平交路口邻域出入口对主路交通流的影响分析

发表时间:2020/11/3   来源:《建筑实践》2020年6月18期   作者:韩艳红 伯金山
[导读] 随着平交路口出入口数量不断增加,各条相交道路上的各个方向的车辆和行人之间相互干扰,极易出现交通堵塞、交通事故频发等问题,所以对出入口进行管理至关重要。
        韩艳红  伯金山
        重庆交通大学 交通运输学院  重庆  400074
        
        摘要:随着平交路口出入口数量不断增加,各条相交道路上的各个方向的车辆和行人之间相互干扰,极易出现交通堵塞、交通事故频发等问题,所以对出入口进行管理至关重要。论文以城市道路内的出入口为研究对象,对平交路口邻域范围内的出入口交通特性进行研究;通过分析出入口对主线直行车辆速度的影响,确定合适的出入口间距,对平交路口邻域内四种出入口间距进行定性分析。
关键词:平交路口;出入口;间距模型;定性分析

1 引言
        平交路口附近的出入口指的是平交路口附近地块内部道路与城市道路的衔接点。随着平交路口附近地块开发密度和出入口数量的不断増加,一方面,交通安全和效率问题由交叉口向道路上下游不断扩散。另一方面,出入口车辆的频繁进出,会对主路直行交通流造成一定的负面影响。所以,研究出入口车辆运行特性对主路机动车交通流造成的动态影响并依此对路段出入口接入进行优化具有重要的实际意义。
        仲小飞[1]对信号控制干道出入口的车辆到达特性、离开特性、排队和延误特性进行了分析,从速度、流率、车头时距三个方面对同一断面不同车道以及同一车道不同断面的交通流进行描述。卓曦[2]从车辆排队、车辆跟驰和车辆分流三个方面对大型公共建筑机动车出入的交通特性进行研究,得出大型公建机动车出入口的车辆到达车头时距服从负指数分布,分流特性用影响区长度模型分析较为合适的结论。James A.Bonneson[3]基于没有车辆换道行为的假设,构建了主路最外侧车道右转车行为对直行车造成的延误模型。
2 平交路口邻域范围确定及交通特性分析
2.1 平交路口邻域范围确定
        平交路口的物理区是指构成平交路口的各向进口道停车线为界限合围形成的区域;平交路口的功能区指的是物理区外的由相交道路向上游和下游延伸段组成的区域,具体来讲,指的是机动车在通过交叉口所进行的感知反应、加减速、排队等待、转弯或穿插等所有复杂操作所需的道路面积范围。
2.2 平交路口邻域的确定
        文献[5]借鉴佛罗里达州对立交邻域的界定思想,对平交路口邻域的界定如下: 以进入平交路口各进口道的停车线为起点,干线道路(主干路、通过性交通次干路)沿相交道路上游或下游延伸 400 米,集散道路(集散性交通次干路、支路)沿相交道路上游或下游延伸 300 米;若在延伸距离内已有信号交叉口,则止于信号交叉口。
        相交道路从平交路口邻域边界到该平交路口功能区止点之间的部分定义为交叉口的影响区。若要在平交路口邻域接入出入口,应接在交叉口影响区内。对该区域内出入口的接入使得主线右转车辆对直行车辆产生影响的研究是本论文的重点。
2.3 平交路口邻域内出入口交通特性
(1)速度变化
        接入道路的车辆到达接入口前开始减速甚至停车等待机会汇入主路;被接主路的车辆可能会因为抢占交叉口绿灯时间选择加速通过,多数车辆在平交邻域内选择减速通过。受出入口影响,主路外侧车道的平均速度较其他车道的平均速度、车头间距波动更大。
(2)排队和跟驰
        平峰时期出入口处交通需求一般小于通行能力,故排队现象并不严重。高峰时期,出入口处交通需求大,会在入口处排队;主线上交通也会因为出口处交通控制方式或通行能力不足产生排队,后续车辆因前方车辆转弯使得速度波动产生跟弛现象。
(3)右转分流
        右转车辆对跟随车辆的影响与前后两车的车头间距、进入出入口有无右转专用车道、两车的运行速度及右转车的减速度等有关。当前后车的车头间距可满足跟随的直行车不采取其他措施正好可满足安全跟车间距时,则跟随的直行车不受前面右转车辆转弯的影响,这个分流开始时的车头间距称为临界间距。

3平交路口邻域的出入口间距研究
3.1 平交路口邻域的出入口间距影响因素及设置原则
        平交路口邻域的出入口间距指的是沿着路面边缘,从一个平交路口或出入口最近的路面边缘到相邻的出入口或平交路口最近的路面边缘之间的距离,分为出入口与交叉口之间的距离和出入口与出入口之间的距离
3.2 平交路口邻域的出入口间距研究
3.2.1平交路口转交净距的研究
        转角净距指的是交叉口和最近的出入口之间的距离。平交路口应与其邻域范围内的出入口保持足够的转交净距,来保证交叉口排队车辆有足够空间。若净距不足,会出现出入口右转车辆与正常行驶车辆混行,交通冲突增加。平交路口转交净距分为四类,如图3.1所示。

                                 图3.2 转交净距示意图
        A——主路上游转角净距:大于等于交叉口上游功能区长度;
        B——主路下游转角净距:大于等于交叉口下游功能区长度;
        C——次路入口转角净距:大于最大预期排队长度;  
        D——次路出口转角净距:大于等于交叉口下游功能区长度。
3.3 保障主路通行能力的出入口间距研究
        在保证交通安全的条件下保证主路通行能力受到的影响最小,以主路直行车的速度变化即直行车速度降低的越多则道路通行能力受影响程度越大为指标建立模型。在模型建立时基于以下假设:
        (1)直行车辆从一个出入口处到与其相邻的下一个出入口的间距满足插车间相邻直行车辆车头间距满足可插车间隙时右转车汇入,否则右转车停车等待;
        (2)主路上正常行驶车辆的速度均为设计速度;
        (3)从出入口右转驶出的车辆初速度为0km/h,完成转弯后做匀加速运动汇入主路车流;
        (4)直行车和右转车驾驶员的感知反应时间相等;
        (5)该路段的流量未达到该路段的道路通行能力。
4 结论
        目前我国在出入口管理方面还未形成系统的理论,相关研究也主要集中在高速公路、快速路匝道研究。对城市道路的研究也主要集中在主干路路段上出入口间距设置研究,本论文就平交路邻域影响范围内的接入口类型、对主路交通产生 的主要影响展开了详细描述;建立了出入口影响下主路无排队进入出入口的速度 影响模型和有排队进入出入口的速度影响模型;分析了出入口间距设置影响因素, 并建立了保证主路通行能力的出入口间距设置模型。
参考文献
[1]仲小飞.城市干道出入口交通流特性及处理技术研究[D].南京:南京林业大学,2011
[2]卓曦.大型公共建筑机动车出入口布局及交通组织研究[D].南京:东南大学, 2006
[3]Bonnesson J A,Fitts J W.Delay to major street through vehicles at two-way stop- controlled intersections[J].Transportation Research Part A:Policy and Practice,1999,33(3):237-253
[4]McShane W R.Access Management and the Relation to Highway Capacity and Level of RS&H,1995
[5]翟诏升.平交路口邻域的出入口管理研究[D].西南交通大学,2016
[6]邓社军.路外停车对停车场出入口路段机非车流运行状态影响分析与模型研究[D].东南大学,2014
[7]蔡蕾. 基于路段机动车速度影响的城市道路不同类型出入口接入条件研究[D]. 南京:东南大学,2015
[8]袁黎,郑长江,陆键.基于接入管理技术的平面交叉曰交通安全设计阴.公路工程,2009,34(1):94-97
[9]史玉娟.城市出入口管理研究[D].北京工业大学,2006.
[10]曹荣青.城市道路出入口间距确定的理论方法研究脚.长安大学,2007
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