交叉路口的交通设计问题.doc

交叉路口的交通设计问题 摘要 本文研究的是交叉路口的设计问题，主要考虑的是平面交叉口设计中的交通信号控制模式和环岛控制模式。对于不同的路况的交叉口设计交通控制模式使得车流最快的通过交叉口。 首先，有信号控制交叉口的通行能力常用“停车线断面法”确定，即以进道口停车线为基准断面，凡通过该断面的车辆即认为以通过交叉口，其可能的通行能力为各进口车道通行能力之和。我们根据相应的公式来计算各类车道的通行能力。最后根据各类车道的数量，也即是道路的宽度来计算总的通行能力。 其次，对于环形交叉口，我们建立了基于车头时距为M3分布的间隙—接受理论模型。并且进行单环与多环的比较。最终对于单环和多环，分别得到一个和车流量有关的计算环形交叉口通行能力的公式。而根据信号控制的交叉口的情形，我们已知了道路宽度，所以我们就能求得车流量，从而求出环形交叉口通行能力。 再次，我们具体分析了普通四叉路口的的情形。考虑在不同的路况下，设计交叉路口的交通控制使交通流量较大。最终我们得出以下结论：对于有一条左直混合行驶车道和一条专用直行车道的情形，我们认为该种路况的交叉路口设计成多环道转盘比较好。对于有一条左转专用车道和一条右直混合行驶车道的情形，我们认为也是设计成多环道转盘较好。对于有一条左转专用车道、一条直行专用车道和一条右转专用车道这种情形，我们认为设计成红绿灯比较好。对于有一条左转专用车道、两条直行专用车道和一条右转专用车道这种情形，我们认为也是设计成红绿灯比较好。并且在此结果上分析，我们可以看出，对于环形交叉口来说，随着车流量的增加，其通行能力越来越差。我们还对模型做了进一步的优化，设计了左转待驶线。结果表明，左转待驶线在一定程度上确实能缓解交通压力，提高交叉口通行能力。 最后，我们考虑了一般的多叉口的情况下，即出现3叉、5叉甚至12叉的情况，我们依旧可以利用上面建立的信号控制模型和环岛控制模型求解进行比较。但当考虑交叉道路比较多时的信号控制设计中，更重要的是相位设计，交叉道路多了，相位设计也变得很复杂，会给驾驶员造成心理紧张；而考虑环岛控制的实际设计时我们需要考虑最短交织段长度是否满足车辆行驶速度的要求，环道的设计是否满足交叉口面积的要求，还有视距等等。因此我们可以考虑两种模式的结合设计。 关键词： 信号交叉口 环形交叉口 通行能力 间隙—接受理论 M3分布 问题的背景和重述 1.1问题的背景 城市的交叉路口往往是交通的瓶颈。交叉路口常见的设计有两种: 模式1、 每个路口安排红绿灯； 模式2、设计成转盘形式（一般没有红绿灯）。 比如下沙的一号路与六号路的交叉口是个4叉路口，设计为转盘；而三号路与六号路的交叉口这个4叉路口设计为红绿灯；学源街和23号路的交界口为五叉路口，设计为红绿灯。 比较模式1、2时要注意的是，在每种模式下，如何最快的通过还有个合理的安排问题，如模式1，红绿灯的情况下，杭州与国内的一些城市都安排左转的待驶线，至少交警认为这样可以让车辆通过更快。模式2，转盘的情况下，通过一些特殊的驶入与驶出规定可以加大通过流量。 1.2问题的重述 我们考虑的问题是如何让车流最快的通过交叉口。 （1） 以普通的四叉路口为例，分析比较以上两种模式各适用于哪种路况（路况包含的因素有：路宽（车道的多少）、车流量等等，还可以考虑你认为要考虑的其他因素）。指出在何种路况下使用模式1，何种路况下使用模式2较好。 （2） 在一般的情况下分析问题（1），需要注意的是交叉口不一定是四叉路口，可以是三叉、五叉等等,现实中还有12叉的路口。 问题分析 我们所要考虑的红绿灯模式即交通信号控制模式，转盘模式即环岛控制模式，这两种交通流控制方法各有优缺点，各自有不同的使用范围[1]。 交通信号控制适用范围是： (1)由于不能提供足够的土地空间或其他原因而不能提供满意的几何设计的路口。 (2)较高的交通流量将使行人难以顺利穿越路口的地方。 (3)因为协调控制系统能给路口提供一个较好的服务水平，所以在协调控制系统中的路口比较适合交通信号。 环岛控制适用范围是： (1)路口有大量的左转车流。环岛运行方式消除了左转车与直行车的冲突，对此种情况非常有效。 (2)在多叉路口，环岛运行能控制多叉路口的车流安全和有效地通过。相反，交通信号由于需要太多的相位要求，造成太多的时间损失而不太有效。 (3)在一些流量较少的十字路口且事故频发的地方。由于流量较少，安装交通信号不太值得，但用让行标志却不能保证安全。环岛控制是较适合的方法。 而对于交叉路口的设计问题，我们要考虑的是该交叉路口的最大车流量，进口道路的车道类型和条数，交叉口可利用的面积等等因素。在这个问题中我们首先考虑交通信号控制和环岛控制两种情况下的交叉口的通行能力。再结合交叉口的实际