摘 要：以典型的十字形交叉口為研究對(duì)象，探討合用車道設(shè)置的條件。仿真結(jié)果顯示，較高機(jī)動(dòng)車交通負(fù)荷水平下，當(dāng)左轉(zhuǎn)交通量達(dá)到一定水平時(shí)，進(jìn)口道可以考慮采用一條左轉(zhuǎn)車道、一條直左合用車道的設(shè)置模式代替一條左轉(zhuǎn)車道、一條直行車道的設(shè)置模式。

關(guān)鍵詞：交通運(yùn)輸工程；信號(hào)交叉口；合用車道；微觀交通仿真

引言

合用車道是城市道路交叉口車道設(shè)置的常見(jiàn)形式，伴隨著交通工程學(xué)的發(fā)展而發(fā)展。常規(guī)合用車道是指直行車道、左轉(zhuǎn)車道及右轉(zhuǎn)車道三者之間的合用，包括直行左轉(zhuǎn)合用車道、直行右轉(zhuǎn)合用車道、直行與左右轉(zhuǎn)合用車道及左右轉(zhuǎn)合用車道等。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范只是針對(duì)專用車道交通管理與控制給予詳實(shí)的表述，對(duì)于合用車道的研究還不成熟[1～2]。專用車道交通管理與控制的逆命題就適用于合用車道嗎？這一命題迄今沒(méi)有人給出回答。如果答案是肯定的，那么這一命題需要驗(yàn)證。如果答案是否定的，那么合用車道作為城市道路交叉口車道設(shè)置必不可少的一種形式，其設(shè)置條件應(yīng)該得到相關(guān)研究人員的重視。國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對(duì)合用車道的研究局限于通行能力、飽和流率等運(yùn)營(yíng)分析層面的研究，沒(méi)有對(duì)合用車道交通管理與控制這一層面進(jìn)行深層次的探討[3～4]。

合用車道的管理與控制對(duì)于改善交通效率和安全等具有很強(qiáng)的直接性，但它不是具體的解決方案，而是以基礎(chǔ)理論為核心不斷創(chuàng)新的一系列措施的有機(jī)組合，其創(chuàng)新既包括設(shè)置條件、設(shè)置形式、具有合用車道的信號(hào)控制交叉口的空間布局、放行方式等方面，也包括這些管理與控制方法在實(shí)踐中的應(yīng)用。

1 車道功能劃分

一般情況下，針對(duì)十字形交叉口，常規(guī)合用車道的車道功能從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次為，模式1的南北方向?yàn)椋鹤筠D(zhuǎn)專用車道、直行專用車道和直右合用車道，模式2的南北方向?yàn)椋鹤筠D(zhuǎn)專用車道、直左合用車道和直右合用車道，兩種模式的東西方向均為左轉(zhuǎn)專用車道、直行專用車道和直右合用車道。

2 放行方式

以典型十字形信號(hào)交叉口為例，針對(duì)兩種車道功能劃分模式，建立相應(yīng)的機(jī)動(dòng)車及行人相位結(jié)構(gòu)。模式1的東西方向、南北方向均具有搭接相位；模式2的東西方向具有搭接相位，南北方向采用單口放行的方式，不具有搭接相位。

3 仿真實(shí)驗(yàn)分析

利用VISSIM 5.4建立仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境，針對(duì)所有進(jìn)口道適時(shí)交通信號(hào)控制策略的性能表現(xiàn)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析。

3.1 道路空間條件

各條道路的路段車道數(shù)為3條、進(jìn)口車道數(shù)為4條。模式1的各條進(jìn)口車道功能從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次為：一條左轉(zhuǎn)專用車道、兩條直行專用車道及一條直右合用車道；模式2的南、北進(jìn)口車道功能從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次為：一條左轉(zhuǎn)專用車道、一條直左合用車道、一條直行專用車道及一條直右合用車道，東、西進(jìn)口車道功能從內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次為：一條左轉(zhuǎn)專用車道、兩條直行專用車道及一條直右合用車道。

進(jìn)口道采用中央分隔帶內(nèi)側(cè)展寬，展寬段長(zhǎng)度為50m，展寬漸變段的長(zhǎng)度為20m。單條進(jìn)口車道、出口車道、路段車道及人行橫道的寬度分別為3m、3.5m、3.5m、5m。

3.2 交通需求條件

為保證交通需求的隨機(jī)性，分別在一定的抽樣范圍內(nèi)隨機(jī)選取各進(jìn)口道、各交通流向的機(jī)動(dòng)車到達(dá)交通量。針對(duì)左轉(zhuǎn)交通量占進(jìn)口道交通量的比例，構(gòu)成四組實(shí)驗(yàn)，共12種交通需求組合。

各進(jìn)口道交通量在1200pcu/h～1500pcu/h內(nèi)進(jìn)行抽樣，南、北進(jìn)口道左轉(zhuǎn)交通量占比分別為25.0%-29.9%、30.0%-34.9%、35.0%-39.9%及40.0%-45.0%；東、西進(jìn)口道左轉(zhuǎn)交通量占比為25.0%-29.9%，右轉(zhuǎn)交通量占比為4%～8%。

每一組交通需求組合的進(jìn)口道交通量如下所示，單位：pcu/h。組1，北1381、東1306、南1289和西1319；組2，北1446、東1384、南1443和西1234；組3，北1380、東1219、南1343和西1213；組4，北1267、東1438、南1209和西1474；組5，北1342、東1412、南1218和西1468；組6，北1208、東1364、南1313和西1351；組7，北1466、東1220、南1215和西1420；組8，北1388、東1214、南1372和西1408；組9，北1442、東1226、南1322和西1447；組10，北1304、東1487、南1245和西1388；組11，北1487、東1420、南1262和西1290；組12，北1284、東1390、南1229和西1297。

3.3 仿真模型參數(shù)

將機(jī)動(dòng)車的交通構(gòu)成定義為標(biāo)準(zhǔn)車輛，機(jī)動(dòng)車的最小和最大期望速度分別為48km/h和58km/h。車輛跟馳模型中，車輛最小前視和后視距離均為30m，車輛最大前視和后視距離均為100m，平均停車間距為1.5m，期望安全距離的附加部分為2.5m，期望安全距離的倍數(shù)部分為3.5m。車道變換模型中，車輛消失前的等待時(shí)間為45s。其他駕駛行為參數(shù)采用默認(rèn)值。

仿真運(yùn)行總時(shí)間為7800s，其中，數(shù)據(jù)采集時(shí)段為701～7800s，數(shù)據(jù)分析總時(shí)間為7200s。針對(duì)每1種交通需求組合進(jìn)行1組仿真實(shí)驗(yàn)，每1組仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行5次仿真運(yùn)行，每1次仿真運(yùn)行選取的隨機(jī)數(shù)分別為9、19、29、39、49。

3.4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果

結(jié)果表明：

（1）左轉(zhuǎn)交通量比例較低的情況下，設(shè)置模式2會(huì)導(dǎo)致交叉口車均延誤、交叉口車均停車次數(shù)在一定程度上增加。

（2）隨著左轉(zhuǎn)交通量比例增長(zhǎng)到一定程度，模式2的交叉口運(yùn)行狀況較好，交叉口車均延誤、交叉口車均停車次數(shù)均低于模式1。

（3）較高機(jī)動(dòng)車交通負(fù)荷水平下，當(dāng)左轉(zhuǎn)交通量占進(jìn)口道交通量比例在35%以上，進(jìn)口道可以考慮采用一條左轉(zhuǎn)車道、一條直左合用車道的設(shè)計(jì)模式代替一條左轉(zhuǎn)車道、一條直行車道的設(shè)置模式。

4 結(jié)束語(yǔ)

合用車道是交叉口車道設(shè)置的重要形式，合理地設(shè)置合用車道對(duì)交叉口性能的提升有重要的作用。文章的結(jié)果表明，當(dāng)左轉(zhuǎn)交通量占進(jìn)口道交通量的達(dá)到一定比例，直左合用車道可能會(huì)顯現(xiàn)出一定程度上的優(yōu)越性。

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