平面交叉口時空一體化設計研究

摘 要：平面交叉口時空一體化設計是指通過梳理平面交叉口空間資源和時間資源的基本組成，建立二者之間的互為影響關系，最大限度地實現平面交叉口時空資源的充分利用和優化配置。在平面交叉口的規劃設計過程中，應將行人與非機動車的過街安全的重要性視在車輛通行之上，妥善處理機動車、非機動車、行人的通行需求。

關鍵詞：平面交叉口；時空一體化；設計研究

1 時空資源分析

交叉口的時空資源包括：（1）空間資源；（2）時間資源；（3）時空通道。

1.1 空間資源

平面交叉口的空間資源是指交通主體的通行空間。可以將其進一步劃分為三個空間范圍：（1）機動車通行空間；（2）非機動車通行空間；（3）行人通行空間。空間資源配置是平面交叉口規劃設計的首要任務。

1.2 時間資源

平面交叉口的時間資源是指交通主體在其通行空間內獲得的通行時間，它們包括：（1）機動車綠燈時間；（2）非機動車綠燈時間；（3）行人綠燈時間；（4）機動車黃燈時間；（5）非機動車黃燈時間；（6）行人綠閃時間。

1.3 時空通道

交叉口的時空通道是一個動態概念，它的定義是：交通主體在其劃定的空間范圍和時間段內的交集。由此可見，時空通道是對交叉口空間資源和時間資源的有機整合，充分體現了二者之間的互動關系。

安全、高效地分配不同交通主體的時空通道是交叉口時空一體化設計的核心工作。

2 交通沖突分析

交通沖突是平面交叉口的基本屬性，分離交通沖突、保證交通安全和交通運行效率是平面交叉口規劃設計的基本任務。

2.1 交通沖突的類型

確定交通沖突類型是進行信號控制方案設計的必要準備工作。交叉口任意兩股交通流的運行軌跡之間存在交點時，認為這兩股交通流之間存在交通沖突，它們運行軌跡的交點稱為沖突點。對于信號控制交叉口，根據沖突交通流的時空資源占用關系，可以將其分為兩種類型。

完全沖突（第一類沖突）：非右轉交通流之間形成的交通沖突。此類沖突必須通過信號控制手段分配沖突交通流的通行權和通行時間。沖突交通流具有專用進口道和專用相位。對于直行交通流與對向左轉交通流或左轉交通流與對向直行交通流形成的交通沖突，當左轉交通量較小時，應歸屬于部分沖突，當左轉交通流較大時，應歸屬于完全沖突。

部分沖突（第二類沖突）：右轉交通流與其他交通流形成的交通沖突。此類沖突可以利用優先規則分配沖突交通流的通行權和通行時間。

2.2 交通沖突區

交通沖突區是指不同交通主體的共用通行空間范圍（如圖所示），可以將其進一步劃分為四個區域：

（1）機動車沖突區，圖中紅色區域；（2）機動車、非機動車沖突區，圖中綠色區域；（3）機動車、行人沖突區，圖中黃色區域；（4）非機動車、行人沖突區，圖中藍色區域。

3 行人與非機動車交通時空一體化設計

妥善處理行人與非機動車過街問題是行人與非機動車交通時空一體化設計的核心工作，也是機動車交通時空一體化設計的前提條件。

行人過街安全島：行人紅燈違章率過高是引發機動車與行人沖突區內人、車干擾嚴重、進而導致機動車通行能力下降的主要原因。行人紅燈違章率增加的根源在于行人等待時間過長。

相關研究顯示，信號控制人行橫道處，強行穿越機動車流的行人比例隨行人等待時間的增加而增加。李克平等人建立了行人等待時間與行人交通流可控性的邏輯關系，其中涉及2個行人等待時間的概念。

行人最大等待時間：一個信號周期內，行人等待行人綠燈啟亮所需的最長時間，它等于信號周期時間與行人綠燈顯示時間的差值。行人可接受等待時間：對行人交通流可控性的一種描述，與行人紅燈違章率密切相關。行人最大等待時間小于行人可接受等待時間時，認為行人基本能夠按照信號燈色通行，行人交通流的可控性較好，反之，行人紅燈違章率較高，行人交通流的可控性較差。

由此可見，減少行人最大等待時間是增強行人交通流可控性的內在推動力。設置行人過街安全島是提高行人交通流可控性的有效途徑，集中體現在兩個方面（以一個典型“十字形”交叉口的西進口車道為例進行說明）。

（1）縮短行人最大等待時間。設置行人過街安全島后，行人清空距離縮短→行人綠閃時間減少→行人綠燈時間增加→行人最大等待時間減少→行人交通流可控性提高。注：行人通行時間包括行人綠燈時間和行人綠閃時間。

（2）提高行人過街的安全性。設置行人過街安全島，有利于增強機動車駕駛員對行人過街的視認性；為老人、兒童、殘疾人等提供駐足等待區域，避免其因過街較慢而與下一相位機動車發生沖突。

4 機動車交通時空一體化設計

機動車交通時空一體化設計是在充分考慮行人和非機動車通行空間和通行時間的基礎上，對機動車交通時空資源的優化配置過程。

機動車交通時空一體化設計的其他主要工作還包括：（1）交叉口拓寬設置方法。（2）左、右轉專用機動車道的設置方法。

5 結束語

文章提出了“以人為本”的交叉口規劃設計思想，梳理了交叉口時空資源的基本組成，分析了不同交通主體的沖突類型以及沖突區范圍對交叉口規劃設計的影響，明確了行人與非機動車交通時空一體化設計、機動車交通時空一體化設計的主要工作。