王江萍

(廣州市交通規(guī)劃研究院，廣東 廣州 510000)

1 概 述

隨著汽車保有量的增加，城市道路中機(jī)動車的數(shù)量也不斷的增加，當(dāng)城市道路交通供需能力不能滿足機(jī)動車的需求時，延誤會大大的增加。而城市交叉口作為車輛通行能力的主要瓶頸，其運(yùn)行效率的好壞直接影響到車輛延誤時間。若交叉口運(yùn)行不通暢，則可能從一個單點(diǎn)交叉口擁堵延伸到多個連線交叉口甚至是整個小范圍內(nèi)路網(wǎng)的運(yùn)行癱瘓，雖然國內(nèi)的學(xué)者專家已經(jīng)對交叉口通行能力進(jìn)行了眾多的研究，包括交叉口人行橫道[1-3]、左轉(zhuǎn)車輛排隊(duì)長度[4,5]等對通行能力[6]、延誤等方面的影響，但在T型交叉口[7]處設(shè)置人行橫道對車輛延誤方面的研究較少。

為此將對西安市翠華路—育才路T型交叉口、翠華路—興善寺東街T型交叉口進(jìn)行實(shí)際路段數(shù)據(jù)及交通流量的調(diào)查，研究其對車輛延誤的影響，通過仿真和配時判斷進(jìn)行分析[8-10]，提出合理的改善建議。

2 交叉口數(shù)據(jù)采集及現(xiàn)狀分析

2.1 現(xiàn)狀數(shù)據(jù)采集

育才路—翠華路屬于T型信號控制交叉口，其中育才路屬于城市道路等級中的支路，單向交通管制；翠華路屬于城市道路等級中的次干路，雙向通行；興善寺街—翠華路屬于T型信號交叉口，其中興善寺東街為城市支路。由于興善寺東街右側(cè)沿街都是商業(yè)店鋪，交通吸引量較大，停車需求量也較大，因此現(xiàn)狀車道的右側(cè)設(shè)有路邊停車位，占用了過多的道路資源，嚴(yán)重影響了交通運(yùn)行效率。

表1 交叉口信號燈配時現(xiàn)狀表 單位：S

表2 育才路—翠華路T型交叉口現(xiàn)狀流量調(diào)查表 (單位：pcu/h)

表3 興善寺街—翠華路T型交叉口現(xiàn)狀流量調(diào)查表 (單位：pcu/h)

通過對育才路—翠華路T型交叉口的現(xiàn)狀調(diào)查分析可以發(fā)現(xiàn)。

(1)翠華路南北兩個方向交通量較大，在平峰期間，綠燈相位內(nèi)進(jìn)口道車輛可以得到清空。

(2)交叉口南進(jìn)口，沒有設(shè)置人行橫道，沒有行人通行的相位，理論上綠燈相位內(nèi)通行能力會較大，但當(dāng)專用左轉(zhuǎn)相位啟動時，會有一部分行人利用左轉(zhuǎn)車輛之間的間隙穿越交叉口，存在機(jī)動車與行人之間的沖突。

(3)北進(jìn)口不足50 m處有一小學(xué)，存在路段人行橫道的開口，導(dǎo)致車輛進(jìn)入北進(jìn)口阻力較大，同時北進(jìn)口的人行橫道利用率也較低。

2.2 穩(wěn)態(tài)延誤模型

(1)均衡相位延誤。

車輛的總延誤時間

D=qSr2/2(S-q)

(1)

每輛車的平均延誤時間

d=∑di/qc=Sr2/2c(S-q)

(2)

將綠信比λ=g/c，紅燈時間r=c-g，以及流量比y=q/S，得到

d=c(1-λ)2/2(1-y)=c(1-λ)2/2(1-λx)

(3)

(2)隨機(jī)延誤。

實(shí)際交通條件下，車輛的到達(dá)率在一個周期與另一個周期之間是有隨機(jī)波動的?？紤]車輛到達(dá)率存在隨機(jī)波動，而導(dǎo)致暫時的過飽和情況：Webster車輛平均延誤公式(模擬方法)

d=c(1-g/c)2/2[1-(q/S)]+x2/2q(1-x)-0.65(c/q2)1/3×x2+5(g/c)

(4)

式中：d為每輛車的平均延誤時間，s；c為周期長度，s；g為有效綠燈時間，s；x為飽和度；q為到達(dá)率，veh/s。

通過穩(wěn)態(tài)延誤模型的均衡相位延誤和隨機(jī)延誤對比分析可知：總體上看兩交叉口的均衡延誤同隨機(jī)延誤的計算結(jié)果基本一致，即兩交叉口車流處于一個較為穩(wěn)定的狀態(tài)；興善寺東街—翠華路西進(jìn)口左轉(zhuǎn)車輛的平均延誤最大為28.43 s，主要為信號燈引起的停車等待延誤。

表3 各進(jìn)口道的延誤

從穩(wěn)態(tài)延誤模型的計算中可以發(fā)現(xiàn)，育才路—翠華路、興善寺東街—翠華路兩個交叉口南-北、北-南進(jìn)口道直行車輛的延誤相差較大，造成兩個T型交叉口左轉(zhuǎn)車輛延誤的區(qū)別在于以下三點(diǎn)。

(1)育才路—翠華路東進(jìn)口為單行道，右轉(zhuǎn)車輛不受控，左轉(zhuǎn)車輛通行權(quán)較大，故該進(jìn)口道延誤較小。

(2)育才路—翠華路南進(jìn)口沒有設(shè)置人行橫道，但行人為避免二次過街，經(jīng)常由此穿越馬路，增加車輛延誤。

(3)興善寺東街交叉口處設(shè)置了3個方向的人行橫道，雖然增加了車輛等待時間，但有效緩解人-機(jī)沖突。

3 車輛延誤及仿真分析

3.1 車輛延誤分析

從對兩個交叉口車流量錄制的視頻中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)車輛到達(dá)交叉口時信號燈處于紅燈狀態(tài)，則車輛將出現(xiàn)停車延誤，當(dāng)車輛到達(dá)交叉口時，信號燈由紅燈轉(zhuǎn)化為綠燈，車輛將出現(xiàn)先減速后加速的延誤過程。育才路—翠華路交叉口車輛的到達(dá)延誤與離去延誤基本上符合這一規(guī)律，通過觀察其停車延誤居多。翠華路與興善寺東街的交叉口車輛的到達(dá)延誤與離去延誤基本上也符合這一規(guī)律，但其延誤的類型以“減速-加速”延誤居多。造成這種不同是基于以下幾點(diǎn)原因。

(1)育才路—翠華路交叉口的上游存在人行橫道開口路段，對面為翠華小學(xué)，行人流量過大，車輛經(jīng)過時必須放慢車速甚至停下等待，嚴(yán)重?fù)p失了綠燈周期，車輛到達(dá)交叉口紅燈概率較大。

(2)兩T型交叉口相距不到100 m，當(dāng)車輛從第一個T型交叉口行駛到第二個交叉口時碰到紅燈轉(zhuǎn)綠燈的概率較大，產(chǎn)生的“減速-加速”的概率也會增加。

3.2 交叉口仿真

通過對育才路—翠華路、翠華路—興善寺東街交叉口的延誤分析可以發(fā)現(xiàn)，兩個交叉口的車輛平均延誤在10～30 s之間，為了能夠直觀地發(fā)現(xiàn)沖突點(diǎn)及沖突區(qū)域，為提高交叉口的通行能力提出可行性建議，對兩個交叉口進(jìn)行了仿真模擬及評價。仿真模擬包括單個交叉口的車輛運(yùn)行模擬和兩個交叉口的串聯(lián)模擬。

通過對兩個T型交叉口的仿真分析發(fā)現(xiàn)以下特征。

在平峰期間，車輛的到達(dá)比較均勻，符合二項(xiàng)分布，道路上車輛的到達(dá)密度較大，能自由行駛的概率較小。

高峰期間，育才路左轉(zhuǎn)的車輛較多，但因?yàn)橛怕穼儆趩涡械缆?，其不會達(dá)到飽和；翠華路南北進(jìn)口排隊(duì)車輛較多，特別是北進(jìn)口，高峰期間翠華小學(xué)接送學(xué)生的人流較大，車輛疏散的速度非常慢，交叉口的時空資源得不到合理的發(fā)揮，對交通的阻力較大，且兩個交叉口相距較近，前一個交叉口未能疏散的車流會對下一個交叉口車輛的運(yùn)行有較大的影響。

高峰期間，由于育才路—翠華路交叉口受到的行人干擾較大，對左轉(zhuǎn)車輛的放行形成阻礙；再者翠華小學(xué)前有路段開口，很大一部分行人通過此處完成過街；同時路口設(shè)置的人行橫道在平峰時利用率小，高峰時利用率沒有得到很大提升。

南進(jìn)口沒有設(shè)置人行橫道，部分行人出于節(jié)約時間達(dá)到方便過街的目的，強(qiáng)行趕在左轉(zhuǎn)車輛實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)駕駛行為時通過交叉口，甚至在左轉(zhuǎn)車輛通過交叉口時，強(qiáng)行通過該路口，由此帶來很大的安全隱患，同時也是造成該交叉口延誤的重要因素。

從仿真結(jié)果上看，翠華路—興善寺東街存在的主要問題為，高峰期間南進(jìn)口的左轉(zhuǎn)車輛與北進(jìn)口的右轉(zhuǎn)車輛會產(chǎn)生沖突，而且興善寺東街存在路邊停車，占用了一部分的道路資源，左轉(zhuǎn)車輛與右轉(zhuǎn)車輛通過興善東街進(jìn)口時會出現(xiàn)爭奪路權(quán)的情況。

4 總結(jié)與建議

通過延誤的分析和仿真的分析，可以發(fā)現(xiàn)育才路交通運(yùn)行存在一定的問題；特別是北進(jìn)口的翠華路小學(xué)，在高峰期間對交叉口正常通行能力的發(fā)揮造成很大阻礙，而且北進(jìn)口的人行橫道利用率也不夠高，因此為了提高育才路交叉口的通行能力，提出以下兩點(diǎn)建議。

(1)對信號交叉口進(jìn)行改造，將信號控制的位置改變到翠華路小學(xué)與翠華大廈直線處。因?yàn)榇淙A大廈作為路段的開口，出入車輛較大，對直行車輛的干擾較大，同時翠華路小學(xué)早晚放學(xué)人流量較大。將此處設(shè)為信號控制點(diǎn)，可以有效地解決交通沖突問題，同時可有效規(guī)范行人過街行為。

(2)育才路—翠華路T型交叉口與興善寺東街—翠華路T型交叉口相距較近，為了更好的提高道路的通行能力，可以對這兩個交叉口實(shí)行聯(lián)動控制，使得車輛從一個路口到下個路口時遇到的都是綠燈，減少車輛的“減速-加速”延誤，有效的解決“早到”和“晚到”的問題，有效地利用交叉口的時空資源。

(3)興善寺東街目前仍存在路邊停車問題，嚴(yán)重的占用了道路資源，這也是南進(jìn)口左轉(zhuǎn)車輛與北進(jìn)口右轉(zhuǎn)車輛產(chǎn)生沖突的主要原因。為了提高交叉口通行能力，應(yīng)該撤除目前道路上的路邊停車車位。