城市道路平面交叉口渠化设计要点分析

发表时间:2020/9/10   来源:《建筑实践》2020年11期   作者:郄光春
[导读] 城市道路交叉口是不同方向的道路相交处,是城市道路系统的重要组成部分。

        摘要:城市道路交叉口是不同方向的道路相交处,是城市道路系统的重要组成部分。在设计时需要保障交叉口通行安全,提高交叉口车辆通行能力,减少交通延误,并提高交叉口行驶舒适性。本文阐述了城市道路平面交叉口的渠化优化、交叉口信号配时优化、vissim交通仿真分析等。
        关键词:平面交叉口;渠化设计;交通仿真
1交叉口交通渠化优化
1.1交通渠化概述
1.1.1交通渠化原则
        交叉口渠化设计总的要求应有利于交通安全、提高通行能力和行车速度,减少延误和方便行车、行人。
        ①简单易懂。渠化设计的基本思路是尽量使交叉口简单、明确,使驾驶人明确渠化意图。
        ②符合规范。渠化的一切措施,如设岛、划线、建立各种标志,均应按国家有关规范的规定。
        ③有利安全。分离交通流,以减少相互干扰与碰撞,有利于行车安全。
        ④保证视距。渠化应充分保证各方向各车道的车辆和行人视距。市政设施均应以不阻挡视线为原则。
        ⑤美观醒目。交通岛的路缘石必须醒目、美观,使人有视觉美感。
1.1.2交通渠化作用
        交叉口是制约道路网整体效率发挥的关键,典型城市的研究结果表明,若道路网中的所有平面交叉口进行渠化,则路网容量可以大幅提高,交叉口渠化代价小、效益大。交叉口渠化可以起到如下作用:
        (1)减少冲突面积,指引汽车行驶方向,减小交通流在交叉口的冲突范围,减少车辆和行人过街时发生碰撞的危险性。
        (2)增大交叉角度,使对向车流以较大角度尽可能成直角交叉减少车辆行驶冲突的面积。缩短交叉时间,为司机提供判断车辆相对位置和速度的最佳条件。
        (3)减小汇入角使交通流以 10o~15o的合理角度,最小的速度差进行合流,使汇合车辆可利用最小车头间距。
        (4)束窄进口宽度缩小进口宽度或使进口道路弯曲,使驶入交叉口车辆有明确方向并降低速度,尽可能使干道车辆少受影响。
        (5)分隔车流分散交叉口内的交叉与冲突点,使车辆在交叉口的固定区域内交叉通行,减少冲突碰撞。
        (6)禁止左转弯限制车辆驶入禁区,防止车辆转错车道。
        (7)分车道转弯减少过多的路面面积,减少铺装范围,降低费用并减轻右转车辆对直行、左转车辆的影响。
        (8)设左转候车道布置渠化岛调整交通流,划分左转、右转专用车道,使车辆各行其道,减少相互干扰布置渠岛调整交通流,划分左转、右转专用车道,使车辆各行其道,减少相互干扰。
        (9)设侯驶车道,设置侯驶车道,供转弯车辆与交叉车辆避车等候或转向停靠使用,起到分离交通流、保护转弯和横穿道路车辆的作用。
1.2交叉口渠化优化
1.2.1交通渠化流程


图1.1 渠化流程
1.2.2机动车渠化优化
        (1)工业南路与开拓路交叉口各出口到直行方向的交通量均较大,高峰时期直行车辆排队长度较长。故利用出口到宽度通过增设渠化岛的方法增设一条直行车道;
        (2)将两路口之间路段上的绿化带后移,增设一条从工业南路进入世纪大道的进口道。避免在行人过街冲突右转车辆造成排队长度过长;
        (3)将世纪大道出口到的右转车道改至渠化岛内,增设一条直行车道,保证主干路与主干路的连接畅通。
1.2.3标志标线优化
        (1)两交叉口停车线均距离交叉口较远,将交叉口出口道机动车停车线前提,缩小机动车通过交叉口时间;
        (2)在路段上设置导向线使机动车按照设计要求行驶,保障行车安全;
        (3)对于路口道路设施损坏严重的重新翻修道路两侧,重新铺设新的盲道;
        (4)调查中发现标志标线模糊不清,重新画新的标志标记,使其清晰可见。
1.2.4行人过街优化
        相对于机动车和非机动车来说,行人处于弱势地位。保证行人的安全是行人过街渠化的主要目标,通常采用人行横道、安全岛和行人二次过街等措施,设置安全岛的目的是保护行人和非机动车过街,为行人和非机动车提供二次过街的等候场地。两个交叉口均是比较大型的交叉口,行人过街渠化设计较为完善,设有安全岛,并且有行人专用相位,但有时车辆排队长度超过了人行横道,在红灯时影响行人的通行速度,同时也存在行人横穿马路现象。在原有行人渠化设计上基础整改措施如下:
        (1)增设安全岛,减少行人过街时间,加少机非冲突;
        (2)因为该路口非机动车和行人交通量较大,早晚高峰时期可在该路口安排交通劝导员,引导行人过街,对于不遵守交通规则的行人予以教育或适当处罚。
2交叉口信号配时优化
2.1 交叉口信号基本控制参数
        周期时长:是信号灯各种灯色轮流显示一次所需的时间,即各种灯色显示时间之总和;或是某主要相位的绿灯启亮开始到下次该绿灯再次启亮之间的一段时间,用c表示,单位为秒(s)。周期时长是决定点控制订时信号交通效益的关键控制参数,所以是信号配时设计的主要对象。
        绿信比:绿信比是一个信号相位的有效率等时间与周期时长之比,表示的是每一个相位控制下的车道上能够分配到的通行时间。合理的绿信比能够缓解各进口道各个方向的机动车通行压力,使机动车在其通行时间内能顺利通过交叉口。这有利于城市交叉口各路段有效地划分通行权,在时间上将交通更好的管理,降低了车辆延误。
        损失时间:由于信号在相位变换时不可避免地会造成时间的损失(如绿灯刚启亮时驾驶人的反应延迟,绿灯之要结束时驾驶人放缓车速停车等候),也即在这个时间内任何车辆都不能通行,因此,称这个时间为损失时间。
        有效绿灯时间:在实际显示的绿灯时间内必然有一段损失时间,而实际用于车辆通行的那段时间才是有效绿灯时间。
2.2单个交叉口交通信号控制
2.2.1信号配时流程图


图2.1 信号配时流程
2.2.2配时参数的确定
(1)最佳周期时长·
                          (2-1)
式中:L—信号总损失时间;
      Y—流量比总和。
(2)信号总损失时间
                      (2-2)
式中:—启动损失时间,应实测,当无实测数据时刻取3s;
A—黄灯时长,可定为3s;
         I—绿灯间隔时间(s);
K—一个周期内的绿灯时间间隔数。
(3)流量比总和
   流量比总和,按下时计算:
(2-3)
式中:—组成周期的全部信号的各个最大流量比y之和;
      j—一个周期内的相位数;
      —第j相的流量比;
      —设计交通量(pcu/h);
      —设计饱和流量(pcu/h);
当计算的Y值大于0.9时,须改进进口道设计或相位设计方案,并进行重新设计。
(4)总有效绿灯时间
每周期的总有效时间按下式计算。
                             (2-4)
(5)各相位有效绿灯时间
                    (2-5)
(6)各相位的绿信比
                             (2-6)
(7)各相位显示绿灯时间
                        (2-7)

其中:lj—第j相位启动损失时间。
3 VISSIM交通仿真分析
3.1 VISSIM仿真概念及流程
        VISSIM微观交通仿真软件是德国PTV公司的产品,它是一种微观的仿真建模工具,可以在模型中反映车道的设置、交通构成、交通信号变换方案以及公交站点、行人过街等等各种现实的交通条件,进行模拟仿真,并对现行的城市交通状况进行仿真评价,是评价交通工程设计的有效工具。同时也可以提出有效的城市规划方案,最大限度利用城市资源。
        微观仿真模型的参数校准和输入数据采集,对于微观仿真模型进行方案评价及优化来说是最基本也是最重要的一个环节。实现交叉口或路段真实可靠的微观交通仿真,必须计对仿真目标路段交叉口公交枢纽或路网等进行仿真模型的参数校准。只有确保模型参数的准确性,才能产生真实可靠3.1所示:


图3.1 VISSIM仿真流程
4总结与展望
        在对交叉口进行渠化设计时,一般会出现由于时间有限,对交叉口的交通量数据统计不够精确,采用人工计数统计方法,对每天的交通数据统计不够详细、准确,不能全面考虑行人对车辆运行的影响等问题。平面交叉口是城市道路的关键节点,平面交叉口改善的关键是行车轨迹或时间上分离交通流线,减小冲突点个数。交叉口设计是否合理,直接影响道路通行能力和交通安全。在进行交叉口设计时,应结合交叉口的具体形式、交通参与者特性、交通信号的设置等因素,合理进行路口交通组织,灵活运用多种渠化方法,方可取得理想效果。
参考文献
[1]城市道路交叉口设计规程(CJJ152-2010)
[2]李崇志.平面交叉口渠化设计方法研究[J].建筑工程技术与设计 2014.11
[3]郑德斋,郑允豪,王晓东.论城市道路交叉口设计对缓解交通拥堵的重要性 [J].城市建设理论研究(电子版),2019(02):16-17.
[4]宋涛,王永政.浅谈环形交叉口改造的交通组织和渠化设计 [J].居舍,2018(17):86.
 
 
 
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