14s，g2=20s，g3=11s，g4=9s；

各相位紅燈時間r1=53s，r2=47s，r3=56s，r4=58s。

2.3.2 環島加信號控制

環島交通組織是一種自調節管理方式，環島的通行量大約可在2 700輛/h左右，一般不超過3 000輛/h，中低流量交通水平時，環島對交通組織具有優勢。經調查，該交叉口平峰時段交通量約為2 900輛/h，適合采用環島控制，但高峰時段環島無法適應交通量，因此不能單純采用環島控制。鑒于此，在接近早晚高峰時段， 如早7∶00~9∶00和晚17∶30~19∶30，采用雙重信號控制對左轉車輛做二次控制[5]，其余非高峰時段關閉信號燈，采用環島自適應管理控制。

2.3.3 其他改善措施

除上述措施外，還可采用其他管理方法。例如通過使用以車輛檢測器和線圈作為輔助設備的感應信號控制[6]；與相鄰路口相協調的綠波控制或區域控制等。

3 結語

交叉口管理控制和改善的方法很多，但采用哪種方法不能憑借任何人的主觀想法確定，而應根據每種方案的側重點以及實際交通的需求情況，綜合考慮多方面因素進行決策。本文提出的幾種改善方案中，方案2加設環島涉及工程改造，資金和時間投入大；而方案3充分運用線圈、感應器等，能對實際到達交通量進行實時監測，但車輛檢測器的購買、線圈埋放也涉及較大工程和較多資金。相對而言，方案1簡單方便，操作性強，幾乎不需要耗費資源，只需要重新設計周期，調整信號控制機即可實現。通過以上分析可知，本文正是著重從信號配時的優化方面來尋求改善。在研究交叉口問題的改善時，無論工程改造、信號優化還是采用其他方案，均需要根據實際情況靈活應用。

[1]肖海承，成衛，曹更立，董玉佩.多路交叉口交通改善方法[J].交通科技與經濟，2010，12（4）：35-38.

[2]Mohameda,Abdel-Atya,Essam Radwan.Modeling Traffic Accident Occurrence and Involvement[J].Accident Analysis and Prevention,2000,32（5）： 633-642.

[3]徐吉謙，陳學武，等.交通工程總論[M].北京：人民交通出版社，2008.

[4]楊曉光，等.城市道路交通設計指南[M].北京：人民交通出版社，2007.

[5]張衛華，王召陽，張勝凱.五路交叉口交通改善方法及其應用[J].交通科技，2011，1（1）：96-99.

[6]吳兵，李曄.交通管理與控制[M].北京：人民交通出版社，2009.