安夏

摘 要：城市道路交叉口交通運(yùn)行往往呈現(xiàn)明顯的混合流特性，結(jié)合我國城市道路現(xiàn)狀，在混行交通條件下對城市道路平面交叉口進(jìn)行科學(xué)、合理的信號優(yōu)化，對于改善城市道路擁擠狀況、提高道路通行能力、減少交通事故具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義?；诖?，文章就城市道路混合交通流道路交叉口信號配時優(yōu)化進(jìn)行簡要探討。

關(guān)鍵詞：城市道路;混合交通流;道路交叉口;信號

中圖分類號：U491文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）06-035-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.06.017

1 道路混合交叉口的主要形式

交叉口的形式主要如下三種：

第一，四岔交叉口，具體可分為兩種形式：十字形交叉口，是道路混合交叉口中的基礎(chǔ)形式，具有設(shè)計簡單、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，在多數(shù)道路工程場景中均得到應(yīng)用;X字形交叉口，指兩條道路相交后形成的路口，其銳角兩側(cè)的空間有限，易出現(xiàn)車輛擁堵現(xiàn)象，需在現(xiàn)狀交叉口的基礎(chǔ)上采取改擴(kuò)建措施。

第二，三岔交叉口，常見于主干道間或主干道與次干道間，特點(diǎn)在于車輛的通行秩序性較好，例如T字形、Y字形交叉口，如圖1所示。

第三，環(huán)形交叉口選取道路交匯區(qū)域的中間部位，于該處建設(shè)較大規(guī)模的中心島，引導(dǎo)車輛繞該島單向行駛，再逐步駛出環(huán)島，可以減少車輛交叉行駛。

2 道路工程交叉口的設(shè)計原則

2.1 交通組織的合理性原則

交叉口設(shè)計不合理是誘發(fā)城市交通擁堵乃至交通事故的關(guān)鍵原因，因此，在交叉口的設(shè)計工作中，設(shè)計者應(yīng)充分考慮車輛行駛期間的插行問題，配置專用的車道，用于給各流向的車輛提供清晰的引導(dǎo)，以便各車輛均可按照既定出行目標(biāo)有序駛?cè)胩囟ǖ耐ㄐ新肪€中，從源頭上規(guī)避車流插行問題[1]。根據(jù)車輛的行駛特點(diǎn)，其通常需經(jīng)過城市道路交叉口，不同車輛的目的地有所差別，由此出現(xiàn)分流、交叉以及合流的情況，出于安全層面的考慮，駕駛者需提前減速，觀察周邊交通情況。為配合駕駛者的駕駛行為，在交叉口的設(shè)計中應(yīng)合理應(yīng)用標(biāo)志線、輔助車道、交通信號指示燈等，通過此類設(shè)施的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對城市道路交叉口的深度優(yōu)化，引導(dǎo)車輛高效行駛，提高交通流的秩序性[1]。

2.2 安全性原則

車輛行駛至交叉口后，駕駛者經(jīng)觀察后掌握周邊的交通情況。為確保駕駛者在交叉口所觀察的情況更全面，設(shè)計者需立足于駕駛者的角度，充分滿足駕駛者對周邊車流、人流信息的掌握需求，使其快速掌握各車道的實(shí)際情況，進(jìn)而采取合適的駕駛行為，實(shí)現(xiàn)安全行車。例如，在交叉口的右轉(zhuǎn)彎車道中可以針對轉(zhuǎn)彎外側(cè)邊緣石采取優(yōu)化措施，具體采取圓弧形或平滑曲線的形式。此外，需以車輛右轉(zhuǎn)彎的最小轉(zhuǎn)彎半徑為基本依據(jù)，嚴(yán)格控制切圓半徑，保證后者大于前者，從而在安全的前提下提高交叉口的通行效率。

3 交叉口的設(shè)計方法

3.1 確定交叉口的車道數(shù)

以機(jī)動車和非機(jī)動車為主要考慮對象，為保證兩者能夠分流行駛，需合理控制交叉口車道的數(shù)量[2]。

首先，以現(xiàn)場高峰小時交通量和車輛可能出現(xiàn)的行駛方向?yàn)榛疽罁?jù)，展開交通組織設(shè)計工作，確定合適的交叉口形式以及具體的車道數(shù)。針對車道數(shù)的通行能力展開驗(yàn)算，相比于高峰小時交通量而言，如果車道通行能力偏低則需在既有基礎(chǔ)上增加車道數(shù)量，并再次驗(yàn)算，直至車道所提供的通行能力超過交通流量為止。

其次，以路段上的車道數(shù)為參考，應(yīng)保證交叉口的車道數(shù)至少與之相同或適當(dāng)增多。為保證道路具有足夠良好的通行服務(wù)水平，交叉口的設(shè)計需考慮到路段的通行能力，兩者形成相均衡的關(guān)系。在城市化進(jìn)程的背景下，道路交通流量將逐步增加，因此，在交叉口設(shè)計時需預(yù)留用地，以滿足遠(yuǎn)期的改擴(kuò)建需求[2]。

3.2 交叉口的拓寬設(shè)計

在交叉口車道寬度不足時，通行能力受限，可采取在單側(cè)或兩側(cè)拓寬的方法，增加車道數(shù)量，確保經(jīng)過改擴(kuò)建后的交叉口具有較高的通行能力。在交叉口的拓寬設(shè)計中應(yīng)主要考慮以下三點(diǎn)：一是以進(jìn)口車道的交通流及其通行能力為主要依據(jù)，合理確定拓寬的車道數(shù)量，通常需在路段車道數(shù)的基礎(chǔ)上增加1條;二是向進(jìn)口車道的左側(cè)拓寬，利用中間的分隔帶;三是向進(jìn)口車道的右側(cè)拓寬，利用道路右側(cè)的綠化帶。此外，可以合理利用道路的其他區(qū)域，但需展開可行性驗(yàn)證[3]。

3.3 環(huán)形交叉的設(shè)計

在環(huán)形交叉口的設(shè)計中，應(yīng)在交叉區(qū)域內(nèi)規(guī)劃中心島，通過環(huán)道的方式組織渠化交通，允許多個方向的車輛進(jìn)入環(huán)形交叉口，但均只能按照逆時針的方向行駛，且車輛宜保持較低的速度，有序朝目標(biāo)路口分流。在現(xiàn)階段的環(huán)形交叉口設(shè)計中，其主要組成包含中心島、進(jìn)出口、方向島及環(huán)道。

3.4 交叉口的立面設(shè)計

對于城市主要道路的交叉口，應(yīng)保持縱坡的初始狀態(tài)。

同等級道路相交時，若無明顯的交通流量差別且各自的縱坡各異，可維持原縱坡不變，適度改進(jìn)橫坡，保證所形成的交叉口存在一個平順性較好的共同面。對于不同等級道路交叉的情況，在縱、橫斷面設(shè)計時可維持主要道路不變，對次要道路的縱坡、橫斷面加以調(diào)整，具體調(diào)整方法需考慮到主要道路的情況，提高兩者的協(xié)調(diào)性。

為保證交叉口可高效排水，應(yīng)保證有一條或更多道路的縱坡能夠從交叉口中心引出，再逐步向交叉口外傾斜。

交叉口內(nèi)的橫坡應(yīng)盡可能具有平緩的特點(diǎn)，原則上不宜超過路段設(shè)計橫斷面的坡度，要求對角線上橫坡小于1%，遇地形較為平坦的區(qū)域時可以設(shè)置成傘狀地面，即中間略高、四周略低，以滿足排水和行車的雙重需求。

此外，在交叉口區(qū)域的排水設(shè)計中，不可出現(xiàn)一條道路的雨水匯入另一條道路的情況，需采取截水措施，通過此方式確保地面水不流經(jīng)交叉口的人行橫道，具體可在人行橫道前設(shè)置雨水口。在交叉口的立面設(shè)計中，總體思路如下：第一，資料的收集為給交叉口的立面設(shè)計提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，應(yīng)多途徑收集具有參考價值的資料，繪制平面交叉圖（包含路中心線、車道及人行道的寬度、方格線及緣石半徑），選定坐標(biāo)基線（相交道路中心線），形成完整的方格網(wǎng)，測出方格點(diǎn)上地面高程。第二，設(shè)計范圍及高程的確定在雙向橫坡中，若要實(shí)現(xiàn)向單向橫坡的過渡，則需要經(jīng)過特定距離，并與相交道路的路面高程形成平順銜接的關(guān)系。對此，在確定設(shè)計范圍時可將緣石半徑的切點(diǎn)作為參照，適當(dāng)向外擴(kuò)寬5m～10m[3]。以設(shè)計縱坡寬度為參考，確定設(shè)計高程位置，再結(jié)合相鄰等高線的高差，經(jīng)計算后得到行車道中心線相鄰等高線的水平間距。第三，交叉口設(shè)計高程的確定首要前提在于選擇路脊線和控制高程，應(yīng)加強(qiáng)對路脊位置的驗(yàn)證，保證其具有可行性，否則將對交叉口的車輛通行能力和排水能力帶來影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通常路中心可作為路脊線而使用，其交點(diǎn)則是控制高程;創(chuàng)建完善的高程計算線網(wǎng)，可作為輔助線而使用，有利于保證路面設(shè)計過程中各點(diǎn)高程的合理性。

3.5 城市道路混合交通流道路交叉口信號配時優(yōu)化

智能交通信號控制系統(tǒng)是采用高效的現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的運(yùn)輸系統(tǒng)，統(tǒng)計分析交通樞紐的實(shí)時交通流量，在此基礎(chǔ)上利用交通軟件和模型確定恰當(dāng)?shù)慕徊婵诩t綠燈配時方案，以此高效優(yōu)化整個交通路網(wǎng)。

第一，交通信號控制相位差。智能交通信號系統(tǒng)設(shè)計可以規(guī)劃每個系統(tǒng)間控制規(guī)模，避免一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，給多路段交通造成嚴(yán)重影響，降低多方向相位差變化導(dǎo)致的相互作用力。智能交通信號控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)全面考慮，科學(xué)規(guī)劃控制范圍，根據(jù)交通實(shí)際情況對不同流量進(jìn)行不同規(guī)劃，避免造成資源浪費(fèi)。

第二，智能交通信號飽和度控制。為了使交通信號控制方案更加科學(xué)，需將交通信號控制系統(tǒng)應(yīng)用于交通樞紐區(qū)域中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域，對不同入口車道的飽和流量加以檢測并得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)信息。智能交通信號系統(tǒng)必須進(jìn)行科學(xué)的交通飽和度監(jiān)測，交通飽和度是規(guī)劃交通的重要依據(jù)[4]。

4 結(jié)語

交叉口是城市道路設(shè)計中的重點(diǎn)內(nèi)容，具有易交通擁堵、交通事故多發(fā)的特點(diǎn)，需合理組織設(shè)計工作，遵循因地制宜的原則，對接周邊的道路，優(yōu)化城市道路交叉口設(shè)計方案，有利于減少排隊(duì)時間和延誤時間。對城市道路平面交叉口進(jìn)行科學(xué)、合理的信號優(yōu)化，對于改善城市道路擁擠狀況、提高道路通行能力、減少交通事故具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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[3] 張永志.交通信號燈模糊控制實(shí)時配時算法研究[J].現(xiàn)代信息科技，2019，3（21）：151-153.

[4] 陳海洋，金曉磊，牛龍輝，等.基于改進(jìn)克隆選擇算法的區(qū)域交通燈配時優(yōu)化[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，2020，56（9）：272-278.