【文章內(nèi)容簡介】 文結(jié)合車道的分類把信號交叉口處的混合交通流相應(yīng)的分為六類，見圖 21。圖 21 車道類型分類示意圖 信號交叉口處車流運(yùn)行特征 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 5 頁 共 30 頁要研究交叉口的通行能力，首先要對交叉口處車流進(jìn)行分析，在信號控制下，進(jìn)入交叉口的車流按照要求，在不同的車道上分配通行權(quán)，在信號周期的變化過程中，車流做周期性的行駛。1 直行車流的運(yùn)行特征在紅燈時間，行車排隊在停車線等候綠燈，當(dāng)信號顯示綠燈時，駕駛者做出反映，但并不能馬上通過停車線駛?cè)虢徊婵?，而是要有幾秒鐘反?yīng)時間，包括駕駛者自身的反應(yīng)和車輛本身的反應(yīng)時間，這個時間的車頭時距要明顯大于后面排隊車流的車頭時距，這段時間也被稱為啟動損失時間。最前面的車輛第一個駛?cè)虢徊婵?，后面的依次駛?cè)?，慢慢的車流進(jìn)入了一個穩(wěn)定的行駛狀態(tài)，直至車流全部通過交叉口，或者綠燈時間完畢，沒有通過的車流在停車線等待下一次綠燈，這個時間出現(xiàn)了黃燈時間，駛?cè)虢徊婵诘能嚵鳎@個時間為清空時間。2 左轉(zhuǎn)車流的運(yùn)行特征左轉(zhuǎn)車流按照車道功能的不同劃分，分為直左混行車流、左轉(zhuǎn)車流和直左右車流，其中，當(dāng)設(shè)立了專門的左轉(zhuǎn)相位后，無論是車頭時距還是行車速度都和直行車流沒有什么不同，只是在路程上要比直行車流行駛的遠(yuǎn)些，而在直、左車流和直、左、右車流當(dāng)中，因為公用了一條車道，左轉(zhuǎn)車流受到了其他方向車流的阻礙，車頭時距要比一般情況下要大，這樣就增加了車流通過交叉口的運(yùn)行時間。 3 右轉(zhuǎn)車流的運(yùn)行特征在設(shè)有專門的右轉(zhuǎn)車道的情況下；右轉(zhuǎn)車流通常產(chǎn)生的沖突點(diǎn)比較少，在我國交通法規(guī)下，右轉(zhuǎn)車流不受信號控制的約束，可以連續(xù)的通行；但當(dāng)和其他車流公用一個車道的時候，右轉(zhuǎn)車輛很可能被不同流向的車輛阻礙以致于不能夠通行。因此，在右轉(zhuǎn)車流達(dá)到一定的比例情況下，要設(shè)計專門的右轉(zhuǎn)車道，否則會影響交叉口的通行能力。 通行能力及其影響因素信號交叉口通行能力是對每個引道定義的。根據(jù)定義，所研究引道的通行能力可以定義如下： )Cg(c??S式中：c—通行能力； S—飽和流率； 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 6 頁 共 30 頁 g—有效綠燈時間； C—周期時間。因此，通行能力和飽和流率有關(guān)，也和有效綠燈時間以及信號周期有關(guān)。并且，對上述參數(shù)影響的因素自然會影響到通行能力的變化。 啟動損失時間和清尾損失時間啟動損失時間和清尾損失時間是車輛不能夠利用的時間，因此，啟動損失和清尾損失時間是影響每個周期通行能力的重要因素，尤其是定時控制信號交叉口，這種影響表現(xiàn)在車輛延誤的時間中。飽和流率是指在整個小時都是有效綠燈信號，并且車流不中斷的條件下，每小時每條車道通過交叉口的最大車輛數(shù)。這是假設(shè)除整個綠燈小時可以利用外，所有進(jìn)入交叉口的車輛的平均車頭時距是 h 秒。現(xiàn)實中一個信號交叉口的實際流量是周期性中斷的，每次流量被迫停止，就必須再次啟動，并且要經(jīng)歷起動反應(yīng)和加速損失。如前所述，前幾輛車的車頭時距都比 h 大。增量 稱為起動損失時間。這些車輛的總的啟動it損失時間是這些增量之和。即 ??n1il1 式中： —總的啟動損失時間（s） ；1l —車隊中第 i 輛車損失時間（s） 。it 也可由下式計算損失時間： ??n1ihl 式中： —排在第 i 位置的車輛平均車頭時距；1h h—飽和車頭時距； n—為自然數(shù)，在上文已觀測確定，排在第 n 位置后的排隊車輛車頭時距為飽和車頭時距。每次車流被迫停止，還要經(jīng)歷另外一種損失時間。當(dāng)一個車流停止時，安全上要求在允許沖突車流進(jìn)入交叉口之前，要有一些清尾時間。在此期間，沒有車輛使用交叉口，這段時間稱為清尾損失時間。根據(jù)此次觀測總的起動損失時間在 ～3．5 秒之間，平均起動損失時間為 2．1 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 7 頁 共 30 頁秒；清尾損失時間為 2 秒左右。分析整個周期損失時間會發(fā)現(xiàn)，影響整個周期損失時間的因素主要有兩方面：第一輛車停車位置和飽和度。根據(jù)觀測表明，排在第一位置的車輛的車頭時距隨機(jī)性較大，這不僅和司機(jī)反應(yīng)時間有關(guān)，還和車輛停車位置有關(guān)，當(dāng)停車線距離交叉口中心很遠(yuǎn)時，有的車輛會駛過停車線，而有的車輛則與停車線保持著一定的距離。排在第一位置的車輛與停車線的距離不總是相同的。因此，第一輛車對起動損失時問影響較大。 非機(jī)動車對通行能力的影響目前，我國城市信號交叉口大多是自行車與機(jī)動車共同行駛，這使得信號交叉口的情況變得更加復(fù)雜。自行車與機(jī)動車的行駛特性相差很大，與機(jī)動車相比。自行車是一種靈活的、低速的、不穩(wěn)定的交通工具。它所形成的交通流不均勻，特別是在信號交叉口，不像機(jī)動車那樣呈線性跟隨并嚴(yán)格保持一定的橫向和豎向距離，而是呈現(xiàn)出一種“集團(tuán)狀”的行駛交通流，即成團(tuán)的向前行駛，與其他交通流容易產(chǎn)生沖突，并形成了一個沖突區(qū)，左轉(zhuǎn)自行車與機(jī)動車的沖突見圖 22。在這個沖突區(qū)中，任意一點(diǎn)都可能產(chǎn)生沖突。 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 8 頁 共 30 頁圖 22 信號交叉口自行車與機(jī)動車的沖突區(qū)示意圖由信號交叉口的觀察資料得知，自行車在綠燈信號開啟后在 0 ~5 秒時段內(nèi)通過停車線的車輛數(shù)占每周期內(nèi)全部通過車數(shù)的 % ~35%，隨后迅速下降，15 秒鐘后通過率趨于平緩。原來在停車線后排隊的自行車基本上在 20 秒內(nèi)可完全通過停車線而進(jìn)入交叉口內(nèi)。圖 23 通過停車線的交通量比例隨時間變化曲線圖 24 所示曲線是根據(jù)兩個主要信號交叉口主干道方向觀測統(tǒng)計資料所繪制。在同一張圖上，繪有同一時刻所觀察到的機(jī)動車和自行車通過停車線比例的曲線。機(jī)動車在綠燈開啟后，需要一定的反應(yīng)、加速時間，因而在 0—5 秒內(nèi)通過率一般較小，不超過 6%；此后通過率趨于穩(wěn)定。 據(jù)調(diào)查，對于無左轉(zhuǎn)專用相位的信號交叉口，停留在交叉口內(nèi)左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)區(qū)的自行車，一般等待 2030 秒后，即顯出急躁情緒，力圖盡快尋找機(jī)動車之間的間隙而橫穿過去。當(dāng)直行機(jī)動車車流內(nèi)有 68 秒間隙時，待行的左轉(zhuǎn)自行車立即橫穿，導(dǎo)致自行車流阻斷，阻斷時間持續(xù) 10 秒以上。對于有左轉(zhuǎn)專用相位的信號交叉口，在左轉(zhuǎn)顯示綠燈的同時，停留在交叉口左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的自行車就能迅速起動。 通行能力其他影響因素由以上分析可知，車輛起動損失時間、清尾損失時間和交通需求對每個周期通行能力有著一定的影響。此外，對每個周期通行能力有影響的因素還有沖突車流：由于沖突車流的存在，使獲得通行權(quán)的車輛不能馬上起動，延遲了車輛起動時間，使得周期通行能力減小。行人和自行車流也會造成對機(jī)動車流的干擾：部分路口由于道路條 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 9 頁 共 30 頁件和控制等因素的影響，綠燈啟亮后，部分行人和自行車滯留在交叉口中央，干擾了沖突方向上車輛的起動，尤其是靠近外側(cè)車道的車輛起動滯后時間有時長達(dá)八、九秒，這在路口較寬的交叉口特別明顯。司機(jī)對道路設(shè)施的熟悉程度也會對通行能力產(chǎn)生影響，司機(jī)對信號交叉口的設(shè)置不熟悉會導(dǎo)致通行能力的下降，但這一指標(biāo)無法量化。3 體育南大街—槐安路交叉口的調(diào)查與現(xiàn)狀 體育南大街與槐安路交叉口現(xiàn)狀體育南大街與槐安路交叉口為十字形交叉口，東進(jìn)口和北進(jìn)口之間的夾角是 90 度。南北向為主干道，路段上為雙向 10 車道，北進(jìn)口道為三條直行車道、一條專用左轉(zhuǎn)車道、一條專用右轉(zhuǎn)車道，右轉(zhuǎn)車道主要以壓縮進(jìn)口車道和綠化帶的寬度來實現(xiàn)。南進(jìn)口道為單向 5 車道，其中三條直行車道、一條專用左轉(zhuǎn)車道、一條右轉(zhuǎn)車道；公共汽車主要利用右轉(zhuǎn)車道進(jìn)行右轉(zhuǎn)。東西方向為次干道，路段上雙向 10 車道，東進(jìn)口道為三條直行車道、一條右轉(zhuǎn)車道和一條專用左轉(zhuǎn)車道；西進(jìn)口道為兩條直行車道、兩條專用左轉(zhuǎn)車道和一條右轉(zhuǎn)車道。四個進(jìn)口道各有一條右轉(zhuǎn)專用車道，都有非機(jī)動車道。該交叉口東、西、南、北四個方向的進(jìn)口道路面均為瀝青路面，路況還可以。交叉口四個方向都具有安全島，作為行人過街時的停留之地。這個交叉口位于建成區(qū)，附近的建筑比較密集，有銀行、酒樓、機(jī)關(guān)、旅館、住宅區(qū)等，緊鄰路口造價比較高的建筑有位于交叉口西南角的懷特裝飾城，其他的主要為普通商用建筑。 交叉口調(diào)查設(shè)計 調(diào)查的地點(diǎn)和時間交通調(diào)查的地點(diǎn)：石家莊市體育南大街與槐安路交叉口，調(diào)查時間:2022 年 5 月25 月 24 工作日、天氣晴好的交通高峰與平均時間段。 主要調(diào)查內(nèi)容?信號交叉口幾何條件，包括入口車道數(shù)、車道種類、車道寬度以及停車線位置等；?信號控制參數(shù)，包括信號控制周期、相位數(shù)各相位綠燈、紅燈和黃燈時間等；?車輛通過交叉口的運(yùn)行速度和運(yùn)行時間，包括公交車、小汽車和非機(jī)動車通過信 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 10 頁 共 30 頁號交叉口的運(yùn)行速度和運(yùn)行時間； ?車輛在交叉口的延誤，包括各入口車道車輛的延誤。 調(diào)查方法調(diào)查點(diǎn)根據(jù)體育南大街與槐安路交叉口的實際情況進(jìn)行選取，應(yīng)在每個路口布置，并按不同車道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。每個路口的調(diào)查者應(yīng)記錄好各路口交通流（機(jī)動車、行人、自行車）停車、啟動、穿越的過程，全面記錄交叉口的交通流狀況，以便于以后的研究分析。 交叉口的調(diào)查 （1）交叉口交通量數(shù)據(jù)采集 近幾年，隨著槐安路和其南北平行道路兩側(cè)城市建設(shè)發(fā)展，該交叉口的交通量急劇增長，目前這個交叉口機(jī)動車的交通量非常大，早高峰小時左轉(zhuǎn)和直行交通量為4974pcu/h。下面對各個進(jìn)口道的交通狀況進(jìn)行詳細(xì)的說明：東進(jìn)道口寬度為約為 10 米，機(jī)動車道為 5 車道，三條直行車道、一條左轉(zhuǎn)專用車道和一條右轉(zhuǎn)專用車道。東進(jìn)道口的車流量是比較大的一個道口，主要是小轎車。一個信號周期是 170s，直行綠燈時間是 40s，左轉(zhuǎn)綠燈時間是 30s。交通流量調(diào)查數(shù)據(jù)如下:表 31 東進(jìn)口調(diào)查數(shù)據(jù)時間間隔10min 直行 左轉(zhuǎn)0010min 146 481120min 150 592130min 162 573140min 149 534150min 142 485060min 146 52合計 895 317南進(jìn)道口寬度約為 8 米，機(jī)動車道為 5 車道，三條直行車道、一條左轉(zhuǎn)車道和一 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 11 頁 共 30 頁條右轉(zhuǎn)車道。這個道口車流中公交車占有一部分比例，因為 726 路等公交車都從這個道口過。一個信號周期內(nèi)直行綠燈時間是 50s，左轉(zhuǎn)綠燈時間是 18s，交通流量調(diào)查數(shù)據(jù)如下：表 32 南進(jìn)口調(diào)查數(shù)據(jù)時間間隔10min 直行 左轉(zhuǎn)0010min 176 491120min 180 542130min 179 593140min 184 554150min 165 455060min 160 43合計 1044 305西進(jìn)道口寬度約 8 米，單向 5 車道，其中有 2 條左轉(zhuǎn)專用車道、2 條直行車道和一條右轉(zhuǎn)車道。這個道口左轉(zhuǎn)的車輛比較多，要占到 40%左右。一個信號周期內(nèi)直行綠燈時間為 50s，左轉(zhuǎn)綠燈時間是 35s，交通量調(diào)查數(shù)據(jù)如下：