施 雯

（陜西青年職業(yè)學(xué)院財(cái)經(jīng)系，陜西 西安 710064）

引言

交叉口是城市道路交通系統(tǒng)的重要組成部分，是城市交通的瓶頸。存在潛在的交通流沖突是城市交叉口的固有特性。來自各個(gè)方向的車流集中在交叉口造成眾多的沖突點(diǎn)，導(dǎo)致交叉口常常人車糾結(jié)，效率低下，并且往往是交通事故的多發(fā)地帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市整體交通中有約45%的交通事故發(fā)生在交叉口；14%的惡性交通事故發(fā)生在城市中央商務(wù)區(qū)，而其中 2/3發(fā)生在交叉口[1]。

環(huán)形交叉口是城市交叉口中常見的形式之一，其利用車輛繞環(huán)島交織行駛，能夠在空間上解決道路相交車輛的沖突問題，在不超過其通行能力的情況下車輛行駛安全，不需要設(shè)置較多管理設(shè)施，且車輛能夠連續(xù)行駛，節(jié)省燃料的同時(shí)還能減小噪聲、污染和磨損。隨著交通需求日益增長(zhǎng)，其缺點(diǎn)也暴露無遺。當(dāng)交通流超過最優(yōu)通行流量時(shí)，環(huán)形交叉口會(huì)出現(xiàn)整個(gè)路網(wǎng)飽和度提高、車輛阻塞、車均延誤增大等問題，導(dǎo)致通行效率降低[2]。

本文通過對(duì)西安市南二環(huán)朱雀路環(huán)形交叉口、含光路環(huán)形交叉口、勞動(dòng)路十字形交叉口進(jìn)行實(shí)測(cè)研究，計(jì)算分析對(duì)比了環(huán)形交叉口與十字交叉口通行效率與安全性，并提出相應(yīng)的改善措施來提高交叉口的通行效率和安全性。

1 交叉口基本情況

1.1 信號(hào)配時(shí)

統(tǒng)計(jì)三個(gè)路口交通燈信號(hào)配時(shí)，例如表1為朱雀路口的交通燈信號(hào)配時(shí)。

表1 朱雀路環(huán)形交叉口信號(hào)配時(shí)

1.2 交通流情況

根據(jù)調(diào)研得到交叉口分流向、分車型的機(jī)動(dòng)車交通量統(tǒng)計(jì)[3]，換算成標(biāo)準(zhǔn)小汽車交通當(dāng)量，并選出流量最大的15min換算成設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。各種車型的小汽車當(dāng)量換算系數(shù)有中國(guó)公路學(xué)會(huì)《交通工程手冊(cè)》查得。計(jì)算得到的三個(gè)交叉口高峰小時(shí)平均流量。

2 交叉口通行效率分析

朱雀路交叉口、含光路交叉口和勞動(dòng)路交叉口采用不同的交叉口類型，朱雀路交叉口、含光路交叉口是環(huán)形交叉口，勞動(dòng)路交叉口則是十字形交叉口。朱雀路交叉口和含光路交叉口采用不同信號(hào)控制方式，朱雀路環(huán)形交叉口采用左轉(zhuǎn)二次信號(hào)控制方式，而含光路環(huán)形交叉口采用一般的信號(hào)控制方式。因此三個(gè)交叉口的通行效率是不同的。

表2 各交叉口通過距離

本文依據(jù)最小車流速度、高峰小時(shí)平均流量和通行能力等指標(biāo)評(píng)價(jià)通行效率。在經(jīng)過實(shí)地觀察，發(fā)現(xiàn)車輛通過三個(gè)交叉口的距離不同，通過測(cè)量如表2所示。

2.1 最小車流速度

由三個(gè)交叉路口各個(gè)進(jìn)口直行車輛的通過距離和信號(hào)燈配時(shí)中的綠燈時(shí)間，根據(jù)公式（1）求得各個(gè)進(jìn)口直行車輛的最小車流速度。

式中：vmin—各個(gè)進(jìn)口直行車輛最小車流速度；

L—各個(gè)進(jìn)口直行車輛通過距離；

Lbe—對(duì)應(yīng)的綠燈時(shí)間。

朱雀路交叉口北入口直行車輛vmin計(jì)算如下：

按照上面步驟把數(shù)據(jù)依次代入公式（1）得出各個(gè)進(jìn)口直行車輛的vmin。繪制折線圖如圖1所示。

圖1 各交叉口直行車輛最小車流速度

朱雀路環(huán)形交叉口采用左轉(zhuǎn)二次信號(hào)控制，左轉(zhuǎn)車輛在直行綠燈啟動(dòng)時(shí)，需在待行區(qū)域等候，等到左轉(zhuǎn)專用相位的綠燈信號(hào)啟動(dòng)時(shí)方才執(zhí)行左轉(zhuǎn)。朱雀路環(huán)形交叉口左轉(zhuǎn)車輛通過交叉口分兩段距離處理。

三個(gè)交叉口左轉(zhuǎn)車輛最小車流速度計(jì)算結(jié)果如表 3所示：

表3 左轉(zhuǎn)車輛最小車流速度 單位：km/h

2.2 交通流密度

根據(jù)三個(gè)交叉口的高峰小時(shí)平均流量以及三個(gè)交叉口各個(gè)方向的通過距離，由公式（2）計(jì)算各個(gè)交叉口直行車道、右轉(zhuǎn)車道、左轉(zhuǎn)車道的交通流密度。

式中：K—交通流密度（輛/km）；

N—在L長(zhǎng)的道路上擁有的車輛數(shù)（輛）；

L—道路長(zhǎng)度（km）；

勞動(dòng)路北入口直行車輛交通流密度：

同理，計(jì)算各交叉口不同轉(zhuǎn)向的交通流密度如圖2所示：

圖2 各個(gè)不同流向交通流密度

2.3 通行能力

根據(jù)各交叉口的高峰小時(shí)平均流量以及實(shí)際測(cè)得的車流數(shù)據(jù)，計(jì)算得各個(gè)交叉口的通行能力[4]如表4所示：

表4 各交叉通行能力

2.4 通行效率分析

文章以最小車流速度、高峰小時(shí)平均流量、通行能力為指標(biāo)分析各交叉口通行效率，通過以上計(jì)算及其圖表的反應(yīng)，得出以下結(jié)論：

（1）在綠燈時(shí)間內(nèi)，朱雀路環(huán)形交叉口和含光路環(huán)形交叉口直行和左轉(zhuǎn)車流的最小速度分別比勞動(dòng)路十字形交叉口直行和左轉(zhuǎn)車流的最小速度高；

（2）在同一交叉口內(nèi)，南北入口直行車流最小車流速度比東西入口直行車輛的最小車流速度高；朱雀路交叉口和含光路交叉口，南北方向左轉(zhuǎn)車輛最小車流速度高于東西方向左轉(zhuǎn)最小車流速度，而勞動(dòng)路交叉口相反；

（3）朱雀路環(huán)形交叉口采用了左轉(zhuǎn)二次信號(hào)控制方式，車輛左轉(zhuǎn)最小車流速度比含光路環(huán)形交叉口和勞動(dòng)路交叉口的高。

（4）勞動(dòng)路十字形交叉口交通流密度比含光路環(huán)形交叉口和朱雀路環(huán)形交叉口交通流密度大，同時(shí)含光路環(huán)形交叉口交通流密度比朱雀大街環(huán)形交叉口交通流密度大；

（5）含光路環(huán)形交叉口直行和左轉(zhuǎn)車道交通流密度比采用左轉(zhuǎn)二次信號(hào)控制的朱雀路環(huán)形交叉口交通流密度大。

（6）勞動(dòng)路十字交叉口通行能力＞含光路環(huán)形交叉口通行能力＞朱雀路環(huán)形交叉口通行能力。

3 交叉口安全性分析

本文以沖突點(diǎn)作為交叉口安全性分析指標(biāo)。在交叉現(xiàn)象中，沖突分為交叉沖突、分流沖突和合流沖突。所謂交叉沖突指兩個(gè)不同方向的交通流相互交叉時(shí)發(fā)生的沖突；分流沖突指在分流現(xiàn)象中，一個(gè)方向的交通流分成兩個(gè)不同方向的交通流時(shí)發(fā)生的沖突；合流沖突指在合流現(xiàn)象中，兩個(gè)不同方向的交通流匯合成一個(gè)方向的交通流時(shí)發(fā)生的沖突[5]。

通過Vissim微觀仿真中的優(yōu)先權(quán)設(shè)置，可統(tǒng)計(jì)各交叉口無信號(hào)燈控制和有信號(hào)燈控制時(shí)的沖突點(diǎn)數(shù)量，如表 5、6所示：

表5 各交叉口無信號(hào)燈控制沖突點(diǎn)數(shù)量

表6 各交叉口有信號(hào)燈控制沖突點(diǎn)數(shù)量

對(duì)比有無信號(hào)燈控制交叉口沖突點(diǎn)的數(shù)量，很明顯信號(hào)燈控制有效的減少了交叉口沖突點(diǎn)的數(shù)量，使得車流相互干擾減少，對(duì)交通安全的影響也減少。

4 結(jié)論及提升建議

（1）勞動(dòng)路十字交叉口通行能力高，交通流密度大，最小車流速度小，安全性高，而朱雀路環(huán)形交叉口通行能力低，交通流密度低，最小車流速度大，存在安全隱患，相比之下，含光路環(huán)形交叉口通行效率居中，存在安全隱患；

（2）車輛更容易通過勞動(dòng)路十字形交叉口和含光路環(huán)形路交叉口；

（3）勞動(dòng)路十字形交叉口各個(gè)車道交通密度最高，道路的利用效率最好。朱雀路左轉(zhuǎn)車道的利用率、斷面通過的車輛數(shù)比含光路環(huán)形交叉口低，其通行效率比含光路環(huán)形交叉口低；

（4）為了提高十字交叉口和環(huán)形交叉口的通行效率和安全性，可以采取一定的工程手段，如優(yōu)化相位分配、增加交叉口安全設(shè)備、加強(qiáng)監(jiān)督管理等措施加以改善[6]。

[1] FHWA Course on Bicycle and Pedestrian Transportation[M], FHWA,Washington,D.C.,2001：111-111.

[2] 南佩鳳.環(huán)形交叉口通行能力與信號(hào)控制方法研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué),2014.

[3] 同濟(jì)大學(xué),上海市工程建設(shè)規(guī)范城市道路平面交叉口規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)程[R],上海：2001.

[4] 黃合來,張可可.環(huán)島改信控交叉口的通行效率和安全水平評(píng)價(jià)[J].湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),2013：49-57.

[5] 管曉偉.基于交通沖突技術(shù)的平面交叉口安全評(píng)價(jià)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2007.

[6] 張海楠.城市環(huán)形交叉口通行能力分析及其改善措施研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2012.

[7] 林雨平,基于交通沖突的信控環(huán)形交叉口交通安全分析[D].福州：福建農(nóng)林大學(xué),2010.

[8] 李作敏.交通工程學(xué)[M].北京：人民交通出版社,2011.