安夏

摘 要：城市道路交叉口交通運行往往呈現明顯的混合流特性，結合我國城市道路現狀，在混行交通條件下對城市道路平面交叉口進行科學、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實意義?；诖?，文章就城市道路混合交通流道路交叉口信號配時優(yōu)化進行簡要探討。

關鍵詞：城市道路;混合交通流;道路交叉口;信號

中圖分類號：U491文獻標識碼：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形式，具有設計簡單、通用性強的特點，在多數道路工程場景中均得到應用;X字形交叉口，指兩條道路相交后形成的路口，其銳角兩側的空間有限，易出現車輛擁堵現象，需在現狀交叉口的基礎上采取改擴建措施。

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，于該處建設較大規(guī)模的中心島，引導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計原則

2.1 交通組織的合理性原則

交叉口設計不合理是誘發(fā)城市交通擁堵乃至交通事故的關鍵原因，因此，在交叉口的設計工作中，設計者應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，以便各車輛均可按照既定出行目標有序駛入特定的通行路線中，從源頭上規(guī)避車流插行問題[1]。根據車輛的行駛特點，其通常需經過城市道路交叉口，不同車輛的目的地有所差別，由此出現分流、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，在交叉口的設計中應合理應用標志線、輔助車道、交通信號指示燈等，通過此類設施的綜合應用，實現對城市道路交叉口的深度優(yōu)化，引導車輛高效行駛，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際情況，進而采取合適的駕駛行為，實現安全行車。例如，在交叉口的右轉彎車道中可以針對轉彎外側邊緣石采取優(yōu)化措施，具體采取圓弧形或平滑曲線的形式。此外，需以車輛右轉彎的最小轉彎半徑為基本依據，嚴格控制切圓半徑，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 交叉口的設計方法

3.1 確定交叉口的車道數

以機動車和非機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量[2]。

首先，以現場高峰小時交通量和車輛可能出現的行駛方向為基本依據，展開交通組織設計工作，確定合適的交叉口形式以及具體的車道數。針對車道數的通行能力展開驗算，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上增加車道數量，并再次驗算，直至車道所提供的通行能力超過交通流量為止。

其次，以路段上的車道數為參考，應保證交叉口的車道數至少與之相同或適當增多。為保證道路具有足夠良好的通行服務水平，交叉口的設計需考慮到路段的通行能力，兩者形成相均衡的關系。在城市化進程的背景下，道路交通流量將逐步增加，因此，在交叉口設計時需預留用地，以滿足遠期的改擴建需求[2]。

3.2 交叉口的拓寬設計

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

3.3 環(huán)形交叉的設計

在環(huán)形交叉口的設計中，應在交叉區(qū)域內規(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，有序朝目標路口分流。在現階段的環(huán)形交叉口設計中，其主要組成包含中心島、進出口、方向島及環(huán)道。

3.4 交叉口的立面設計

對于城市主要道路的交叉口，應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、橫斷面加以調整，具體調整方法需考慮到主要道路的情況，提高兩者的協調性。

為保證交叉口可高效排水，應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。

交叉口內的橫坡應盡可能具有平緩的特點，原則上不宜超過路段設計橫斷面的坡度，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)域的排水設計中，不可出現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交叉口的人行橫道，具體可在人行橫道前設置雨水口。在交叉口的立面設計中，總體思路如下：第一，資料的收集為給交叉口的立面設計提供可靠的數據支撐，應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），選定坐標基線（相交道路中心線），形成完整的方格網，測出方格點上地面高程。第二，設計范圍及高程的確定在雙向橫坡中，若要實現向單向橫坡的過渡，則需要經過特定距離，并與相交道路的路面高程形成平順銜接的關系。對此，在確定設計范圍時可將緣石半徑的切點作為參照，適當向外擴寬5m～10m[3]。以設計縱坡寬度為參考，確定設計高程位置，再結合相鄰等高線的高差，經計算后得到行車道中心線相鄰等高線的水平間距。第三，交叉口設計高程的確定首要前提在于選擇路脊線和控制高程，應加強對路脊位置的驗證，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。根據經驗，通常路中心可作為路脊線而使用，其交點則是控制高程;創(chuàng)建完善的高程計算線網，可作為輔助線而使用，有利于保證路面設計過程中各點高程的合理性。

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是采用高效的現代信息技術改造傳統的運輸系統，統計分析交通樞紐的實時交通流量，在此基礎上利用交通軟件和模型確定恰當的交叉口紅綠燈配時方案，以此高效優(yōu)化整個交通路網。

第一，交通信號控制相位差。智能交通信號系統設計可以規(guī)劃每個系統間控制規(guī)模，避免一個系統出現故障，給多路段交通造成嚴重影響，降低多方向相位差變化導致的相互作用力。智能交通信號控制系統設計應全面考慮，科學規(guī)劃控制范圍，根據交通實際情況對不同流量進行不同規(guī)劃，避免造成資源浪費。

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，需將交通信號控制系統應用于交通樞紐區(qū)域中心自適應協調區(qū)域，對不同入口車道的飽和流量加以檢測并得到準確數據信息。智能交通信號系統必須進行科學的交通飽和度監(jiān)測，交通飽和度是規(guī)劃交通的重要依據[4]。

4 結語

交叉口是城市道路設計中的重點內容，具有易交通擁堵、交通事故多發(fā)的特點，需合理組織設計工作，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計方案，有利于減少排隊時間和延誤時間。對城市道路平面交叉口進行科學、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實意義。

參考文獻

[1] 江航.基于城市交通擁堵預測的主動信號控制方法研究[D].南京：東南大學，2019.

[2] 甘楊杰.混合交通流環(huán)境下交叉口多目標配時優(yōu)化研究[D].北京：北京交通大學，2019.

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

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