信號控制與道路交叉口設計之間影響分析

熊潔

（湖南省郴州市公安局交通警察支隊，湖南 郴州 424300）

1 城市道路交叉口現階段發展情況

道路交叉口作為城市中混合交通流量的集中地段，是城市路網中最核心的樞紐部位，也是城市交通管理問題突出的困難節點。因交通流通過城市道路交叉口導向到各方向，因此，往往形成較為明確的交織區域，容易形成“沖突流”，進而造成城市道路擁堵情況發生。在中小城市中，經濟快速發展使人們的汽車保有率不斷攀升，某些特定時間、特定地段內已經出現擁堵征兆。如果不能合理調節信號與道路交叉口之間的設計，會使擁堵加劇，也會造成污染加劇，引發交通事故，最終影響城市的發展壯大和人們幸福指數的提升。

2 城市道路交叉口對交通問題的影響

為了有效緩解城市交通緊張狀況，解決城市交通擁堵問題，需要開展的工作主要包括以下幾方面：①加快城市交通基礎設施建設，有效適應交通的高速增長需求；②不斷提高城市交通管理能力和水平，提升城市交通設施以及道路資源利用率。隨著交通流量的不斷增加，除了大城市交通壓力不斷增大外，中小城市的交通壓力也隨之增大，對交通基礎設施的完善，人們已經逐漸有了嶄新的認識。應強化對現有道路交通資源的利用，以及對先進的交通管理策略開展研究，從而提升城市的交通系統運行效率。由于城市道路交通的基礎設施建設多數投資大、建設周期長、空間條件有限，且交通基礎設施也不可能無限期、無限度地建設，要通過科學、合理的交通規劃設計方案、交通管理策略，不斷提高現有城市道路設施的利用率，大力緩解城市交通的供需矛盾，且投資少、見效快，這樣比較具有現實性意義。

交叉口作為城市交通的關鍵元素，它也是整個城市道路組成的瓶頸地帶。城市道路是由諸多的交叉路口連接而成的道路網絡。道路交通是在平面交叉口反復分流、合流及交叉的組織，這一區域的交通狀況特別復雜，導致城市交通擁擠的問題常常表現在交叉口位置。而大多數的中小城市道路交叉口又因缺乏完備交通控制系統及完善的交通工程設施，使各方向的車流只能通過本能以自然的方式自行通過交叉道口，期間還夾雜著大量的非機動車、行人，這種交叉口的擁擠混亂程度遠比一般道路更加嚴重。大量事實也證明這類城市道路交叉口擁擠現象是最嚴重的，80%以上的延誤就集中在城市道路交叉口區域，平面交叉口的通過能力不到一般道路的50%，城市間日常交通擁堵的大部分情形都是因為平面交叉口的通行能力達不到現實要求而造成的。因此，城市道路的交叉口整體交通運行狀態與城市交通運行狀態是密切相關的，通過信號控制設計調節交叉口通行率問題是解決好城市道路交叉口問題、解決城市交通擁堵現象的關鍵手段。

3 交通組成內容的設計情況

3.1 交通島的設計

交通島的最主要作用是為交通流的導向、保護行人、引導非機動車及合理設置交通標志、交通信號燈、道路綠化等內容提供足夠的空間，主要包括行人過街安全島和渠劃島。

3.1.1 行人過街安全島

在信號控制的交叉口設計中一定要積極設置好行人過街安全島，盡量減少行人的清空距離以及縮短等待時間，以達到縮短信號周期長度的目的。對于面積比較大的交叉口，需要在安全島上面設置信號燈的近燈和人行燈，可以吸引駕駛員的注意，同時，也利于控制行人安全過街。

3.1.2 渠劃島的設計

渠劃島主要是指三角形的渠劃島，對于信號控制的這類交叉口，三角形的渠劃島可以達到縮短行人過街距離，進而縮短綠燈間隔時間的目的，為設置信號燈、交通標志和其他設施提供足夠空間；但其也存在一定的缺點，比如造成了行人和非機動車不能連續繞行，交叉口的平面過于復雜，右轉車的快速通行與行人、非機動車產生嚴重沖突。

對于設置三角島的這類交叉口，當只有一條車道指示右轉時，穿越右轉車道的行人及非機動車流量并不大、右轉車流量不大、緣石半徑比較小、右轉的車速較低等條件同時滿足時，右轉車道才能夠采用非信號燈的控制方式。此外就應設置信號燈，如需設置信號燈控制右轉車輛時，交叉口設計也應同時考慮三角島的面積，至少滿足設置信號燈的需求。

3.2 非機動車通行的優化方案

基于傳統型非機動車組織通行辦法形成的改善型通行辦法，其適用于較為典型的四相位方式交叉口，所設置的渠劃島難以滿足非機動車通行需求，采用改善型辦法可以提升非機動車通行的效率，同時，有效減少了非機動車因為二次通行而產生出多余的繞行時間及距離。要移除燈柱，最大限度地減小交叉口通行的視線干擾；要設置非機動車專屬左轉過街通道，可以通過彩色圖案標識出來；要設置非機動車專屬信號燈，可以引導非機動車規范通行。改善型非機動車通行示例如圖1所示。

圖1 改善型非機動車通行示例

3.3 實例分析

以較為典型的這種十字型交叉路口為例，如圖2所示，信號控制管理應采用的是兩相位對稱放行的方式，采用VISSIM軟件對交叉口的信號控制進行分析，通過采取感應控制法開展對比分析。在此方法中，檢測裝置放置在進口的上游離停止線約30 m處，綠燈的時間選取為4 s，最大綠燈的時間為8～50 s。

通過實例可以看出，隨著車流數量的變化，相位的飽和度隨之發生著變化，而綠燈的時間根據車流數量的變化進行優化，會加快交叉路口行車的速度，能夠有效地縮短交叉路口的平均延誤時長以及減少平均停車次數。

圖2 交叉路口車輛運行示意圖

4 結束語

隨著國內汽車保有量的不斷遞增，給城市交通帶來了較為巨大的壓力，特別是城市早晚高峰帶來的潮汐交通壓力。在這種環境下，交叉路口成為了交通壓力集中表現的凸點之一。信號控制和道路交叉口的設計作為有機的整體部分，要滿足交通和安全等設計需求。城市新建的信號控制交叉口既要考慮到道路交叉口的各類組成元素，又要注重信號控制設計與交叉口設計形成統一，爭取得到滿足需求的最優方案。應利用數據和網絡達到人車協同通行的效果，為城市的交通暢行帶去便捷，提升人們的幸福指數，最終達到提高國內交通管理水平的目的。