建筑材料工程师论文论城市道路交叉口的设计

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摘要：摘要：近年来，伴随着社会经济的发展和人们生活水平的普遍提高，整个社会对交通运输的需求日益增加，交通出现了日趋紧张的局面，拥堵时常发生，伴随而来的是一系列的交通问题：道路拥堵、车辆秩序混乱、事故频发、污染严重等等，迫切需要缓解一下我们城市交

　　摘要：近年来，伴随着社会经济的发展和人们生活水平的普遍提高，整个社会对交通运输的需求日益增加，交通出现了日趋紧张的局面，拥堵时常发生，伴随而来的是一系列的交通问题：道路拥堵、车辆秩序混乱、事故频发、污染严重等等，迫切需要缓解一下我们城市交通的问题，这时城市交叉口的设计是亟待需要解决的问题。

　　关键词：城市道路,平面交叉路口,交通组织

　　一、平面交叉口冲突点

　　当车辆通过交叉口时，会发生合流或分流。也就是说，当两股不同流向的交通流同时经过空间某点时，就会产生交通冲突，而该点成为冲突点。交通冲突的方式有三种：交叉冲突、合流冲突、分流冲突，如图1-1所示。

　　图1-1 三种交通冲突方式

　　(一)冲突点分布

　　1、无信号控制平面交叉口冲突点的分布

　　以单车道为例，在不计入非机动车流和行人流的各类冲突点的条件下，各种平面交叉路口的冲突点数如表1-1和图1-2所示。

　　交叉形式 冲突点 合流点 分流点 合计

　　3枝交叉 3 3 3 9

　　4枝交叉 16 8 8 32

　　5枝交叉 49 15 15 79

　　表1-1无信号控制交通流交叉点、合流点、分流点的数目

　　图1-2无信号控制平面交叉口冲突点分布图

　　2、平面信号交叉口冲突点的分布

　　当交通信号控制路口用的是两相控制时，各种平面交叉路口的冲突点数如表1-2和图1-3所示。

　　交叉形式 冲突点 合流点 分流点 合计

　　3枝交叉 1 2 2 5

　　4枝交叉 2 2 4 8

　　5枝交叉 4 6 4 14

　　表1-2 信号控制交通流交叉点、合流点、分流点的数目

　　图1-3 信号控制平面交叉口冲突点分布图

　　(二)冲突点控制

　　1、冲突点的空间分离

　　从空间上去控制冲突点，一般用交通渠化设计的方法，利用隔离带、车道线、人行横道线、路口的导流线、导向车道以及停车线等交通标线，减少路口冲突范围，隔离不同流向的交通流，尽量的降低空间上冲突点的个数。

　　2、冲突点的时间分离

　　采用交通渠化设计后仍会存在不可消除的冲突点，这时可以在冲突点的通过时间上进行分类，一般采用信号控制的方式。在一般的道路上，可用二相位控制，而一些流量较大且左转交通流比率较高的交叉口，可采用四相位或多相位信号控制，相位的设置应满足机动车流向分离要求为宜。对于路段上的人行横道的控制，当人行流量较大时，可以设立行人过街信号灯，以达到在时间上分离机动车和行人冲突点的目的。

　　3、冲突点的管理控制

　　依靠交警手势或让行标志、标线，对冲突点进行分离。对同一相位不同车种的交通流通过同一冲突点时，由于速度差会产生交通延误，所以在冲突点上应按车种放行。由于交通流已越过停车线，不再受交通信号控制，因此，为避免在冲突点上产生冲突，必须解决好优先通行的问题，这主要就依靠民警进行冲突点上车种、流向分离来实现。

　　二、平面交叉口的渠化

　　(一)交通渠化概述

　　交通渠化就是在道路上用交通标志、标线或用高出路面的各种岛状构造物，或利用路面漆刷成不同颜色，或利用护栏、分隔带、隔离墩及其他设施和方法，对行人与各种不同车型、不同方向、不同速度及不同运动状态的交通流进行引导、隔离和管制，使交通实体像渠内水流一样顺着一定的方向和线路，互不干扰的安全而有序地运行，以达到分离和控制交通流的目的 。

　　(二)平面交叉口渠化的目的和作用

　　交叉口是制约道路网整体效率发挥的关键，若道路网中的所有平面交叉口进行渠化，则路网容量可以提高40%-50%，交叉口渠化代价小、效益大。

　　三、平面交叉口的信号控制

　　(一)平面交叉口信号控制概述

　　平面交叉口作为在空间上无法实现分离原则最主要的地方，交通信号控制是必不可少的，它是在时间上给交通流分配通行权，这是一种很有效的交通指挥措施。通过交通信号灯轮流显示不同的灯色来控制交通的通行或停止。

　　(二)交叉口信号控制系统基本参数

　　信号周期——交通信号灯显示的一个的完整循环过程。

　　周期长度——信号完成一个周期所需的总时间，符号用C，单位s.

　　信号相位——在一个信号周期内，一股或几股车流，不管任何瞬间都获得完全相同的信号灯色显示，那么就把他们获得不同灯色的连续时序称作一个信号相位。

　　间隔——所有信号显示持续不变的时间。

　　转换间隔——相位之间出现的黄灯加上红灯间隔，以使冲突车流在放行之前，能够为交叉口清空车辆提供时间，符号用Y，单位s.

　　绿灯时间——绿灯相位所持续的时间，符号用Gi(指i相位)，单位s。

　　损失时间——未能提供车辆有效利用的时间，它包括：转换间隔时间，每次绿灯开始时，前排车辆起动延误的时间。

　　有效绿灯时问——在给定相位中，获得通行权的车辆能够有效利用的时间。它等于绿灯时间加上转换间隔再减去损失时间。符号用gi(对于i相位)，单位s。

　　绿信比——有效绿灯时间与周期长度之比。符号用gi/C(对于i相位)。

　　有效红灯时间——有效地禁止车辆行驶所持续的时间。以秒为单位，它等于周期长度减去特定相位的有效绿灯时间，符号用ri，单位s。

　　四、平面交叉口交通组织优化方法

　　(一)路口信号控制

　　1、信号相位的确定

　　信号相位主要有两相位和多相位两种方式，两相位信号控制方式通用性比较强，适用于各种渠化条件，而多相位信号控制方式则要看路口放行方法、渠化条件以及路口各方向到达流量的均衡性来确定。一般信号相位确定有以下几个分类：

　　(1)按照路口放行方法确定信号相位。包括按时间分离法放行的路口，至少要有三个信号相位，其中一个相位为行人相位;按对于按空间分离法放行的路口，一般采用常规四相位设置，行人相位可按直行相位配置，不需单设非机动车相位;对于按时空分离法放行的路口。

　　(2)按照路口导向车道渠化来确定信号相位。路面上规划了专左车道的交叉口，信号相位上才能设置专左车相位。当路面上是直左车道的不能设置专左相位。因此要注意路口渠化与信号相位的统一。

　　(3)按各方向轮放方式组织信号相位。如果各方向来车不均衡，则对于轮放方式放行时，机非、机行之间的冲突不可避免，当路口流量较大时，通行能力损失较多。但这种方法有很强的适应性，做信号绿波协调时可按单向交通方式进行信号相位差组织，绿波带明显宽于双行方式，因此，这种方法适用于中低峰条件下的信号控制协调。

　　2、机动车专右车道的渠化设计

　　在多车道交通通行过程中，当右转交通量较大时，有必要设置专右车道，提高交叉口通行能力。如若不设置右转专用车道，直行的车辆会阻碍右转车辆的转向，并当右转车辆过多时，在一个直行相位之内不能将之放空，后续的右转车辆会妨碍相邻直行车道车辆的通行，会造成一定交通阻塞，降低车道的通行能力。国外研究发现，延长右转专用车道长度，可以降低巧15%的冲突;在多车道的进口道加设右转专用车道可降低40%的严重冲突，降低10%的仅有财产损失型交通事故 。

　　3、机动车左转弯候驶区的渠化设计

　　左转车辆不仅是产生冲突点的主要因素，同时也影响直行方向主要车流的通行。所以，无论是保证交通安全，还是提高交叉口的通行能力，组织好左转车辆是交叉口交通组织的一个关键问题 。

　　为了能够使左转车流与直行车流之间的冲突消除，道路工程设计中经常用增设左转专用相位的方法，这样可以在时间上将两股交通流分离的。但是，能够设置左转相位的必要条件是出口道必须设有左转专用车道，对于城市平面交叉口而言，道路的交通压力很大，左转专用车道基本上是通过拓宽进口道得到的，因而左转专用车道的长度有限。当左转车辆到达数持续增大超过左转车道容量时，后续到达的左转车辆会从左转车道溢出，从而阻挡临近车道其他车辆的运行。并在一定条件下，左转车道排队溢出可能导致大面积的拥堵。为增大左转车道的容量，减少排队溢出的可能，1999年交通部和公安部联合制订并颁发的中华人民共和国国家标准GB5768-1999《道路交通标志和标线》 新增了左弯待转区的指示标线。

　　五、本文小结

　　本文分析了平面交叉口的冲突点类型、分布以及控制方法，阐述了交叉口交通渠化的作用和目的，说明了交叉口信号控制的含义，简要提出了平面交叉口交通组织的优化措施。包括信号相位确定、右转车道和左转专用车道渠化设计。对于进一步研究平面交叉口交通组织优化具有一定帮助。

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