白 翰，張康宇，王修光，燕 翔，馮啟龍

(山東交通學(xué)院 交通與物流工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250357)

0 引 言

交叉口作為城市道路中重要的交通組織形式，對(duì)其通行能力進(jìn)行研究在城市交通管理與控制、交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)等方面占有重要地位[1]。現(xiàn)在很多學(xué)者研究了傳統(tǒng)十字路口的通行能力[2-7]，其中魏恒等[2]提出了路段上“自行車流”行駛狀態(tài)與其通行能力間的定量分析方法，并建立了信號(hào)交叉口“自行車流”行駛狀態(tài)與通行能力計(jì)算模型；D.P.ALLEN等[3]通過(guò)自行車交通量與自行車與右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車間沖突區(qū)域的綠燈相位百分比間的關(guān)系，確定自行車飽和流量調(diào)整系數(shù)，以計(jì)算交叉口處自行車道通行能力；M.HOSSAIN等[4]采用坐標(biāo)法模擬車輛位置，從而確定混合交通條件下車道通行能力與交通流、車道寬度和交通組成間的定量關(guān)系；韓鳳春等[5]從交叉口宏觀和微觀特性出發(fā)，進(jìn)行了混合交通流動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)及其通行能力分析模型的建立；周溪召等[6]以當(dāng)量人群描述非機(jī)動(dòng)車和行人對(duì)機(jī)動(dòng)車通行的共同影響，確定了無(wú)控制交叉口車道右轉(zhuǎn)、直行及左轉(zhuǎn)的通行能力；何瑞等[7]從信號(hào)控制人行橫道處研究行人過(guò)街對(duì)城市道路通行能力的影響，在行人通過(guò)斑馬線的情形下，建立了道路通行能力的分析方法。也有學(xué)者構(gòu)建了十字路口通行能力的計(jì)算模型[8-11]，如CJJ 37—90《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》中的推薦經(jīng)典方法；楊佩昆等[9]提出的沖突點(diǎn)法；劉美岐等[10]建立了紅燈右轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)滯后放行信號(hào)控制條件下的信號(hào)交叉口直右共用車道通行能力模型；李素蘭等[11]研究了信號(hào)控制交叉口的車輛優(yōu)先權(quán)規(guī)則和信號(hào)周期內(nèi)不同時(shí)刻的車輛更新規(guī)則,構(gòu)建了一個(gè)平面十字信號(hào)控制交叉口元胞自動(dòng)機(jī)模型。

然而，國(guó)內(nèi)外許多文獻(xiàn)大多都提到混合交通環(huán)境下的通行能力，其主要基于行人、非機(jī)動(dòng)車、道路寬度、信號(hào)周期、車輛構(gòu)成等因素對(duì)通行能力的分析研究，且大部分在研究混合交通流通行能力時(shí)較少考慮車與車間的影響，缺乏合放交通流的通行能力的計(jì)算方法。

基于此，筆者考慮交通實(shí)體間的沖突規(guī)律[12]、合放交通流特性，利用可穿越間隙理論與經(jīng)典信號(hào)控制交叉口通行能力計(jì)算方法進(jìn)行城市交叉口合放交通流通行能力的研究，從而建立合放交叉口通行能力綜合計(jì)算模型，并對(duì)交叉口轉(zhuǎn)向比例、車道寬度、慢行交通影響系數(shù)進(jìn)行修正[13]，為城市管理者獲取更為準(zhǔn)確和簡(jiǎn)便的交叉口通行能力提供了理論支撐。

1 交叉口合放交通流特性分析

交叉口信號(hào)控制和非信號(hào)控制的過(guò)渡狀態(tài)是交叉口合放，就十字路口相交道路而言是信號(hào)控制，即受被交道路車輛綠燈通行時(shí)間的影響，相交道路車流需停車等待；而對(duì)于合放的對(duì)向進(jìn)口是無(wú)信號(hào)控制，即不同方向車流同時(shí)放行，不受信號(hào)控制，且存在讓行規(guī)則。

1.1 直行交通流

合放時(shí)直行交通流需要損失部分啟動(dòng)時(shí)間，以高密度隊(duì)列式通過(guò)進(jìn)口道停車線，最終安全到達(dá)出口道，期間直行車流不僅會(huì)受到單位周期內(nèi)綠燈時(shí)長(zhǎng)限制和直行車道與其他方向車流共用同一車道時(shí)的干擾影響，同時(shí)受到對(duì)向左轉(zhuǎn)車流的交通沖突的影響，主要體現(xiàn)在直行與左轉(zhuǎn)車流的沖突時(shí)間、沖突面積以及沖突數(shù)量等方面，沖突特征越明顯，其對(duì)直行交通流通行能力影響則會(huì)越大。

1.2 左轉(zhuǎn)交通流

合放時(shí)左轉(zhuǎn)交通流，常布置在交叉口進(jìn)口道左側(cè)，以直左、左轉(zhuǎn)專用和直左右共用車道等形式存在，相較于承擔(dān)多種交通功能的混合車道的左轉(zhuǎn)車流，專用左轉(zhuǎn)車流的車頭時(shí)距要小，車道功能明確，前后車前后方向性干擾要弱。故合放過(guò)程中，專用左轉(zhuǎn)車流與對(duì)向直行車流產(chǎn)生沖突時(shí)，直行車流優(yōu)先于左轉(zhuǎn)車流通行，且其能夠借助直行車流空隙穿行通過(guò)，與無(wú)信號(hào)交叉口主路車流優(yōu)先通行的基本特征一致。而對(duì)于承擔(dān)多種交通功能的混合車道中的左轉(zhuǎn)車流而言，其受到前后車運(yùn)行狀態(tài)的影響顯著(如前車左轉(zhuǎn)、后車直行，或前車直行、后車左轉(zhuǎn))，同時(shí)在對(duì)向直行情況下，其所受影響也較突出。

1.3 右轉(zhuǎn)交通流

合放時(shí)右轉(zhuǎn)交通流分布在進(jìn)口右側(cè)，以右轉(zhuǎn)專用道、直右(直左右)車道等形式存在，通常不遵循信號(hào)燈指示通過(guò)，主要受混行車道中直行或左轉(zhuǎn)車輛的方向性干擾，即在直行和右轉(zhuǎn)共同使用車道或直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)共同使用車道中，會(huì)出現(xiàn)前車因等待綠燈而阻擋后方右轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)車輛的情況，從而致使右轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)車流發(fā)生中斷。

2 合放通行能力計(jì)算模型構(gòu)建

2.1 模型假設(shè)

1)在信號(hào)周期期間，確保相反進(jìn)口在相同相位釋放，滿足左轉(zhuǎn)彎和直行車輛之間部分沖突的條件；

2)交叉口交叉形式為正交，進(jìn)口停車線位置、車道數(shù)目及其功能與對(duì)向進(jìn)口對(duì)稱，且保證轉(zhuǎn)彎半徑、車道寬度等幾何尺寸一致；

3)保證交叉口各交通參與者安全與規(guī)則意識(shí)良好，車輛不受交通秩序干擾，且駕駛員駕駛技術(shù)良好，駕駛操作行為良好；

4)當(dāng)前交叉口包括平整度、各類病害等路面條件良好，周邊交通環(huán)境與天氣環(huán)境良好。

2.2 模型提出

根據(jù)停車線法通行能力計(jì)算方法與CJJ 37—90《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)理論，并結(jié)合交通沖突因素分析進(jìn)行模型構(gòu)造。筆者從單車道通行能力計(jì)算入手，引入交通沖突復(fù)雜系數(shù)、左轉(zhuǎn)補(bǔ)償效益理念，來(lái)提高基本通行能力計(jì)算精度，同時(shí)進(jìn)一步推廣至單進(jìn)口道通行能力計(jì)算，以此來(lái)滿足不同城市道路合放交叉口車道布局場(chǎng)景下的通行能力計(jì)算需求，計(jì)算模型如下。

2.2.1 直行(直左)交通流通行能力

1)基本公式

按照交叉口處有呈現(xiàn)周期性分布的信號(hào)控制規(guī)律，根據(jù)單周期內(nèi)的飽和流率進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)信號(hào)周期內(nèi)單條直行車道通行能力計(jì)算qis，如式(1)：

(1)

式中：i為交叉口進(jìn)口編號(hào)，即第i個(gè)合放進(jìn)口；ns為直行(直左)車道數(shù)；tg為信號(hào)周期內(nèi)綠燈時(shí)間,s；t0為當(dāng)信號(hào)燈色轉(zhuǎn)為綠色的時(shí)刻起，第一輛車啟動(dòng)并駛過(guò)停車線所花費(fèi)的時(shí)間，s；ti為直行(直左)或右轉(zhuǎn)車輛駛過(guò)停止線的平均間隔時(shí)間，s/pcu；Ψ為直行車道通行能力折減系數(shù)，取0.9；FC為交通沖突復(fù)雜系數(shù)；β′ij為第i個(gè)進(jìn)口道的第j個(gè)直左車道中左轉(zhuǎn)車流所占比例，若為直行車道β′ij取0。

2)模型修正

參照交通實(shí)體間的沖突規(guī)律,并結(jié)合合放交通流下各種交通流的沖突復(fù)雜程度與直行車流的交通特性，從而規(guī)定交通沖突區(qū)域：即十字交叉口內(nèi)部中相互干擾或沖突的車流i和車流j，根據(jù)各車流所在的車道寬度所規(guī)定的帶狀區(qū)域的面積為Si、Sj，從其形成交集點(diǎn)起，直至交通流沖突結(jié)束或完成結(jié)束分合流過(guò)程為止，該區(qū)域即為沖突區(qū)域即Si∩Sj，兩股車流所形成的總面積為Si∩Sj，如圖1。

圖1 沖突區(qū)域Fig.1 Schematic diagram of conflict areas

在交叉口內(nèi)部不同方向的交通流彼此沖突時(shí)，其通行能力的高低與沖突點(diǎn)個(gè)數(shù)及角度也相關(guān)，相互沖突的車流同時(shí)放行時(shí)，其中在沖突點(diǎn)N處，車流i和車流j彼此沖突，其角度為αi,j，那么存在函數(shù)f(αi,j)，滿足各沖突點(diǎn)車流沖突關(guān)系。

合放交叉口的交通沖突復(fù)雜系數(shù)FC，如式(2)、式(3)：

(2)

(3)

式中：k為彼此沖突的交通流組合序號(hào)；Dk為在交叉路口沖突交通流組合k中，其所包括的交通流個(gè)數(shù)；i,j為彼此沖突的交通流序號(hào)；Ai,j為沖突優(yōu)先指數(shù)，表征交通流i對(duì)交通流j的優(yōu)先程度；qi為交通流i的交通量；ts,i為交通流i的車輛在沖突區(qū)域上方的平均時(shí)間；ta,i為交通流i的車輛占用沖突區(qū)域之前，已阻擋交通流的時(shí)間前置量。

2.2.2 左轉(zhuǎn)交通流通行能力

1)基本公式

由合放交通特性的分析可知，依據(jù)可穿越間隙理論，認(rèn)為借機(jī)穿越直行車道車流的左轉(zhuǎn)車道車流的通行能力可參考無(wú)信號(hào)交叉口次要道路通行能力計(jì)算方法，直行車流可看作無(wú)信號(hào)交叉口主要道路通行能力。因此，在合放交通流中，直行與左轉(zhuǎn)同時(shí)放行時(shí)，進(jìn)口道的單條左轉(zhuǎn)車道通行能力qil計(jì)算，如式(4):

(4)

式中：qjs為編號(hào)為j的對(duì)向直行車道的交通量，pcu/h；qil為編號(hào)為i的同向左轉(zhuǎn)車道的交通量，pcu/h；q為主要道路交通流量，pcu/h；nl為左轉(zhuǎn)車道數(shù)；t′0為臨界間隙時(shí)間，s；t為對(duì)向直行車輛跟馳行駛的車頭時(shí)距，s。

2)模型修正

考慮到在轉(zhuǎn)換不同信號(hào)相位時(shí)車輛駛?cè)霙_突點(diǎn)的先后位置的順序不同，則左轉(zhuǎn)彎車輛將提前進(jìn)入交叉口，并抵達(dá)沖突點(diǎn)所在的位置，前置量影響與進(jìn)口道停車線及交叉口轉(zhuǎn)彎半徑等因素有關(guān)，沖突時(shí)間的計(jì)算式(5)：

(5)

式中：L1為直行車道頭車到達(dá)沖突點(diǎn)的距離；L2為左轉(zhuǎn)車道頭車到達(dá)沖突點(diǎn)的距離；v1為直行車道頭車到達(dá)沖突點(diǎn)的速度；v2為左轉(zhuǎn)車道頭車到達(dá)沖突點(diǎn)的速度。

(6)

2.2.3 右轉(zhuǎn)交通流通行能力

根據(jù)右轉(zhuǎn)彎車輛往往不由信號(hào)相位控制，無(wú)論是傳統(tǒng)四相位或是混合放行的方式，所呈現(xiàn)的交通屬性基本相近，當(dāng)前交通流與其他方向交通流都通過(guò)分流和合流點(diǎn)體現(xiàn)，造成的沖突點(diǎn)數(shù)目為0，從而一條右轉(zhuǎn)彎車道的通行能力需依據(jù)具有信號(hào)控制設(shè)施的路口右轉(zhuǎn)彎車道的通行能力qir測(cè)算如式(7):

(7)

式中：nr為右轉(zhuǎn)車道數(shù)。

2.3 各類交通流通行能力計(jì)算模型(A-F)

筆者通過(guò)對(duì)合放交通流特性的分析，并考慮同向與對(duì)向進(jìn)口道的各類交通功能的車道數(shù)目將城市交叉口合放車流沖突種類劃分為A-F類，具體可見(jiàn)表1。

表1 城市交叉口合放交通流沖突種類劃分Table 1 Classification of mixed release of traffic flow conflicts at urban inte-rsections

2.3.1 一直左穿行一直左(A類)

該類合放車流的直行與左轉(zhuǎn)車流共道行駛，在行駛方向上前后車受方向性約束較大，直行車輛易受前方左轉(zhuǎn)車輛阻礙而造成車輛停車。其通行能力基本計(jì)算方法與具有信號(hào)控制設(shè)施的路口左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)的通行能力具有同一性。所以，對(duì)于i進(jìn)口道基本通行能力為一條直行車道與一條左轉(zhuǎn)車道通行能力的疊加，具體計(jì)算如式(8)。同一相位放行狀況與幾何布局如圖2。

圖2 A類合放交叉口車道布局Fig.2 Lane layout of class A mixed release intersection

(8)

2.3.2 一左轉(zhuǎn)穿行一直行(B類)

該類合放車流的左轉(zhuǎn)車流與直行(直右)車流分別在各自車道行駛，前后車的方向性約束較小，且直行車流通行優(yōu)先級(jí)高于左轉(zhuǎn)車流，直行車流可優(yōu)先通行，左轉(zhuǎn)車流利用直行車流空隙通行，此時(shí)直行(直行右轉(zhuǎn))車流可等價(jià)具備信號(hào)控制設(shè)施的路口的直行車道交通流，且反方向的左轉(zhuǎn)彎車輛會(huì)干擾對(duì)當(dāng)前車流造成影響。所以，對(duì)于i進(jìn)口道基本通行能力為一條左轉(zhuǎn)車道與一條直行車道通行能力的疊加，具體計(jì)算如式(9)。同一相位放行狀況與幾何布局如圖3。

圖3 B類合放交叉口車道布局Fig.3 Lane layout of class B mixed release intersection

(9)

2.3.3 一直左穿行直行+直左(C類)

該類合放車流的直左車流與直行車流分別在各自車道行駛，直左車流不僅受到前后車的方向約束，且受到對(duì)向直行車道車流的沖突影響。所以，當(dāng)直行左轉(zhuǎn)車道設(shè)置時(shí)，其具備信號(hào)控制路口直左混行車道的條件。因此，對(duì)于i進(jìn)口基本通行能力為一條直行車道與一條直左車道通行能力的疊加，具體計(jì)算如式(10)。同一相位放行狀況與幾何布局如圖4。

圖4 C類合放交叉口車道布局Fig.4 Lane layout of class C mixed release intersection

(10)

2.3.4 一左轉(zhuǎn)穿行兩直行(D類)

由于直行車流通行權(quán)優(yōu)于左轉(zhuǎn)，可優(yōu)先通行，且存在兩股直行車流，該類的左轉(zhuǎn)車流需連續(xù)穿越兩股直行車流，導(dǎo)致其一次性通過(guò)交叉口的機(jī)會(huì)減少，對(duì)直行車流的影響增大。所以，對(duì)于i進(jìn)口道的基本通行能力為兩條直行車道與左轉(zhuǎn)最大通過(guò)量的疊加，具體計(jì)算如式(11)。同一相位放行狀況與幾何布局如圖5。

圖5 D類合放交叉口車道布局Fig.5 Lane layout of class D mixed release intersection

(11)

2.3.5 一左轉(zhuǎn)穿行三直行(E類)

該類合放車流滿足一左轉(zhuǎn)穿行三直行的合放情況，直行交通量較大且連續(xù)性強(qiáng)，而左轉(zhuǎn)交通量較小，對(duì)于左轉(zhuǎn)車輛需要連續(xù)穿行三股直行車道才能通過(guò)交叉口，其受直行車流影響較大，可穿行間隙的機(jī)會(huì)較小。所以，i進(jìn)口道的基本通行能力，即3個(gè)直行車道的通行能力與左轉(zhuǎn)極限通過(guò)值的累加量，具體計(jì)算如式(12)。同一相位放行狀況與幾何布局如圖6。

圖6 E類合放交叉口車道布局Fig.6 Lane layout of class E mixed release intersection

(12)

2.3.6 兩左轉(zhuǎn)穿行一直行(F類)

在左轉(zhuǎn)彎方向車輛較多的情況下，進(jìn)口道方向設(shè)有多條左轉(zhuǎn)彎車道，該類合放車流具備兩左轉(zhuǎn)穿行一直行的條件。因?yàn)樽筠D(zhuǎn)彎方向流量大，車流間斷性較弱，且直行方向流量小，車流間斷性較強(qiáng)，左轉(zhuǎn)彎方向的車輛能夠穿越間隙的機(jī)會(huì)較大，同時(shí)加大對(duì)直行車輛的干擾。所以，i進(jìn)口道的基本通行能力為一個(gè)直行車道的通行能力與兩條左轉(zhuǎn)車道最大通過(guò)量的疊加，具體計(jì)算如式(13)。同一相位狀況與幾何布局如圖7。

圖7 F類合放交叉口車道布局Fig.7 Lane layout of class F mixed release intersection

(13)

2.4 合放交叉口通行能力綜合計(jì)算模型

不同功能等級(jí)和渠化的道路交叉產(chǎn)生的路口，合放于相同信號(hào)控制相位的進(jìn)口車道具有較弱的非對(duì)稱性，但交叉道路因?yàn)闀r(shí)間維度上駛過(guò)不同信號(hào)控制相位分離，所以產(chǎn)生適度的相對(duì)獨(dú)立性。根據(jù)上述6種常見(jiàn)的合放路口通行能力分析方法，將不同渠化的路口進(jìn)行重組，得到不同形式交叉口的i進(jìn)口合放通行能力計(jì)算通式，如式(14)。重組后，常見(jiàn)渠化類型的交叉口基本通行能力如表2。

(14)

路口總通行能力數(shù)值為各進(jìn)口道的通行能力的疊加值，當(dāng)路口為兩相位時(shí)，應(yīng)測(cè)算不同進(jìn)口道的不同方向通行能力值并累加；當(dāng)其為3個(gè)相位時(shí)，某組對(duì)稱進(jìn)口道單獨(dú)成為合放相位，而交叉道路的進(jìn)口道使用兩個(gè)相位且實(shí)行左轉(zhuǎn)和直行單獨(dú)放行或一個(gè)進(jìn)口道按順序放行時(shí)，被交道路的各進(jìn)口道需依據(jù)具備信號(hào)控制設(shè)施路口的通行能力計(jì)算模型測(cè)算；此外，基于路口沖突點(diǎn)復(fù)雜程度、各方向車流比例、車道寬度等指標(biāo)、行人和非機(jī)動(dòng)車干擾等因素對(duì)通行能力的折減。因此，合放交通流下城市道路交叉口通行能力綜合計(jì)算模型如式(15)：

(15)

式中：fLT為左轉(zhuǎn)車輛比例修正系數(shù)；fRT為右轉(zhuǎn)車輛比例修正系數(shù)；fW為車道寬度修正系數(shù)；fST為慢行交通干擾修正系數(shù)；∑Cbj為與合放進(jìn)口方向相交且其不按合放相位控制的道路進(jìn)口通行能力。

3 模型驗(yàn)證

3.1 實(shí)際數(shù)據(jù)采集與仿真

由于篇幅限制，本研究?jī)H選取濟(jì)南市新濼大街與穎秀路交叉口為研究對(duì)象。該合放交叉口的基本通行能力符合C類和D類通行能力計(jì)算方法，與表2中CC+CD的情形相符，同時(shí)采集交叉口幾何參數(shù)、交通運(yùn)行參數(shù)、交通設(shè)施、信號(hào)控制參數(shù)等數(shù)據(jù)，并利用VISSIM仿真軟件將采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確錄入，以達(dá)到與實(shí)際場(chǎng)景相符的仿真效果。

3.2 機(jī)動(dòng)車通行能力模型參數(shù)標(biāo)定

3.2.1 轉(zhuǎn)向比例修正系數(shù)

借助VISSIM收集數(shù)據(jù)，實(shí)行控制變量法單獨(dú)研究左、右轉(zhuǎn)彎的車輛所造成的的干擾，其中在右轉(zhuǎn)比例為10%的條件下，研究其對(duì)左轉(zhuǎn)通行能力的影響；在左轉(zhuǎn)比例為10%的條件下，研究其對(duì)右轉(zhuǎn)通行能力的影響。

1)左轉(zhuǎn)修正系數(shù)

合放交通流中相反方向的直行通行能力受左轉(zhuǎn)彎車流的干擾較大，基本為負(fù)相關(guān)，具體干擾程度，如圖8，左轉(zhuǎn)彎比例修正值如表3。

表3 左轉(zhuǎn)車干擾修正系數(shù)fLTTable 3 Left turn vehicle interference correction factor fLT

圖8 通行能力受左轉(zhuǎn)車比例的干擾Fig.8 The traffic capacity affected by the proportion of left turn vehicles

左轉(zhuǎn)車干擾修正系數(shù)fLT為：

fLT=1-0.046 25x

(16)

2)右轉(zhuǎn)修正系數(shù)

合放交通流中右轉(zhuǎn)對(duì)交叉口通行能力的影響基本為后方車輛受到直行右轉(zhuǎn)車道分流點(diǎn)位置的干擾、其他方向車道通行能力受出口道合流的干擾等方面，其干擾程度與修正值fRT如圖9，右轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)向比例值如表4。

表4 右轉(zhuǎn)彎車輛干擾修正值fRTTable 4 Right turn vehicle interference correction factor fRT

圖9 通行能力受右轉(zhuǎn)車比的干擾Fig.9 The traffic capacity affected by the proportion of right turn vehicles

右轉(zhuǎn)車干擾修正系數(shù)fRT為：

fRT=1+0.75x

(17)

3.2.2 車道寬度修正系數(shù)

統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)口道及路段中不同車道寬度與飽和車頭時(shí)距的關(guān)系如圖10。

圖10 車行道寬度與平均飽和車頭時(shí)距的關(guān)系Fig.10 Relationship between lane width and average saturation headway time distance

按照目前國(guó)內(nèi)外一條車行道飽和車流的規(guī)定往往取為1 800 pcu/h，其符合3.5 m寬的標(biāo)準(zhǔn)車道要求，給出各車行道寬度的通行能力及其修正值如表5。

表5 各車行道寬度的通行能力及修正值Table 5 Traffic capacity and correction value of each lane width

由上述測(cè)算值的匹配關(guān)系，給出車行道寬度修正值與車行道寬度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖11。

圖11 車行道寬度與車行道寬度修正值的關(guān)系Fig.11 Relationship between lane width and lane width correction value

fW=-0.15W2+1.24W-1.43

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按照我國(guó)交通設(shè)計(jì)中車道寬度設(shè)計(jì)規(guī)范，相匹配的車行道寬度折減參考數(shù)值如表6。

表6 車道寬度折減系數(shù)參考值Table 6 Reference value of lane width reduction factor

3.2.3 慢行交通干擾修正系數(shù)

合放交叉口的通行能力受行人和非機(jī)動(dòng)車的干擾與非信號(hào)控制路口的干擾相近，因此橫向修正值參考非信號(hào)控制路口的土地性質(zhì)取值如表7。

表7 慢行交通干擾修正系數(shù)Table 7 Slow traffic interference correction factor

3.3 合放交叉口通行能力計(jì)算模型驗(yàn)證

根據(jù)實(shí)際勘測(cè)和各方向交通流量統(tǒng)計(jì)，計(jì)算得到路口右轉(zhuǎn)彎方向，其半徑均為20 m，由左轉(zhuǎn)彎方向其車輛運(yùn)行軌跡，其半徑平均為24 m；東側(cè)、西側(cè)、南側(cè)、北側(cè)各進(jìn)口道左轉(zhuǎn)彎車流量比例各是25.2%、19.5%、22.3%、11.0%，右轉(zhuǎn)彎車流量比例各是10.4%、8.6%、28.0%、7.7%，并選取對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向比例修正系數(shù)。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算得出交叉口在調(diào)查周期內(nèi)的實(shí)際通行能力，并與合放交通流下的交叉口通行能力綜合計(jì)算模型獲得測(cè)算通行能力對(duì)比分析如表8。

表8 交叉口總通行能力模型計(jì)算值與實(shí)測(cè)值結(jié)果對(duì)比Table 8 Comparison between calculated and measured results of total traffic capacity model of intersections

由表8可知，該交叉口實(shí)際通行能力與測(cè)算通行能力基本一致，平均誤差為4.9%。因此，筆者建立的合放交通流的交叉口通行能力計(jì)算模型能夠較好的反映我國(guó)城市合放交叉口的實(shí)際通行能力。

4 結(jié) 論

通過(guò)以上研究，得出結(jié)論如下：

1)通過(guò)對(duì)合放交通流的特性分析，提出了交叉口合放是介于信號(hào)控制與非信號(hào)控制的中間狀態(tài)，以此在交叉口信控與非信控通行能力計(jì)算方法基礎(chǔ)上，充分考慮交通沖突復(fù)雜系數(shù)對(duì)直行與右轉(zhuǎn)方向通行能力的折減影響，推導(dǎo)了合放條件下直行、右轉(zhuǎn)交通流通行能力基本計(jì)算方法；應(yīng)用可穿越間隙理論以及提出的左轉(zhuǎn)車輛在相位放行時(shí)的前后補(bǔ)償值，推導(dǎo)了合放條件下左轉(zhuǎn)交通流通行能力基本計(jì)算方法。

2)按照合放交叉口進(jìn)口車道布局劃分，對(duì)其沖突類比進(jìn)行劃分，并得出了6種合放交叉口進(jìn)口道的基本通行能力計(jì)算模型。

3)應(yīng)用VISSIM仿真軟件對(duì)轉(zhuǎn)向比例、車道寬度、慢行交通的影響系數(shù)進(jìn)行修正標(biāo)定，最終構(gòu)建了合放交叉口通行能力綜合計(jì)算模型。實(shí)踐研究表明，據(jù)實(shí)際飽和流率數(shù)據(jù)與測(cè)算通行能力數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，結(jié)果顯示二者走向和數(shù)目具有同一性，平均誤差為4.9%，較好地證明了所建通行能力計(jì)算模型的準(zhǔn)確性。