平面交叉口人行横道和停车线的设计研究科技大赛论文.doc

平面交叉口人行横道和停车线的设计研究 李加丁，尚立伟 （北京交通大学，北京，100044） 摘要：城市道路交叉口人行横道和停车线的设计是影响交叉口通行秩序和通行能力的重要因素。通过对北京市一些平面交叉口的实地观测和分析，本文总结了现行交叉口人行横道和停车线设计的一般模式及存在的安全隐患问题，提出基于通行安全、车辆顺畅和通行能力约束的人行横道和停车线的设计方法。将交叉口人行横道和停车线的设计理论系统化、更优化，给出平面十字形交叉口人行横道和停车线设计的基本模型。并基于模糊数学理论，提供了进一步优化停车线位置的途径。最后，给出了城市道路正十字形平面交叉口有关人行横道和停车线的一些设计值。 关键词：平面交叉口；人行横道；停车线；安全系数；通行能力；模糊数学 1. 前言 交叉口是道路网中道路通行能力的“瓶颈”和交通事故的“多发源”。国内外城市中的交通阻塞主要发生在交叉口，如日本大城市中的机动车在城市中心的旅行时间约1/3花在平面交叉口上。同时，交叉口也是交通事故的主要发生源，城市中的交通事故约有60％—80％发生在交叉口极其附近。 因此，交叉口引起人们的高度关注，而人行横道和停车线的设计是平面交叉口交通设计的重要部分。实践表明，正确设计交叉口的人行横道和停车线，能够优化车流的行驶轨迹，改善通行秩序；能够规范车流的通行空间，提高通行安全性；能够有效利用交叉口内部的时空资源，提高通行能力。 2. 现行人行横道和停车线的设计理论和方法 关于研究交叉口设计的方法国内外有很多，如交通冲突技术、断面法、车辆延误模型等，如文献[1]；尤其是交叉口的信号优化设计，其文献相当多，如文献[2]～[4]。无论是减少交通冲突、减少车辆延误，抑或优化信号配时等，都是改善交叉口通行秩序的一个方面，但要保证交通流安全，全面提升交叉口的通行效率，人行横道和停车线的设计也不容忽视。也有一些文献专门探讨过平面交叉口停车线的设计，如文献[5],学者对停车线的设计问题进行了详细的分析，并建立了基于机动车运行轨迹顺畅的停车线模型，对交叉口的研究具有很大的参考价值。 3. 现行人行横道和停车线设计的弊端 通过实地调查，发现现行交叉口人行横道和停车线的设计存在如下弊端： 3.1 交叉口内部通行空间偏低 大部分交叉口人行横道以人行道的延长线为基准，向交叉口外侧移动1米；而停车线退后人行横道后沿1米设置，位置较提前。这种设计压缩了交叉口的内部区域，导致交叉口用于机动车和非机动车的空间有限。 3.2 右转机动车待行区域不足 相邻两个进口的人行横道相距过近，一方面会侵占右转车辆与自行车的行驶空间；另一方面，会使右转车辆驶离本向停车线后，连续通过两条人行横道线，行人安全受到威胁。 3.3 左转机动车运行轨迹不顺畅 由于停车线位置提前，左转车辆的转弯半径减小，待绿灯亮后驶离进口道的车辆运行轨迹很不顺畅，也加大了机动车驾驶员的驾驶难度。 3.4 人行横道长、宽设置不当 人行横道过窄，导致部分行人过街时被排在横道线外，其安全没有保障；人行横道过长，且没有设置相应的二次过街设施，导致绿灯尾期部分行人被挡在横道线上或不能从容过街。 4. 交叉口人行横道和停车线优化设计 4.1 研究对象 基于典型性，实际调查以平面十字形交叉口为主，本文也以平面十字形交叉口为探讨对象。 4.2 基本假定 为便于研究，作如下假定：交叉口为正十字形或斜十字形交叉口人行横道垂直于道路中心线，停车线与人行横道平行交叉口为预定周期式信号控制交叉口（如图1） 4.3 设计目的 城市道路交通设计中，以交通安全、通畅、效率、便利及其与环境协和为目的[6]，因此，交叉口设计也应以此为出发点。人行横道设应保障行人安全、从容过街；为车流提供适当的待行区域。停车线应保障机动车流行驶轨迹顺畅；为各种交通流提供安全空间。综合设计目标：在保障行人、车辆安全通行的前提下，提高交叉口的通行能力。 4.4 约束条件 4.4.1 转角距离 要求相邻两条人行横道之间的转角距离至少能容下一辆小客车的车身长6m。 4.4.2 左、右转弯半径 对于左转车流，本向进口道设计停车线要保证左转车辆以大于等于30m的半径转到其左侧进口的出口道；同时其右侧进口的左转车流能以大于等于30m的半径转到本向出口道。对于右转车流，在交叉口其速度不宜太高，要限制其转弯半径不大于20[7]。另外，左、右转弯半径应根据相交道路等级的不同而发生相应变化。 4.4.3 车—车、人—车安全交叉 如图1所示，C、D、E三点为相位变换时大多数二相位控制信号存在的最不利的冲突点。 （1）车—车安全交叉的理论关系 绿灯末期车辆若要安全通过冲突点C，必须满足条件[5]： （1） （2）行人—机动车安全交叉的理论关系 为了避免人—车冲突，绿间隔必须同时满足以下两个条件：