平面交叉口交通信號控制設計方法研究

汪小渟

【摘要】 通過對平面交叉口交通信號控制系統進行優化設計，達到減少交叉口車輛延誤和提高交叉口通行能力的目的。根據實時交通調查數據以保證交通安全和車流均衡對交叉口進行渠化設計，以減少車輛在交叉口內的通行時間為目的進行交通信號配時，最終利用VISSIM軟件對交叉口的運行進行仿真。經過本文優化控制信號作用下的每車平均延誤減少至18.8s，交叉口的服務水平由C級提升到B級。優化機動車在交叉口內部的行駛路線，提高交叉口的服務水平。

【關鍵詞】 平面交叉口 交通信號 優化 VISSIM

一、引言

近幾十年來，世界經濟的迅速發展和城市化進程的加快，隨之引發汽車保有量日益劇增以及城市交通的快速發展。尤其在道路交叉口處，不同車型組成的混合車流，即行人、非機動車、機動車形成的混合交通流以及交叉口幾何空間等相互交叉、相互影響。在已經發展的ITS（智能運輸系統）的基礎上，結合交通信號控制與優化，能夠有效地緩解交通擁堵、交通事故一系列交通問題。F.V.Webster和B.M.Cobbe于1958年提出基于最小延誤的TRRL法（同樣稱為Webster法）。這種方法是建立在延誤基礎上，即先以停車延誤最小為目標來確定周期時長，再確定其它各參數。此外，國外應用更多的是美國的HCM法和澳大利亞的ARRB法。國內一般是將研究信號配時的考察斷面從停車線轉移到沖突點來。因此，本文針對上述現象，結合鎮江市谷陽路-禹山路交叉口的調查數據，分析該交叉口存在的渠化問題，提出改善措施。基于VISSIM仿真平臺，建立該交叉口的仿真模型，對比分析改善前后的交通運行參數指標，最終評價交叉口優化前后的交通運行質量。

二、禹山路-谷陽路交叉口信號優化

2.1 信號配時

信號配時的主要過程：確定信號周期時長、給各個相位合理分配綠燈時間。常用的信號配時方法是依據飽和流率比對綠信比進行優化，基于平均的準則按照各相位最大車流量比來分配各個相位的綠燈時間[3]。結合實地調研，以及詢問交警，發現該交叉口存在以下交通問題：1、西進口右轉車與南進口左轉車流存在明顯沖突，很容易在西進口和東出口處發生交通擁堵問題。2、西出口僅有兩條車道，存在東進口車流量排隊過長，并且容易與東進口直行車輛在西出口處匯合時造成擁堵。3、東西方向在早晚高峰車流量較大，呈現“潮汐”車流現象。4、交叉口空間內的出行車輛不能充分利用交叉口內部空間，交叉口易產生二次排隊的現象。

2.2 改善方案

（1）交通島布置。布置交通島并將所有停車線提前，優化禹山路的進口處車輛的行駛軌跡，縮短右轉車輛的行駛時間，并將流量大的直行車流和流量較小右轉車流分隔開。

（2）道路改造。將西進口的禹山路由現在的雙向四車道改為雙向六車道，并設置公交專用道。

（3）車道渠化方案。調整東西方向車道功能，重新分配交叉口空間資源，提高交叉口空間利用率。

三、VISSIM仿真平臺

（1）延誤對比。圖2顯示交叉口的車輛延誤由現狀的31.6s減少到18.8s，所有進口道的延誤均有所降低。交叉口的平均排隊長度由現狀的7.4m減少到3.2m，所有進口道平均排隊長度均有降低，其中東進口直行由現狀的29.7m減少到13m。

（2）服務水平。表2顯示實施交叉口的交通工程措施后，交叉口的信控延誤由現狀的31.6s減少到18.8s，服務水平由C級提升到B級。

四、結論

改善城市道路網絡中交叉口交通運行環境，提高通行能力及效率，有利于緩解城市道路交通擁堵現狀。仿真結果表明，通過合理地布置交叉口的車道組，并重新規劃機動車在交叉口內的行車軌跡，充分利用交叉口幾何空間，能夠達到較少交叉口平均延誤，縮短排隊長度的效果，最終提高交叉口的運行質量。

參 考 文 獻

[1] 王煒. 交通工程學[M].南京：東南大學出版社，2002.248-252.

[2] 童爾特.道路交通分析與設計[M].中國建筑工業山版社.1982.156-158.