摘 要:平面信號交叉口是城市道路網(wǎng)中的重要節(jié)點,是各類交通流匯集、轉向和通過的必經(jīng)之地。隨著城市的快速發(fā)展和車輛保有量的增大,加之道路渠化和信號配時不盡合理,使信號交叉口經(jīng)常發(fā)生交通擁擠、堵塞或交通事故,降低了交叉口的通行能力,因此對交叉口進行組織優(yōu)化是十分有必要的,本文首先梳理了交叉口渠化和配時方法并給出交通優(yōu)化組織評價指標,最后選擇西安市某交叉口進行實地驗證并利用VISSIM進行仿真。
關鍵詞:信號交叉口;交通組合;優(yōu)化方案;交通仿真
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.124
1 背景
平面交叉口構成城市交通網(wǎng)絡的關鍵節(jié)點,交叉口的復雜交通特征使其成為交通持續(xù)混亂和事故的多發(fā)點,降低道路網(wǎng)通行能力,成為城市道路的瓶頸。因此,對交叉口的交通運行狀況進行分析,找出交叉口擁擠堵塞的根源,對其進行優(yōu)化,減少沖突點和延誤,保證行車安全,提高交叉口的通行能力,保證行車暢通,從而提高整個城市路網(wǎng)的通行能力,這在城市交通的設計與治理中具有重要的意義。
2 信號交叉口交通組織優(yōu)化方法
交叉口交通渠化和信號控制優(yōu)化(相位設置、信號相序、配時方案)是平面信號交叉口優(yōu)化的常用方法,分別實現(xiàn)交通沖突在時間、空間上的分離。
(1)渠化交通。通過在交叉范圍內(nèi)設置交通標志、綠化帶、隔離帶、標線、交通島和行人安全島等,來引導行人和車輛沿著各自的運動方向互不影響的安全有序運行,其作用是明確混合交通中各種交通流在空間上的道路使用權。
(2)信號控制優(yōu)化。通過設置相位、相序、配時方案,使交叉口原本相互沖突的混合交通流在時間上分離,是管理城市道路交叉口最普遍、有效的方法之一。在實際規(guī)劃中首先要對交叉口進行現(xiàn)狀調(diào)查,根據(jù)流量、交叉口幾何形狀、渠化方案確定相位設置方法,接著計算各相位配時方案。我國通常利用TRRL法(Webster法)進行配時,采用TRRL法對單個交叉口信號配時進行優(yōu)化時,在各時段進口道流量調(diào)查的基礎上,首先確定該最佳信號周期,然后再確定各相位的有效綠燈時間。
3 信號交叉口交通組織優(yōu)化評價指標
定量衡量交叉口通行情況指標可用來衡量同一個交叉口優(yōu)化前后,交通運行情況是否改善并進行優(yōu)化方案的比選。微觀交通仿真軟件VISSIM的縱向運動采用的心理-生理跟車模型,橫向運動(車道變換)采用基于規(guī)則的算法,能較真實地反映實際交通狀況,具有廣泛實用價值。VISSIM仿真軟件可以生成一系列評價指標,對路段、車輛、公交等仿真元素在仿真運行過程當中的狀態(tài)變化的記錄或者某個參量的累加,實現(xiàn)對仿真過程中各元素的運行狀態(tài)判斷。本文選用VISSIM中節(jié)點評價中涉及到的車均停車次數(shù)、停車時間(全部)、平均排隊長度(m)、車均延誤(s)、最大排隊長度(m)為指標進行評價。
4 實例
(1)交叉口基本情況。所選交叉口周邊學校眾多,交叉口以南有大學一所,以北有大型公園一個。使用無人機分別錄制早高峰各進口道左直右車量流量情況,換算成當量小時交通量?,F(xiàn)狀配時方案的信號周期為130秒,分為東西直左右和南北直左右兩個相位,綠燈時間分別為69秒和49秒,黃燈時間3秒,全紅時間3秒。
(2)存在問題分析。結合實地調(diào)查情況進行分析,現(xiàn)狀存在問題有:①四個進口道左轉車流均占一定比例,現(xiàn)狀為兩相位設置,應考慮增設左轉保護相位;②四個進口道,左轉車流和直行車流均未分離,且進口道車道寬度較寬;③西出口道一側公交站牌較多,未設置公交專用道;西進口道有一條直右行車道和一條右轉車道,直右車道中右轉車輛延誤會增加;④南出口道一側公交站牌較多,未設置公交專用道;⑤南進口道有一條直右行車道和一條右轉車道,直右車道中的右轉車輛延誤會增加;⑥北進口道車道較寬,最右側車道未設置標線;⑦東進口道有一條直右行車道和一條右轉車道,直右車道中的右轉車輛延誤會增加;⑧交叉口內(nèi)部未設置非機動車道。
(3)優(yōu)化后方案。渠化方面:①增設交叉口內(nèi)部非機動車道;人行橫道以及安全島;綠化帶前方的導流線;②西進口通過壓縮車道,增加一條專右車道。中間護欄往南偏移0.4m。設置專左和專右車道。③南進口車道壓縮成凈寬2.6m,設置專左車道。出口道加寬,凈寬為2.85m。左轉彎展寬漸變段長度設25m。出口道通過壓縮非機動車增加一條公交專用道;④東進口人行橫道往前平移4m,設置專左車道,左轉彎展寬漸變段長度設25m;⑤北進口車道壓縮成凈寬2.6m,設置專左車道,出口道加寬,凈寬為3.2m。左轉彎展寬漸變段長度設25m。信號控制方案以TRRL法為依據(jù),以早高峰時段為例,改為東西直行、東西左轉、南北直行、南北左轉共四個相位,信號周期為121秒,四個相位的綠燈時間分別為43秒,14秒,22秒,22秒,黃燈時間3秒,全紅時間2秒。
(4)基于VISSIM的交通仿真。對現(xiàn)狀和優(yōu)化后渠化方案和晚高峰配時方案,利用VISSIM進行仿真,停車次數(shù)由0.41次下降到0.35次,停車時間由23.5秒下降到14.1秒,延誤由26.7秒下降到18.2秒,最大排隊長隊由68.2米下降到52.2米結果表明,優(yōu)化后交叉口各個指標與現(xiàn)狀指標相比,得到了不同程度的改善。
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作者簡介:張自荷(1994-),女,陜西西安人,研究生在讀,研究方向:交通設計、交通規(guī)劃、交通大數(shù)據(jù)處理與分析。