某十字形信號控制交叉口車道優化設計

田曉曉

摘 要：本文綜合運用交通工程、交通管理控制以及計算機應用等學科相關知識，通過對數據的調查總結與分析計算，借鑒相關理論知識與實際案例，以張家口某十字形交叉口為設計對象，進行設計方案對比優化，并對優化的交叉口形式進行進口道車道數計算和車道設計簡圖的繪制。此概略設計為后期的詳細設計提供了前提和數據。

關鍵詞：十字形交叉口；車道設計；交通工程

1 概述

近些年來，隨著小汽車保有量的增加，城市道路交通量也呈現出大幅的增長，并且出現了大量的道路及交通設施問題，嚴重影響了正常的出行以及交通活動，平面交叉口的原有設計已嚴重不能滿足交通需求。以此同時，大部分平面交叉口設計過于簡單，交通設施不完善，且與現狀交通實際情況不盡匹配，嚴重影響了交叉口的通行能力。因此，對城市道路平面交叉口進行優化研究，具有非常迫切的實際意義。

2 方案設計與比較

根據交叉口的交通量、設施投資和地理條件綜合考慮，初步設計以下三種交叉口形式：現代環形交叉口渠化設計、十字形信號控制交叉口和十字形全無控制交叉口三種方案。

由于張家口市歷史悠久，道路形成相對較早，道路面積不足。故不適合采用現代環形交叉口渠化設計方案；大十字路口交通流量大也不適合采用十字形全無控制交叉口方案；所以結合經濟、道路面積、安順市當地實際情況考慮適合采用十字形信號控制交叉口。其優點表現在：道路使用面積少，投資成本不高，僅進行適當渠化并配置相應信號控制裝置。提高了交叉口交通秩序，增加了交叉口通行的安全性。滿足遠景年的通行能力。有信號燈，行人過街便捷、安全。

3 交叉口進口道車道數的計算

在概略設計階段中，車道數根據交通量、交通控制方法、交叉口處用地及車道的通行能力等條件確定，通過公式初步計算交叉口進口道車道數，并畫出進口道車道數設計簡圖。從渠化交通考慮，交叉口最好按方向和車種分別設置專用車道，以使非機動車和直、左、右機動車能在各自的專用車道上排列停侯或行駛。

3.1 平面交叉口進口道直行車道數計算公式

3.3 直行車道設計通行能力

初擬信號配時為三相位，周期60s，其中取每個信號周期綠燈時間為27s，黃燈時間為3s，to=2.3s，ti=2.5s，σ=0.9，則依據上面公式計算得，一條直行車道的設計通行能力：

Cs=3600×0.9[（27-2.3）/2.5+1]/60=588（pcu/h）

3.4 高峰交叉口進口道車道數計算

對早高峰時段進行交叉口進口道車道數的計算。設計交通量應取2020年遠景交通量，已計算，信號周期取60s，根據上述公式可計算得東西南北四方向進口道的車道數。

3.4.1東進口道

直行車道數：n==203/588=0.345

高峰小時一個信號周期進入交叉口左轉車輛數：N=226/60=3.76> 3，設專左車道；

高峰小時一個信號周期進入交叉口右轉車輛數：N=324/60=5.4> 4，設專右車道；

初步分析，在東進口車道可以設有一條直行車道，一條左轉專用車道，一條右轉專用車道。

3.4.2南進口道

直行車道數：n==892/588=1.517

高峰小時一個信號周期進入交叉口左轉車輛數：N=48/60=0.8<3，不設專左車道；

高峰小時一個信號周期進入交叉口右轉車輛數：N=234/60=3.9<4，不設專右車道；

初步分析，在南進口車道可以設有一條直行車道，不設右轉和左轉專用車道。

3.4.3西進口道

直行車道：n==216/588=0.367

高峰小時一個信號周期進入交叉口左轉車輛數：N=193/60=3.21> 3，設專左車道；

高峰小時一個信號周期進入交叉口右轉車輛數：N=313/60=5.22 > 4，設專右車道；

初步分析，在西進口車道可以設有一條直行車道，一條右轉和左轉專用車道。

3.4.4北進口道

直行車道：n==745/588=1.267；

高峰小時一個信號周期進入交叉口左轉車輛數：N=223/60=3.72>3， 設專左車道；

高峰小時一個信號周期進入交叉口右轉車輛數：N=48/60=0.8<4，不設專右車道；

初步分析，在北進口可以設有一條直行車道，一條左轉專用車道，不設右轉專用車道。

由于左轉車輛較多而發生折減等原因，設計通行能力不符合要求，需進行增設。因此，南進口增加一條直行車道和一條專左車道以及一條專右車道，北進口增加一條直行車道和一條專右車道。

4 進口道車道設計簡圖

參考文獻：

[1] 楊曉光，等.城市道路交通設計指南.人民交通出版社，2003.

[2] 翟忠民.道路交通組織優化.人民交通出版社，2004，6.