平交口渠化與信號配時協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究

王偉剛,王兵,孫均友,王彥軍,王書文,李英奇,吳旭

摘 要：平交口改善設(shè)計一直是城市道路交通建設(shè)的重點。以典型四路交叉口為例，針對動態(tài)渠化標(biāo)線與交通信號控制思路，本文采取高峰交通流量開展渠化與交通信號協(xié)調(diào)控制方案設(shè)計，論證了方案的可行性。該方法對平交口早晚高峰交通擁堵問題的改善效果較為明顯。

關(guān)鍵詞：交叉口;渠化;信號控制;協(xié)調(diào)

0 引言

城市道路交通問題往往出現(xiàn)在交叉口處。交叉口控制管理對改善城市道路交通情況具有重要作用。交叉口交通流平、高峰過渡時段，交通沖突多，且往往因為固定的車道功能設(shè)置不能匹配交通需求而產(chǎn)生潮汐現(xiàn)象。降低交叉口延誤，進一步深化合理運用道路時空資源，對探尋交叉口設(shè)計新方法對城市交通發(fā)展具有重要意義。

1 動態(tài)渠化標(biāo)線與交通信號協(xié)調(diào)控制

針對平峰時的渠化與信號配時協(xié)調(diào)方案不能適應(yīng)高峰交通流的需求，依據(jù)最高峰交通流量，以典型四路交叉口為研究對象，可以得出：平峰時交叉口進口道車道功能分別為直左、直右車道，信號相位為兩相位。現(xiàn)分別研究交叉口在不同流量狀態(tài)下兩套方案的運行效果。假設(shè)交叉口各進口道流量及流量分布情況均等，左轉(zhuǎn)、直行與右轉(zhuǎn)車流之間的比例為1：2：1。分別選取進口流量為495 pcu/h和1 650 pcu/h兩種流量狀態(tài)，進行信號配時方案設(shè)計，并用VISSIM軟件仿真。

1.1 配時設(shè)計

Webster最佳周期計算公式如下：

（1）

式中：

—周期時長，;

—信號總損失時間，;

—周期內(nèi)所有相位的關(guān)鍵車道組的流率比之和。

1.2 VISSIM仿真

Q=495 pcu/h時，仿真結(jié)果如表1所示。

由表1可知平峰方案較高峰方案平均延誤降低了58%，平均停車次數(shù)降低了36%，平均排隊長度降低了28%。交叉口低流狀態(tài)下平峰方案比高峰方案運行效率要更好。因為在低流狀態(tài)下，交叉口關(guān)鍵流率比之和比較小。此時采用兩相位方案，交叉口運行效率高。

Q=1 650 pcu/h時，仿真結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，當(dāng)交叉口飽和度為1時，高峰方案優(yōu)于平峰方案，具體表現(xiàn)在平均延誤降低24%，平均停車次數(shù)減少44%，平均排隊長度減少34%。在交叉口流量飽和狀態(tài)下，平峰方案中直行與左轉(zhuǎn)車輛沖突嚴(yán)重，導(dǎo)致左轉(zhuǎn)車輛的延誤上升，排隊長度變長，停車次數(shù)增加，進而引起交叉口通行能力下降;高峰方案分離了直行與左轉(zhuǎn)車流，降低了交叉口內(nèi)的沖突，增加了進口道車道數(shù)，減少了排隊長度，進而提高了交叉口的通行能力。

綜上，平峰方案在交叉口低流狀態(tài)下運行效率更高，高峰方案在高峰期運行效率更高，動態(tài)渠化標(biāo)線與交通信號的協(xié)調(diào)控制達到了預(yù)期控制效果。

2 平峰與高峰方案之間的協(xié)調(diào)與過渡

壓縮車道的放行方案需要注意在變換渠化方案后，由于車道寬度變窄，車道標(biāo)線較原標(biāo)線位置發(fā)生了偏移。因此，平峰方案向高峰方案的過渡是該控制過程中的關(guān)鍵。

3 結(jié)束語

本文以典型交叉口的平、高峰交通流數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，針對交叉口平、高峰時不同的交通需求，提出了動態(tài)渠化標(biāo)線與交通信號協(xié)調(diào)控制的思路。該方法為探索平交口系統(tǒng)改善新技術(shù)提供了新方向。

相鄰交叉口之間的協(xié)調(diào)控制可作為接下來的重點。利用現(xiàn)有交通裝備更好的實現(xiàn)動態(tài)渠化標(biāo)線與交通信號協(xié)調(diào)控制是下一步研究的主要方向。

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