一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)對交叉口車輛通行效率的影響

李仁波

摘 要：為了探究一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)對信號交叉口內(nèi)車輛通行效率的影響，設置4種交叉口不同渠化方案組成對照實驗，利用VISSIM軟件建立交通仿真模型并輸出交叉口的車均延誤、停車次數(shù)等交通流性能評價指標。分析輸出結(jié)果可知，與不設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)相比，設置一對一左彎待轉(zhuǎn)區(qū)會使得交叉口車均延誤、停車次數(shù)增加;設置一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)會使車均延誤等指標下降，并隨著待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的車道數(shù)增加而下降的幅度變大。研究表明，在空間條件允許的交叉口，設置一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)有助于提高交叉口車輛通行效率。

關(guān)鍵詞：左彎待轉(zhuǎn)區(qū);VISSIM;車均延誤;停車次數(shù)

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A

0 引言

隨著國家經(jīng)濟發(fā)展與人民生活水平的快速提高，國民購買力不斷增強，我國家庭小汽車保有量不斷提升，據(jù)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報統(tǒng)計，截止到2019年底，我國私人汽車保有量22 635萬輛，同比增加1 905萬輛，飛速增長的小汽車數(shù)量和滯后的交通管控手段造成城市高峰期嚴重擁堵的現(xiàn)象。此種情況下，如何有效的規(guī)劃調(diào)控交叉口來減少交通擁堵十分重要，而交叉口設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)作為解決擁堵問題行之有效的方法已經(jīng)成為國內(nèi)外專家學者與交通從業(yè)者關(guān)注的熱點。

1 研究概況

針對左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的研究，王殿海等[1]為左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的設置提供理論依據(jù)，通過分析交叉口的幾何形狀給出了設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的幾何臨界條件，建立了左轉(zhuǎn)車排隊位置模型得出在排隊長度約束下的臨界流量和極限流量。倪穎等[2]對信號交叉口設置機動車左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的交通組織方式進行分析研究，介紹了左轉(zhuǎn)待行區(qū)的渠化設計和信號控制方法。然而，大部分相關(guān)研究是建立在一條左轉(zhuǎn)車道對應待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)一條車道的一對一情況下進行的，極少有學者關(guān)注一條左轉(zhuǎn)車道對應多條待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)車道的情況，即一對左彎待轉(zhuǎn)區(qū)（One-to-Multi-Lane left-turn waiting areas）對交叉口性能的影響。鑒于此，本研究將借助VISSIM軟件設計4種方案進行對照分析，探究一對左彎待轉(zhuǎn)區(qū)對車輛通行效率的影響。

2 仿真實驗

（1）渠化方案設計。研究以十字信號交叉口為例，南北走向進口道渠化段長度為50 m，由一條左轉(zhuǎn)專用車道、三條直行車道、一條右轉(zhuǎn)車道組成;東西走向進口道渠化段長度為50 m，分別由一條拓寬得到的左轉(zhuǎn)短車道、一條直行車道、一條右轉(zhuǎn)車道組成，把此渠化方案S-Ⅰ作為基本方案。同時為了探究一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的影響，設置對照方案S-Ⅱ、S-Ⅲ、S-Ⅳ，具體渠化布局為：1）方案S-Ⅱ在方案S-Ⅰ的基礎(chǔ)上于東西走向左轉(zhuǎn)短車道前設置一條待轉(zhuǎn)區(qū)車道;2）方案S-Ⅲ在方案S-Ⅰ的基礎(chǔ)上于東西走向左轉(zhuǎn)短車道前設置兩條待轉(zhuǎn)區(qū)車道;3）方案S-Ⅳ在方案S-Ⅰ的基礎(chǔ)上于東西走向左轉(zhuǎn)短車道前設置三條待轉(zhuǎn)區(qū)車道。

（2）流量需求設計。車輛組成為100%標準小汽車，交通需求區(qū)分為高峰時段和平峰時段分別進行探究，具體交叉口進口道機動車小時流量表如表1所示。

（3）VISSIM仿真模型構(gòu)建。按照設計方案在VISSIM軟件中構(gòu)建仿真模型，仿真中采用的相位相序方案如圖1所示。模型中所有右轉(zhuǎn)車輛不受信號控制，各進口道左轉(zhuǎn)與直行的信號配時方案根據(jù)交通需求的不同計算得到結(jié)果如圖2所示。

仿真時中車輛跟馳模型選擇Wiede mann74，安全距離的附加部分和倍數(shù)部分分別取2.0和3.0。仿真參數(shù)中，仿真精度取1步長/秒，隨機種子增量取10，每種方案仿真運行5次，每次運行4 200 s，剔除前600 s的數(shù)據(jù)，最后模擬交通流運行輸出得到4種方案下交叉口的車均延誤和停車次數(shù)。

3 結(jié)果分析

4種實驗方案通過VISSIM軟件仿真輸出的交通流性能指標結(jié)果見表2。由統(tǒng)計分析可知，與不設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)相比，設置一對一左彎待轉(zhuǎn)區(qū)會使交叉口的車均延誤增加，高峰時段和平峰時段分別增加25.46%、2.07%，而設置一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)可以降低車均延誤，并且待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)車道數(shù)量越多，降低的幅度越大，設置一對三左彎待轉(zhuǎn)區(qū)會使車均延誤在高峰時段和平峰時段分別下降16.33%、0.51%;與不設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)相比，交叉口設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)會使停車次數(shù)顯著增加，并隨著待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)車道數(shù)變多，停車次數(shù)增加的幅度逐漸變小，設置一對三左彎待轉(zhuǎn)區(qū)會使停車次數(shù)在高峰時段和平峰時段分別增加3.97%、10.57%。

4 結(jié)論

為探究一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)對交叉口車輛通行效率的影響，設計了4種不同的交叉口渠化方案進行對照實驗，并借助VISSIM軟件建模輸出相關(guān)交通流性能評價指標。研究表明，左彎待轉(zhuǎn)區(qū)的設置對于交叉口需求流量達到高峰時影響較大;與不設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)相比，一對一左彎待轉(zhuǎn)區(qū)使車均延誤明顯增加，設置一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)會降低車均延誤;設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)將不同程度地增加交叉口停車次數(shù)，而增加幅度會隨著待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)車道數(shù)的變多而降低。所以，在工程實踐中，當交叉口空間條件滿足且交通需求較大時，可以考慮設置一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)來提高交叉口的車輛效率;在空間有限不適合設置一對多左彎待轉(zhuǎn)區(qū)或者交通需求不大的交叉口，不應設置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)。

參考文獻：

[1]王殿海，李麗麗，陳永恒.機動車左彎待轉(zhuǎn)區(qū)設置的臨界條件[J].公路交通科技，2009，26（11）：132-135.

[2]倪穎，李克平，徐洪峰.信號交叉口機動車左轉(zhuǎn)待行區(qū)的設置研究[J].交通與運輸（學術(shù)版），2006，2（02）：32-36.