信號交叉口交通組織優化設計分析

張博旭

摘 要：隨著經濟建設與社會發展的不斷成熟，汽車的持有量不斷增加，這也給城市交通帶來了極大的考驗。本文通過對交通組織優化設計進行簡要概述，對信號交叉口交通組織優化設計的具體環節展開深入分析，以期通過技術完善，有效解決交通擁堵的現象，為行人提供便捷、合理、安全的出行環境。

關鍵詞：信號交叉口;交通組織;優化設計

中圖分類號：U491.234 文獻標識碼：A

0 引言

信號交叉口是城市道路交通網絡的關鍵點，其主要功能為滿足交通流向的多方向性，由于交通流量的不穩定，所以信號交叉口的狀態也難以有效控制。對此，為避免出行延誤以及交通事故的發生，應通過優化設計等措施提高信號交叉口的交通組織能力，從而降低交通管理難度，為城市道路工程積累寶貴經驗。

1 交通組織優化設計概念

早在20世紀的80年代有關交通設計的概念就被提出了，其實質是以提高信號交叉口的通過效率和安全性為前提，對各類交通設施進行整合設計。目前來看，在對交通組織展開優化設計時首先要以交通法規為指導，保證通行權的合法性和有效性;其次，結合城市規劃和土木施工保證整體工程的系統化;最后，完善信號控制模式，實現其與空間交通管理方案的有效結合[1]。

2 交通組織優化設計基本原則

2.1 交通組織原則

交通組織原則主要包括以下兩個方面：其一是交通工程技術原則。即確保交通分離，防止交通沖突;提高交通空間和時間的連續性以及可達性;平衡路網中的交通壓力;控制路網的飽和度和交通流量等。其二是交通組織思想原則。即以人文本、方便出行。與此同時，還要做好路權分配和通行能力匹配，實現靜態組織和動態調整的結合，全方位提高交通管理制度的影響力。

2.2 交通優化設計原則

交通優化設計原則主要包括以下七個方面：一是堅持無瓶頸原則，使各路段通行能力接近平均;二是無干擾原則，提高信號交叉口的秩序性;三是無沖突原則;四是可靠性原則，確保交叉口有一定的事故承載能力;五是公平原則;六是一致性原則，防止行人出現習慣性錯誤;七是綜合費用最小原則，使周圍資源得以合理利用，以小投入獲得高收益。

3 信號交叉口交通組織優化設計分析

3.1 行人空間設計

行人空間優化設計可從以下幾個方面著手：第一，設置過街天橋和地下通道。通常在快速路或者是交通主干道需進行該種方式的安排，但需要考慮空間狀態，而且投入較大，所以要慎重選擇此種過街方式;第二，慢行交通一體化。該方式有一定的危險性;第三，渠化交通島的形式;第四，一次過街形式;第五，兩次過街形式;第六，十字交叉橫道形式等[2]。

3.2 車道數的確定

車道數的確定是保證道路通行能力的關鍵因素，其直接限制了同一斷面的車流量，因此要做好路況分析和上游車流量的統計，以提高匹配程度。在具體的過程中，要做好專用道的設置，以免發生車輛間的干擾。同時，也不是說道路越多越好，這樣容易造成空間的浪費，因此可借助專業的道路通行能力計算來決定車道數量。

3.3 車道功能的劃分

車道功能的劃分是信號交叉口實現資源分配的有效載體，甚至決定了通行效率。通常情況下，車道的功能既要考慮進口道流入的特征，又要參考信號控制等其他條件。因此，在進行車道功能劃分時可參考以下步驟：首先，確定車道數;其次，以進出匹配為原則，確定出口車道數;再次，參考交通量協調車道功能劃分;最后，綜合匹配信號特征，確定最終方案。

3.4 展寬設計與信號控制的關系分析

對展寬設計與信號控制的關系進行分析，主要考慮展寬長度和寬度的因素，其有助于發揮減速銜接的重要作用。通常情況下，交通流量越大，所需展寬的車道就會越多，當然寬度也就越大。此時就要結合信號配對對應好最短相位的綠燈時間，使其產生適應性。例如，當行駛到交叉口的第一輛車接收到綠燈信號時，第二輛車會加速跟隨，以此排列下去可將反應時間與展寬長度建立函數關系，并根據大量的數據分析實現信號時長的優化。

3.5 展寬長度和轉彎半徑與綠燈間隔時間的關系分析

實質上，綠燈間隔時間是指一個相位的綠燈結束與下一個綠燈開始的時間間隔，其可以表現為紅燈或者是黃燈狀態，是車輛安全行駛通過路口的重要控制參數。對于展寬長度而言，要以其長度能否滿足安全停車為界線，合理控制信號燈的設置。除此之外，隨著車輛轉彎半徑的增大，車輛的行駛距離也隨之增大，其所需要的紅燈時間也隨之增多，而在同樣的轉彎半徑下，有渠化的交通島則明顯需要更短的時間，可見其安全性和效率也越好。

3.6 緣石半徑取值大小分析

緣石半徑的設置是為了滿足車輛右轉的需要而構成的多圓心復合曲線。一般而言，復合圓曲線是針對大型車輛或者是受到固有建筑的影響才采用的。而且通常在道路的設計階段，以道路的設計速度為前提確定緣石半徑的大小。值得注意的是，緣石半徑過大或者過小都會影響車輛的轉彎效果，例如，若過小會造成車速過低，若過大則增加了行人的通過距離。同時也會增加交叉口的面積，特別是對于左轉彎的車輛而言，其行駛軌跡難以固定，有一定的安全風險。

3.7 行人專用相位設置研究

行人專用相位是指在信號交叉口特別為行人設置的信號相位，其主要作用在于有效控制交叉口的通過情況，嚴防行人與車輛發生沖突。目前來看，我國的交叉口信號控制多是以機動車的交通流為參考的，其實這容易導致各類別的交通流同步穿行，不僅不利于行人的安全，而且也嚴重降低了通過效率。根據調查分析，只有設置行人專用的信號才能滿足行人專用相位要求。除此之外，還可以以設置安全島的形式使行人的過街時間分散開，同時也可以通過“遲起”、“早斷”等方式創造行人專用相位。

4 結論

對信號交叉口交通組織優化設計進行分析，要結合道路使用需求和信號控制方案等多個影響方面進行思考，充分發揮各自的適應性特點，滿足一定的交通管理指標。與此同時，要進行技術方案的創新、優化，提高其有效性，為解決信號交叉口交通組織難題提供保障。

參考文獻：

[1]梁修誠.城市道路組合型交叉口交通組織優化設計[J].交通與運輸，2020（S1）：36-39+45.

[2]高建杰，韓怡.典型十字路口交通組織優化設計-以某市法院路口為例[J].四川警察學院學報，2020（02）：59-70.