单点信号交叉口通行能力和服务水平分析.docx

单点信号交叉口通行能力和服务水平分析李峰王秋平〔摘 要〕 本文分析了单点信号控制交叉口通行能力和服务水平的影响因素 ,揭示了交叉口通行能力与延误随信号周期长度变化的规律 ,从而得出交叉口延误最小 、通行能力最大的信号周期的取值范围 ,提出了交叉口饱和度接近饱和或过饱 和时的交通管理措施 。〔关键词〕 通行能力 ;服务水平 ;信号周期 ;延误 ;交叉口〔中图分类号〕 V491. 5 + 3〔文献标识码〕 A交叉口是城市交通拥堵的主要发生地 。城市交叉口大多为单点信号控制交叉口 ,研究这类交叉口 的通行能力和服务水平具有重要意义 。对单点信号 控制交叉口的规划 、设计与改造应从通行能力和服务水平两方面入手 ,而目前在实际中常常重通行能力轻服务水平 。本文分析这类交叉口的道路条件 、 交通条件和信控条件等对通行能力和服务水平的影响 ,重点分析了在二相位条件下信号周期对通行能力和服务水平的影响 。国外对通行能力的定义只针对交叉口进口道 ,不涉及整体通行能力 。计算方法以饱和流率乘以对 应的绿信比 ,代表公式如下 :gii 进口道通行能力 ci = si ×(1)Ci 进口道饱和流率 si = so·n·f w ·f Hv ·f q·f p·f bb·f a·f Rt ·fL t(2)其中 gi 为进口道对应的有效绿灯时间 ,C 为信号周期长 ,so 为每车道基本饱和流率 , n 为进口道车 道数 ,fw 、f Hv 、f q 、fp 、f bb 、fa 、f Rt 、fLt为进口道道路条件 、交 通条件等各类修正系数 。国内外关于通行能力的定义差异 : 国内指交叉 口整体可通行车辆最大数 ,国外只指进口道通行车 辆最大数 。实际中交叉口可能会出现这样的情况 : 从整体通行能力看交叉口是顺畅的 ,但有某一个或 两个进口道流量接近或超过其通行能力 ,使该进口 道出现严重的拥堵 ,影响交叉口整体运行 ,导致整个 交叉口运行不畅 。对交叉口的分析着力点应该在交 叉口的每一进口道上 。对交叉口通行能力计算方法 ,我国所采用的方 法中只考虑了车流中大小型车的比例 、左右转车的 比例和信控条件 ,国外的方法对交叉口道路条件 (车 道宽 、坡度等) 、交通条件 ( 左右转车的比例 、大型车混入率 、行人影响等) 和信控条件的各种影响因素进一 、交叉口通行能力1. 交叉口通行能力的定义和计算方法我国目前对通行能力的定义为 : 平面交叉路口 能通过相交车流的最大流量 。指各进口道通行能力 之和 。核 心 公 式 为 一 条 直 行 车 道 的 通 行 能 力 : t g - t ocs = 3600+ 1 ,式中 T 为周期长 ,tg 为周期Tt i内绿灯时间 ,to 为绿灯亮后第一辆车通过停车线的时间 , (可为 213s) ,ti 为直行车通过停车线的平均时 间间隔 ,φ 为折减系数 。左转 、右转 、直左 、直右 、直 左右车道在计算的直行车道通行能力的基础上计算 其通行能力 ,各类车道通行能力之和为进口道通行 能力 ,各进口道通行能力相加得交叉口通行能力 。·30 ·城市建设与发展《城市问题》2003 年第 2 期单点信号交叉口通行能力和服务水平分析行了考虑 。从理论上看 ,国外的交叉口通行能力计算方法更合理 ,以下对交叉口通行能力的分析针对 进口道 ,采用国外计算方法 。我国由于没有大量的 城市交通资料 ,无法分析出稳定的修正系数 ,因此目前我国的方法仍适用 。2. 交叉口信控条件 、道路条件和交通条件对通 行能力的影响由公式 ( 1) 、( 2) 看出 , 通过改变交叉口道路条件 、交通条件 ,改变影响饱和流率的修正系数能改变 进口道通行能力 ,改变交叉口信控条件能影响通行 能力 。这样提高交叉口进口道通行能力的途径分三 类 :(1) 改变交叉口道路条件 : 增加进口道车道数 ; 拓宽进口道车道宽 ;优化交叉口几何形状 ;保证进口 道路面质量良好等 。(2) 改变交叉口交通条件 : 进行交叉口渠化 ; 调 整左转右转比例 (限制左转或右转) ;限制农用车 、大 货车的驶入 ;完善交叉口行人交通设施 ;加强交通管理减少行人干扰 ;对机动车 、非机动车更好地分车分 流等 。(3) 改变信控条件 : 优化周期长 ; 优化信号显示相位 。采取改变交叉口道路条件 、交通条件的措施来 提高通行能力 ,在实际中已普遍采用 。信号周期长 对通行能力的影响比较明显 ,但在实际使用中信号周期长多凭经验加以确定 ,比较盲目 、主观 。以下重点分析二相位条件下信号周期对通行能力的影响 。 假定有一现状为二相位显示的单点交叉口 ,其道路条件和交通条件已知 ,对该交叉口的分析着力点在进口道上 。若某一进口道交通流率 v 已知 ,由 公式 (