交叉口渠化設計對通行能力的影響

題 目：交叉口渠化設計對通行能力的影響摘 要交叉口對任何國家而言，它都是道路交通節(jié)點的主要組成部分，作為交通流匯集最大的地方，也是一個城市里交通問題最為突出的地方，它直接影響著整個交通系統(tǒng)的正常運轉。因此，研究渠化設計的一些基本原則和方法對我們一個國家，一個城市的通行能力是相當有必要性的。首先，我們將對城市中的交叉口進行分類，然后對每種類型的交叉口所存在的問題進行歸納，最后運用渠化設計中的原則和方法對其所存在的不同問題進行分析和研究，最后總結出一種可行的方法，并提出詳細的渠化設計步驟和流程。而在這里，將會結合呼和浩特市的一些典型交叉口，運用渠化設計方法，來分析這些交叉口的有關問題，最后對這幾種方法進行相應的評價。 關鍵詞：交叉口；渠化設計；通行能力；分析；評價AbstractFor any country intersection concerned, it is the main road traffic node component, as the traffic flow The biggest place, also be gathered in a city where the most outstanding traffic problems, which directly affects the normal operation of the traffic system. Therefore, the study of some highly channelizing basic principle and design method of a country, a city with our traffic capacity of is quite a necessity. First, we will have on their city, then classify the intersection of each type of intersection summarized the problems in the design of highly channelizing, finally using principles and methods of its existing problems were analyzed and the different research, finally concluded a feasible method, and puts forward the detailed highly channelizing design steps and process. And here, will be combined with some typical intersection in Hohhot, using highly channelizing design method, analyses of the intersection of the relevant problems, finally several methods for the corresponding evaluation.Keywords: intersection; Highly channelizing design; Transportation capacity; Analysis; evaluation 前 言通常我們在生活中所提到的交通是否良好，往往是看交叉口上的車流是否擁堵。在實際生活中，交通系統(tǒng)作為我們社會經(jīng)濟系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，它涉及到我們生活中的各個方面。而現(xiàn)代化的交通不僅是為社會經(jīng)濟發(fā)展而服務的，更是我們國民水平高低的一個標志。交叉口作為道路交通的咽喉，是城市道路交通的重要組成部分之一，也是市政工程建設中的一個重要內容。在道路交通中的運輸效率，行車安全，暢順快捷和通行能力，無不與交叉口的正確規(guī)劃與設計有著密切關系。特別是改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，交通運輸事業(yè)也有了長足發(fā)展，不論是城市道路，還是一般公路，都在進行著交叉口的新建和改建，而且還涌現(xiàn)出來數(shù)以千計的立體交叉口，它們不僅改變了我國交叉口的落后面貌，還說明了我國的道路交叉口設施建設進入了一個新的發(fā)展時期。但是隨著城市化的不斷發(fā)展，交通供求之間的矛盾日漸突出，通行能力低，飽和度大等等。這些社會熱點問題都應該是我們所關注和去研究的，可以讓我們的市民迅速安全和便捷的通過交叉口。但是每個城市的發(fā)展程度不一樣，它們的交通特點當然也不盡相同，而本文所探討和研究的重點則是根據(jù)呼和浩特市交叉口的實際情況，在根據(jù)渠化設計的有關方法和原則設計出有特色的交叉口，可以大大地提高它們的通行能力等。目 錄第一章 緒 論11.1 研究的背景11.2 研究的意義11.3 研究現(xiàn)狀綜述21.3.1 國外平面交叉口研究現(xiàn)狀21.3.2 國內交叉口研究現(xiàn)狀31.3.3 小 結6第二章 交叉口72.1 交叉口的概述72.2 交叉口的交通特點82.3平面交叉口交通調查92.4 平面交叉口交通管理9第三章 平面交叉口渠化設計103.1 交通渠化概述103.2 交叉口渠化的目的與作用113.3 交叉口渠化設計方法歸納153.4 交叉口渠化設計流程15第四章 平面交叉口的通行能力184.1通行能力概述184.2無信號交叉口通行能力194.2.1行車規(guī)定194.2.2交通流向分析194.3信號交叉口通行能力204.4環(huán)形交叉口的通行能力21第五章 典型十字交叉口分析235.1 范例簡介235.2 交叉口概況235.2.1周邊環(huán)境概況235.2.2交叉口現(xiàn)狀245.2.3交通運行現(xiàn)狀245.2.4交叉口信號配時與相位265.3存在問題265.4渠化方案285.5改善前后對比295.6小結33第六章 總結與展望346.1 研究成果346.2 研究展望34 參考文獻 謝辭第一章 緒 論1.1 研究的背景近幾年來，隨著人口的增長，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展以及城市化的加速推進，道路交通量的需求急劇增長，在全國范圍內的大中型城市的公路網(wǎng)都出現(xiàn)了嚴重的交通阻塞現(xiàn)象。引發(fā)了一系列的交通問題：道路擁堵，車輛秩序混亂，事故頻發(fā)，運輸費用高，環(huán)境影響大，能源消耗大等，整個城市的經(jīng)濟發(fā)展也受到了嚴重制約，緩解交通問題已經(jīng)到了刻不容緩的地步。而相對于大城市道路而言，交叉口是一個城市的咽喉之地，它是車輛與行人匯集，轉向和疏散的必經(jīng)之地，是交通問題最為突出的地方，關系到整個交通系統(tǒng)的正常運轉，而且交叉口的交通特性是非常復雜，尤其是在我們的國家里。交通流量大，交通密度高，交通速度低，事故率較高等等這些因素約束了整個道路網(wǎng)的通行能力，使其成為整個城市道路的瓶頸地帶。就是在這種情況下，交通渠化的概念應運而生，它是對于同一個平面上行駛的車輛和行人，采取物理分離的措施，是不同的交通流按所劃分的車道“各行其道” ，互不干擾。它具有實用性強，經(jīng)濟性好，規(guī)模小，投資少，工期短，效果好，安全性高等特點。運用渠化設計的基本原則和方法，可以大大提高大型平面信號交叉口的通行能力，是解決城市交通問題的重要舉措。1.2 研究的意義道路交通是社會活動，經(jīng)濟活動的紐帶和動脈，它對我們城市的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高起著極其重要的作用。近幾年來，隨著城市化的加速推進，全國范圍內的大中型城市基本上都出現(xiàn)了嚴重的交通阻塞現(xiàn)象，尤其是交叉口，它一直是交通研究的重點。交叉口不同于基本路段它是道路網(wǎng)中道路通行能力的“隘路”和交通事故的“多發(fā)源” 。在我國，出現(xiàn)這種緊張的局面主要有倆個原因，1:道路交通基礎設施建設速度遠遠跟不上交通需求增長速度，道路交通設施運輸能力不能滿足交通需求而造成的交通阻塞：2：道路交通管理設施落后，管理水平不高，道路交通結構不合理，現(xiàn)有道路交通設施的運輸能力得不到充分利用而加重了交通阻塞。一般來說，解決道路交通擁擠的方法是降低道路交通負荷度，使道路通行能力能適應交通流的要求，而怎樣提高交叉口的通行能力，降低飽和度是關鍵所在。在我們的實際生活中，通過采取各種交通運行措施以提高交叉口的安全性和暢通性，如合理的交通信號配時，單向行駛，禁止左轉等交通管制方式。還有就是交通渠化，它可以大大改善交叉口的通行能力，實行人車分流、右轉、左轉、直行，各行其道，互不干擾，還有規(guī)模小、投資少、工期短、效果好等特點，通過合理的交通渠化，車輛可以被限制在規(guī)定的路線上，可以有效地約束車輛和行人的軌跡，降低交通事故，避免產(chǎn)生混亂、擁堵，可以使交通流以直角或近似直角相交，這樣可以縮短交叉口的時間和距離，而且通過采用一些渠化設施的設置，可以為轉彎車輛提供良好的行駛路線和條件，為行人提供安全島等。對于任何一個交叉口都不可單獨采用任何一項渠化措施，我們只有將這些措施有機的結合起來，根據(jù)交叉口的實際情況進行設計應用，才會達到滿意的效果?？傊?，根據(jù)上述我們可以很清楚的知道，對交叉口進行渠化設計是非常有意義也很必要的事情，我堅信，通過合理的渠化設計，我們的城市交通會有一個安全、便捷、舒適的交通，會讓我們有一個更好的生活環(huán)境。1.3 研究現(xiàn)狀綜述 圍繞平面交叉口這個熱點問題，國內外學者和研究人員對其進行了長期的大量的深入研究，而且也取得了很不錯的研究成果。下面則從交叉口的交通沖突、信號控制、渠化設計和組織優(yōu)化等幾個方面對國內外研究現(xiàn)狀進行闡述，分析對通行能力和飽和度得影響。1.3.1 國外平面交叉口研究現(xiàn)狀早在19世紀，就有學者開始研究交通信號，用信號燈來指揮道路上行駛的車輛，控制車輛有序、便捷地進入交叉口的次序。1868年，在英國倫敦Westminster街口出現(xiàn)了世界上最早的交通信號燈，誕生了世界上第一個信號控制交叉口。從此以后，世界各國圍繞著交叉口的研究不斷地深入開展。英國、美國等發(fā)達國家率先對此進行了研究，他們以連續(xù)的交通流為前提，提出了左、右轉專用車道、渠化交通設施等方法，在交通管理方面采用信號控制與交通規(guī)則相結合的方法，如采用多相位控制、禁左等，來提高交通安全與通行能力。還有在交叉口交通沖突方面，1999年，Mikko Rasanen等人認為交通規(guī)則的優(yōu)先權不同設置在引發(fā)沖突的因素中對機動車與非機動車的行為起決定作用。平面交叉口由于多個方向的交通流匯入，致使交通量大幅度增加，而且各方向行駛的車輛存在許多可能導致事故發(fā)生地潛在沖突點。因此在交叉口交通量大、沖突點多，相應的所發(fā)生的交通事故也多。因此，國外多將交通沖突作為一種非事故統(tǒng)計的安全評價方法，已被世界各國廣泛應用到交叉口的交通安全研究中，并已取得了許多成果。還有就是在渠化設計方面，國外的渠化設計研究較為成熟，利用合理的渠化設施，使不同的交通流按所劃分的車道“各行其道”，互不干擾，大大提高了交通安全和通行能力。他們對左轉彎車道的設置、控制沖突點、保持出入口車道位置對應、數(shù)量平衡，合理利用交通島，合理設置標志線、進口道寬度、進口道車道數(shù)等做了大量研究，另外關于交叉口渠化、交叉口交角、交叉口緣石半徑也有相關的研究。目前，渠化設計在國外一般都形成了規(guī)范或手冊。如美國的MUTCD手冊，介紹了各種渠化施以及設施的尺寸、顏色以及使用時需要注意的問題。日本的平面交叉路口的規(guī)劃與設計中對交叉口的渠化作了很多論述，認為渠化對解決交通擁堵非常有效。其中，渠化的定義是：“為了減輕、改善平面交叉路口處交通流的交錯量及性質，在正常交通流不利用的位置設置適當?shù)膷u，規(guī)定車輛的行駛位置誘導車輛按正常方向行駛，為行人提供避車場所，以整頓交通流為目的，這就叫平面交叉路口的渠化。而在信號控制方面，20世紀80年代以前，單點交叉口信號控制配時設計大多采用F.VWebster-BMCobbe(FB)的理論與方法。這一理論的基本點是：車輛通過交叉口時，以其受阻延誤時間為唯一的衡量指標，然后對信號配時方案進行優(yōu)化。之后，更多地學者進行了相關研究。而現(xiàn)代交通信號控制類型五花八門，但是單個交叉口的交通信號控制仍然是運用最為廣泛的控制方式。比如定時信號控制就是各種控制方式中最基本的一種控制方式，在實用上，由于設備簡單、投資最省、維護方便，現(xiàn)在仍是被廣泛采用的一種控制信號；在技術上，這種控制技術的基本原理還是其他控制方式配時的基礎。1.3.2 國內交叉口研究現(xiàn)狀在我國研究平面交叉口這個領域，最早有北京工業(yè)大學、同濟大學、北京市政設計研究院等單位。例如1985年，北京工業(yè)大學針對燈控平交路口混合交通的通行能力進行了研究。之后，我國交通工作者借鑒國外先進的交通研究理論與經(jīng)驗，結合我國的交通特征，對信號交叉口進行了大量研究。(1)在交叉口交通沖突方面，2004年，王海星等人針對我國交通沖突技術發(fā)展尚處于起步階段，交通沖突數(shù)據(jù)統(tǒng)計尚不充分的現(xiàn)狀，研究了交通量和交通事故、交通沖突的密切關系，嘗試建立以交通量為基礎的交通沖突數(shù)學模型，力求更加準確地對平面交叉口進行安全評價，克服傳統(tǒng)的基于事故統(tǒng)計的安全評價方法的不足。而吉林大學交通學院景春光、王殿海研究了混合交通環(huán)境下機動車、自行車和行人的沖突情況對交叉口通行能力的影響。提出設置左轉自行車相位和自行車、行人相位提前截止等解決方案。并建立了左轉自行車相位設置流量臨界值的概念和自行車、行人提前截止時間的計算模型，這些理論成果可用于解決混合交通環(huán)境下機動車、自行車和行人的沖突問題。2006年，北京交通大學錢大琳等人運用概率統(tǒng)計、混沌時間序列中小樣本數(shù)據(jù)方法，分析了干擾對混合交通流速度的影響，結果表明干擾不影響混合交通速度的隨機性，但是會降低混合交通的速度，而自行車群的干擾對機動車運行速度的影響大于單輛自行車，并且機動車車頭時距在自行車周期性干擾下，其運行特性將由隨機性變?yōu)榛煦缣匦?，接著從微觀角度提出了干擾的計算方法。北京交通大學學生張志遠，對非機動車交通流的特征、交叉口非機動車交通與機動車交通相互干擾的狀況進行了調查分析，提出了非機動車在較大交叉口應盡量采用設置左轉專用相位的設計方法。2007年，單晉，羅崴針對我國城市道路交叉口存在的非機動車交通問題，分析了交叉口區(qū)域左轉、直行、右轉非機動車流的各類交通沖突，以及常見的交叉口非機動車違章行為所引起的交通沖突，并從設施設計、信號相位組織、交通管理等角度提出了相應的對策，對于指導我國城市道路交叉口交通規(guī)劃設計有現(xiàn)實意義。(2)在渠化設計方面，2005年，佟炳勛針對“飽和、超飽和狀態(tài)下運行的城市道路網(wǎng)中，為充分利用平交路口交通空間、燈時設置，在疏導交通緩解平交路口交通阻塞時，傳統(tǒng)的路口渠化設計方法，已部分不能適應當前城市道路交通量驟增的形勢，對路口渠化長度和拓寬車道漸變段長度的確定，提出了新的補充意見。2006年，北京交通大學趙偉等人在參考國內外設計經(jīng)驗的基礎上，從左轉車道設置的原則、設置左轉車道的常用方式、左轉車道的長度和寬度等角度對左轉車道的設計問題進行了探討，提出對左轉車道進行合理偏移可有助于提高駕駛員的視距。2007年，竇瑞軍從理論上分析了交叉口處產(chǎn)生交通阻塞的原因，并結合具體工程提出在交叉口范圍內采取渠化交通管理措施，討論了渠化交通的適用原則、技術要求和應用方法。實現(xiàn)了引導車流按一定路徑行駛，從根本上消除或減少沖突點、分流點和合流點，提高交叉口的通行能力，真正實現(xiàn)人車分流。(3)在信號控制方面，國內基本上依據(jù)英國Webster公式來計算信號周期，由于該公式的應用具有一定的使用范圍，對較低飽和度的交叉口才有達到優(yōu)化的目的。1998年，顧懷中與王煒針對我國城市道路交叉口的交通流特性，提出了交叉口交通信號配時的模擬退火全局優(yōu)化算法。該算法選用延誤時間、停車次數(shù)及通行能力為優(yōu)化目標函數(shù)，各性能指標的加權系數(shù)隨交通需求的不同而變化，以適應不同交通狀況下對配時優(yōu)化的不同要求。2003年，葛亮等人針對我國城市交通的固有特色，研究了在不同配時方案條件下，直行與轉向車流的延誤計算方法。在現(xiàn)有定性化信號相位設計基本原則的基礎上，深入研究了混合通行情況下的相位設計方案，提出了多相位控制適用的定量條件，結合傳統(tǒng)的經(jīng)驗公式，經(jīng)過深化與標定，提出了信號配時的優(yōu)化方法。中國科學院自動化研究所高海軍、陳德望、陳龍對F韋伯斯特-B柯布信號配時公式進行了改進，提出適合中國國情的交通路13信號配時計算公式。2005年，吉林大學楊兆升與王爽闡述了平面交叉13單點信號控制配時設計的具體方法和過程，以及各種交通信號配時參數(shù)的確定方法、標準及依據(jù)，并將其應用于長春市一個極具代表性的5路交叉口，在現(xiàn)有的配時方案基礎上，設計了多個不同時段的新方案，并利用仿真軟件Vissim對其進行模擬，從模擬結果中選取適當參數(shù)加以綜合比較，評選出最優(yōu)方案。2007年，北京交通大學邵春福、陳曉明闡述了行人定時信號控制研究的方法、技術和主要成果，給出行人信號配時設計步驟，在此基礎上，展望行人信號控制研究發(fā)展動向。(4)在交叉口組織優(yōu)化方面，2001年，北京工業(yè)大學馬建明等人以獨立信號交叉口為研究對象，采用信號配時、交通工程和交通管理等措施，利用微觀仿真模型，提出了信號交叉口交通組織優(yōu)化的設計方法，討論了交通組織優(yōu)化的評價方法、交通仿真機制和模型框架等關鍵問題。2002年，四川交通職業(yè)技術學院通過對平面交叉口的交通特性進行研究，提出了道路平面交叉口的交通組織與管制的具體方法和措施。2007年，長安大學南春麗從逼近性較好和易于計算機實現(xiàn)兩個角度，對城市交通組織優(yōu)化仿真模型中參數(shù)估計方法進行了研究，給出了極大似然估計法、范數(shù)理論的數(shù)據(jù)擬合以及三次B樣條擬合方法，并對3種方法的特點和適用條件進行了比較。國內對于交叉口設計優(yōu)化較為系統(tǒng)的研究主要集中在以下文獻著作中，上海市2001年出版了工程建設規(guī)范城市道路平面交叉口規(guī)劃與設計規(guī)程，對平面交叉口的規(guī)劃和設計做出了規(guī)定和設計流程，以此來指導上海市平面交叉口的規(guī)劃與設計；同濟大學楊曉光于2003年編著了城市道路交通設計指南一書，書中在國內尚屬首次從交通設計層面對于平面交叉口的渠化設計、信號配時等總結了改善設計的方法和技術。1.3.3 小 結通過對國內外的以往和最新的研究成果回顧可以看出，國內外對信號交叉口的研究很多很早，理論、技術各方面都比較成熟些。并且國外機動化程度高，基本上都是汽車交通，而在我們國家行人和自行車等非機動車出行方式還占很大比重，形成復雜的混合交通。尤其是在交叉口這個熱點問題上，我們國家的相對技術和理論也不是很成熟，實施起來的效果也不太理想，所以在目前，就單個孤立交叉口進行研究，采用渠化設計等方法來研究它對提高其通行能力，和緩和交叉口擁擠有一定的積極意義。第二章 交叉口2.1 交叉口的概述 交叉口是道路系統(tǒng)的節(jié)點，交通流匯集的地方，而且也是交通問題最突出的地方，關系到我們城市里整個交通系統(tǒng)的正常運轉。交叉口是由兩條或兩條以上的道路相交而成，它是機動車、行人、非機動車的匯集、轉向和疏散的必經(jīng)之地，不僅是交通的咽喉之地，更是一個瓶頸地帶。因此，正確設計道路交叉口，合理組織、渠化交叉口的交通，不僅可以大大地提高道路的通行能力，也對保障交通安全有著很重要的影響。在我們的實際生活中，道路交叉口可分為平面交叉口和立體交叉口倆種類型。 平面交叉口是道路在同一個平面上相交而成的交叉口，而在我們的實際生活中通常有T形、Y形、X形、十字形、錯位、環(huán)形等形式。當車輛通過無交通管制的平面交叉口時，會因行使的方向不同而相互交叉形成沖突點。一般來說，當機動車在通過T形交叉口時有3個沖突點，在通過十字形交叉口有16個，通過五岔口時則有50個之多。假如還有非機動車通過路口的時候，沖突點則會有更多。其實每一個沖突點往往都是一個潛在的交通事故點。而且平面交叉口的交通組織在很大程度上影響著交通安全和通行能力。而且我們通常可以提高交叉口的道路交通建設，合理進行交通需求管理和交通系統(tǒng)管理，降低交通負荷，使通行能力適應交通流的要求。還有在我們的城市中最常見的平面交叉口，因不同等級的道路相交也形成了不同類型的交叉口，上海城市道路平面交叉口規(guī)劃與設計規(guī)程中把平面交叉口分為六類：A型交叉口展寬及信號控制交叉口；B型設有讓路標志或停車標志的優(yōu)先控制交叉口；C型交叉口渠化；不設控制交叉口；D型小環(huán)島交叉口；E型干路中心隔離帶封閉，支路只準右轉通行的交叉口；F型交叉口不展寬及信號燈交叉口。不同類型的交叉口在我們實際生活中應用于不同等級的道路情況。如下表所示。相交道路主干路次干路支路級級主干路AAA、EE次干路AAA、B、E支路級A、B、DB、C、D、F級B、C、D、F立體交叉口是道路不在同一個平面上相交而成的立體交叉，它將互相沖突的交通流通過高架橋和立交橋分別安排在不同的高程的道路上，這樣既保證了交通流的通暢，也大大提高了交通安全。通常我們所見到的立體交叉口主要由立交橋、引道和坡道三部分組成。立交橋是跨越道路的跨路橋或下穿道路的地道橋，引道是道路與立交橋相接而成的橋頭路，而坡道則是道路與立交橋下路面連接的路段。車輛往往都從匝道進入干道的路口為進口，從干道進入匝道的路口為出口。而且立體交叉口的布置設計，應考慮相交的道路的性質，它們的設計交通量和通行能力以及延誤的大小，最后立體交叉口的間距應能保證足夠的交織段和交通標志的距離。如果按交通功能劃分的話，它可分為分離式和互通式。2.2 交叉口的交通特點 通過平面交叉口的實際分析，總結出平面交叉口的如下交通特點：1）交通量大，交叉口是各個不同方向行駛的交通流集散的地點，不僅機動車數(shù)量多，而且在同一時段也會有行人和非機動車通過；2）交通密度大，在有信號的交叉口，行駛的車輛則必需根據(jù)交通信號配時按排序地排隊等候和前進，交通密度明顯高于路段；3）行駛速度低，由于各種干擾因素，行駛的車輛為了保證交通安全，不得不低速行駛通過；4）沖突點多，各種車輛在交叉口集散，形成多個沖突點，其中以左轉彎影響最大；5）混合交通干擾，因為沒有一種有效的方法將不同類型的交通流分離出來，所以行人與非機動車對機動車影響很大；6）時間的不均勻性，由于高峰與非高峰時段的差別，它們在時間上存在著較強的不均勻性；7）交通設施集中，在交叉口中因交通組織優(yōu)化的原因，集中了各種的信號燈、交通島、人行橫道、交通標志標線等大量的交通設施；8）對行車影響大，由于紅綠燈的存在，行駛的車輛會減速、停車、重新啟動、加速，對行駛的車影響較大；9）周圍環(huán)境影響，由于地理位置的特殊性，在交叉口周圍很容易用地不合理，也容易受周圍建筑物的約束等，這些都不利于城市交通的發(fā)展；10）事故率較高，交叉口由于機動車、非機動車和行人的相互交織，易發(fā)生沖突，很容易發(fā)生事故。2.3平面交叉口交通調查交通調查是進行交通設計的基礎，它是運用一種客觀的手段，它是為了獲得車和人在街道或公路系統(tǒng)的選定點處運動情況的真實數(shù)據(jù)。還有測定道路交通流以及與其有關現(xiàn)象的數(shù)據(jù)，并進行分析，從而了解與掌握交通流的規(guī)律，其目的是為了向交通城建規(guī)劃與環(huán)保以及公安交通管理部門提供改善、優(yōu)化道路的實際參考資料和數(shù)據(jù)。交通調查的對象主要是交通流現(xiàn)象，而與交通流有關的諸如國民經(jīng)濟發(fā)展、經(jīng)濟結構運輸狀況、城鄉(xiāng)規(guī)劃、道路等交通設施，交通環(huán)境、汽車的行駛特性、地形、氣候、氣象及其他安全設施和措施等均可作專項調查。主要調查內容有高峰和平峰的交通量、行車速度、密度、延誤、OD調查、自行車調查等。而且現(xiàn)在還有交通設施調查，如交叉口幾何參數(shù)，各進口的車道不只以及渠化情況等，交通信號設計調查有分時段的信號周期長度，相位方案和相位數(shù)，以及各相位的綠燈時間等。2.4 平面交叉口交通管理平面交叉口按交通管制方式不同，可分為全無控制交叉口，主路優(yōu)先控制交叉口，信號控制交叉口，環(huán)形交叉口等幾種類型。交叉口是道路網(wǎng)中道路通行能力的“隘路”和交通事故的“多發(fā)源”。國內城市中的交通阻塞主要發(fā)生在交叉口，造成車流中斷，事故增多，延誤嚴重。而且，不同類型的交叉口有不同的通行能力及不同的延誤特征。據(jù)調查所得，小流量時，無控制交叉口的延誤最低，大流量時，信號交叉口的延誤最小，環(huán)形交叉口居中。一般情況下，各類交叉口的通行能力為信號交叉口環(huán)形交叉口無控制交叉口。而平面交叉口交通管理作為城市交通系統(tǒng)管理中最基本、最簡單的形式，它可以達到的目的為：1）減少沖突點，交叉口交通安全的根本是減少沖突點，通常采用的方法是單行線、禁止左轉彎等。2）控制相對速度，可采用嚴格控制車輛進入交叉口的速度；對于左轉彎或右轉彎要嚴格控制其合流角；必要時還可以設置一些隔離設施；3）重交通和公共交通優(yōu)先，重交通流是指干道或主干道上的交通流，在通過交叉口是應給予優(yōu)先權，比如可以在輕交通流上設置讓路標志，或是延長在重交通流上的綠燈實際；4）分離沖突點和減小沖突區(qū)，因為交叉口上的交通流是比較復雜的，各種車輛在合流與分流的過程中所產(chǎn)生的車輛交叉進行，有的路徑太接近，有的偏離太大，導致交叉口上沖突點增多和沖突區(qū)擴大，安全性大大降低。此時，運用分離沖突點和減小沖突區(qū)的原則能收到較好的效果。5）選取最佳周期，提高綠燈利用率，在有固定周期自動交通信號機的交叉口處，應對各方向的交通流常做調查，根據(jù)流量大小計算最佳周期和綠信比，以提高綠燈利用率，減少車輛在交叉口的延誤。第三章 平面交叉口渠化設計3.1 交通渠化概述交通渠化就是在道路上用交通標志、標線或用高出路面的各種島狀構造物，或把路面漆刷成不同顏色，或利用護欄、分隔帶、隔離墩及其他設施和方法，對行人與各種不同車型、不同方向、不同速度及不同運動狀態(tài)的交通流進行引導、隔離和管制，使交通實體各行其道，互不干擾的安全而有序地運行，以達到分離和控制交通流的目的。而且交通渠化還有以下幾個特點：1）實用性強，可以很有效地縮短機動車和行人通過路口的距離，大大地提高交叉口的通行能力和交通安全；2）經(jīng)濟性好，不僅規(guī)模小、投資少，而且工期短、效果好；3）安全性高，實現(xiàn)了人車分流，事故率大大降低；4）美觀性強，種植上各種花草，不僅可以美化城市的環(huán)境，還可以使行人和司機緩解疲勞；5）綜合性強，各種交通設施共同使用，協(xié)調布局。交叉口渠化設計總的要求應是有利于交通安全、提高通行能力和行車速度，減少延誤和方便行車、行人，大大地提高通行能力和交通安全。綜合起來有如下八條原則：(1)簡單易懂，我們在實際生活中進行交叉口渠化設計的基本思路是盡量使交叉口簡單、明確，使駕駛員及行人等道路使用者很容易理解交叉口設計的意圖和明確它的作用。因此無論是道路使用者還是道路修建者，簡單、明了的交叉口則是交通渠化的目的和原則。(2)符合規(guī)范，渠化的一切措施，如設島、劃線、建立各種標志，均應按國家有關規(guī)范的規(guī)定，其位置、顏色、尺寸大小、形狀及高度等均應嚴格依據(jù)規(guī)范或標準的規(guī)定進行，不能隨意變更和改動。而且平面交叉口渠化設計時應充分保證各個方向和各個車道的車輛和行人視距，交叉口附近的綠化栽植物和道路上的公用設施均應以不阻擋視線和不妨礙視線為原則，凡是妨礙視線的建筑或綠化均應拆除以確保行車視距要求。(3)明確路權 ，作為沖突點數(shù)量最多、密度最大的區(qū)域，我們在實際情況中應該明確交叉口范圍內全部沖突點的路權，來避免車輛搶行，降低事故發(fā)生的概率，提高主路車輛通行速度和效率，保障主路的安全、快捷、暢通。(4)控制沖突點，在我們的實際生活中，為了降低事故率，往往通過交叉口渠化和合理的設置來減少沖突點的數(shù)量，還有就是通過固定沖突點的位置，把沖突點限定在最小的區(qū)域內，來分離沖突點的位置，以控制沖突的嚴重程度，大大地提高交通安全。(5)設置左轉彎車道，設置左轉彎車道，可以使車輛從直行的密集的交通流中安全劃分出來，不僅減少直行車輛的延誤，而且還可以增加直行車道上的通行能力和提高其交通安全，大大地降低交通事故率。（6）合理利用交通島，通過設置交通島，可以有效地規(guī)范車輛行駛軌跡，避免行駛的車輛在進出口大范圍地游移，而且還可以將交通島作為安全島使用，為行人和自行車提供安全避讓的空間，提高通行安全。（7）合理設置標志標線，標志標線是我們日常生活中明確路權，引導交通的外在表現(xiàn)方式，在設計的過程中，設置的標志標線應能準確表達渠化設計的意圖，不僅要靠近于其生效的位置，更要盡量符合駕駛員的信息要求。（8）合理設置交叉口綠化，交叉口作為城市里交通系統(tǒng)的重要節(jié)點，它的美觀也是很重要的，因此我們要加強對它的綠化建設，醒目、美觀的交通島對行人和司機有著很強的視覺美感，也可以加強一個城市的形象。3.2 交叉口渠化的目的與作用交叉口是制約道路網(wǎng)整體效率發(fā)揮的關鍵，典型城市的研究結果表明，若道路網(wǎng)中的所有平面交叉口進行渠化，則路網(wǎng)容量可以提高40-50，交叉口渠化規(guī)模小、效益大。交叉口渠化目的與作用見表。類型未渠化時渠化以后目的與作用減少沖突面積指引汽車行駛，減小了車輛在交叉口的沖突范圍，降低了車輛和行人過街時發(fā)生事故的概率增大交叉角度使對向車輛以較大角度交叉減少車輛行駛沖突的面積?？s短交叉時間，為司機提供判斷車輛的相對位置和行駛速度的最佳條件減小匯入角使交通流以1015的合理角度，以最小的速度差進行合流，使匯合車輛可利用最小車頭間距束窄進口寬度縮小進口寬度或使進口道路彎曲，使駛入交叉口車輛有明確方向并降低速度，盡可能使干道車輛少受影響分隔車流分散交叉口內的沖突點，使車輛在交叉口的固定區(qū)域內交叉通行，減少沖突面積禁止左轉彎限制車輛駛入禁區(qū)，防止車輛轉錯車道減少直行車輛的延誤設置三角形方向島，禁止左轉彎，減少沖突碰撞布設交通設施設置分隔島和交通設施便于組織行車分車道轉彎減輕右轉車輛對直行、左轉車輛的影響設左轉候車道布置渠化島控制交通流，劃分左轉、右轉專用車道，使車輛各行其道，互不干擾設侯駛車道設置侯駛車道，供轉彎車輛與交叉車輛避車等候或轉向?？渴褂?，起到分離交通流、保護轉彎的作用通過上述這些方法，我們可以很清楚地了解到渠化目的在于以下幾個方面：1）大大提高機動車的通行能力，更好的地優(yōu)化組織交通，便于各種車輛匯集、變換方向；2)提高行車速度，可以使機動車以較高的速度經(jīng)過交叉口；3）減少車輛沖突點，降低交通事故率；4）節(jié)約時間，提高車輛運轉能力；5）減少輪胎磨損，降低油耗，延長路面壽命，降低運輸成本。3.3 交叉口渠化設計方法歸納結合生活中的實際情況,并參考相關文獻資料,對已有交叉口的渠化方法進行了總結,歸納出以下20種交叉口的渠化方法：（1）分清主次道路,主要道路優(yōu)先,保持原有車流狀態(tài)；（2）適當增加交叉口車道數(shù)；（3）車道密度適當；（4）右側拓寬；（5）左側拓寬；（6）左、右側同時拓寬；（7）保持轉彎車流；（8）明確標線；（9）減少交通流在交叉口的沖突面積,減少車輛和行人過街發(fā)生碰撞的概率；（10）增大交叉口角度:使交通流盡可能成直角交叉,減少發(fā)生沖突的面積,縮短交叉時間；（11）減小匯入角:使交通流以小的合流角度、以嘴角的角度差進行合流,使匯合車輛可利用最小的車頭間距；（12）縮窄進口寬度:縮小進口寬度或使道路彎曲,使駛入車輛降低速度并盡可能使干道車流避免碰撞；（13）分隔車流:分散交叉口內的交叉點,使車輛在交叉口的固定區(qū)域內交叉通行,減少沖突碰撞；（14）禁止左轉彎:限制車輛駛入禁區(qū),防止轉錯車道,設三角形方向島,禁止轉彎；（15）布設交通設施:設置分隔島供布設用,組織行車；（16）分道轉彎:采用分道轉彎的措施以減少過多的道路面積,減少鋪裝,節(jié)省費用；（17）設行人過街安全島:利用行車不用地帶布設交通島縮短行人過街暴露在車流中的時間和距離,起到保護行人安全的作用；（18）增設左轉彎候車道:布設渠化島,劃分左轉、右轉專用車道,使車輛各行其道,減少相互干擾；（19）設置候駛車道:供轉彎車輛與交叉車輛避車等候或轉向停駛用,起到分離交通流,保護轉彎和橫穿道路的車輛的作用；（20）交叉口連續(xù)流的設計。3.4 交叉口渠化設計流程交叉口渠化設計是一個比較復雜的過程，需要在大量資料調查分析的基礎上，按照一定的步驟進行設計。平面信號交叉口設計流程如圖所示：(1)交通調查階段對于信號交叉口渠化設計的交通調查，主要包括以下幾個方面： 交叉口幾何構造調查包括對相交道路的性質、各進口道的寬度、原有車道的布置、原有的渠化設施等的調查。 交叉口交通狀況調查包括對分專向的非機動車和行人流量、分轉向分車種的機動車流量、交叉口混亂現(xiàn)狀以及周圍土地利用狀況等的調查。交叉口信號配時調查包括對分時段的信號周期長度、相位方案、相位數(shù)、各相位綠燈時間等的調查。(2)渠化設計階段該階段主要是根據(jù)調查所得資料，按照前面的設計原則進行具體設計。機動車渠化設計根據(jù)路口寬度劃分機動車道，并根據(jù)左轉、直行、右轉機動車交通量進行合理的車道組合，充分利用交叉口的幾何形狀，對左、右轉車道進行渠化設計。需設置左、右轉專用車道時，應對路口位置進行拓寬。具體拓寬方法參見前面交叉口拓寬部分內容。拓寬段與正常路段之間以過渡段相銜接，過渡段長度參照相關規(guī)范確定。非機動車渠化設計根據(jù)交叉口處非機動車交通量，以及機動車與非機動車存在的沖突類型，選取合適的非機動車渠化方式。行人渠化設計在交叉口處施劃人行橫道，在道路寬度過大時，在道路上設置安全島。(3)方案確定階段對前面的設計方案是否與信號配時相協(xié)調，并滿足相應的設計原則作出判斷，進行修改，最終達到最佳的渠化設計方案。交叉口幾何構造調查交叉口交通狀況調查交叉口信號配時調查問題分析與對策交叉口渠化設計機動車渠化設計非機動車渠化設計行人渠化設計是否與信號配時相協(xié)調并滿足設計原則確定渠化設計方案交通調查階段渠化設計階段方案確定階段是否信號交叉口渠化設計流程圖第四章 平面交叉口的通行能力4.1通行能力概述 通行能力指的是在一定的道路和交通條件下，道路上某一路段單位時間內通過某一斷面的最大車輛數(shù)。它又稱為交通容量。進行通行能力的分析也就是在指定的交通運行質量條件下所能承擔交通的能力。道路通行能力是表示道路所能承擔車輛通過的能力。因此，通行能力按作用性質可分為三種：1）基本通行能力，是指公路組成部分在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，該組成部分一條車道或一車行道的均勻段上或一橫斷面上，不論服務水平如何，1h所能通過標準車輛的最大輛數(shù)；2）可能通行能力，是指一已知公路的一組成部分在實際或預測的道路、交通、控制及環(huán)境條件下。該組成部分一條車道或一車行道對上述諸條件有代表性的均勻段上或一橫斷面上，不論服務水平如何，1h所能通過的車輛的最大輛數(shù)；3）設計通行能力，是指一設計中的公路的一組成部分在預測的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，該組成部分一條車道或一車行道對上述諸條件有代表性的均勻段上或一橫斷面上，在所選用的設計服務水平，1h所能通過的車輛最大輛數(shù)。而影響道路通行能力的主要因素是道路條件、交通條件和交通外環(huán)境等。道路條件指的是道路幾何組成狀況，如車道數(shù)、車道寬度、側向余寬、行車視距、縱坡、路面狀況、沿線街道化狀況等；交通狀況指的是交通流的車輛組成和分布規(guī)律特性，如交通量大小、混合車種、行人、非機動車干擾等；交通外環(huán)境指的是道路交通以外的自然條件，如沿線地形、地物、景觀、氣候等。這三方面因素組合起來直接影響行車速度和道路通行能力。 最后，我們在分析公路的通行能力時離不開交通運行質量。因此，它必須與服務水平的分析計算一起進行。通常情況下，在達到基本通行能力之前，交通量越大，交通密度越大，而車速越低，運行質量也就越低，即服務水平越低。在達到基本的通行能力之后，則交通量不可能在增加，而是運行質量越低交通量越低，但交通密度仍越大，直至車速及交通量均下降至零為止。4.2無信號交叉口通行能力4.2.1行車規(guī)定在無信號燈控制的交又口上，我國未采取其他交通管理措施。按照慣例，主要道路上的車輛，優(yōu)先通行，通過路口不用停車，一直通過。沿次要道路行駛的車輛，讓主要道路上的車輛先行，尋找機會，穿越主要道路上車流的空檔，通過路口。主要道路上能夠通過的車輛多少，按路段計算。次要道路上能夠通過多少車輛，受下列因素影響：主要道路上車流的車頭間隔分布、次要道路上車輛穿越主要道路車流所需時間、次要道路上車輛跟馳的車頭時距大小、主要道路上車流的流向分布。這種路口的通行能力，等于主要道路上的交通量加上次要道路上車輛穿越空檔能通過的車輛數(shù)。若主要道路上的車流已經(jīng)飽和，則次要道路上的車輛一輛也通不過。因此，無信號交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力。事實上，在無信號交叉口，主要道路上的交通量不大，車輛呈隨機到達，有一定空檔供次要道路的車輛穿越，相交車流無過大阻滯。否則，需加設信號燈，分配行駛權。4.2.2交通流向分析 在無信號交叉口，次要道路上的車流，每一流向都面臨與之發(fā)生沖突的交通流。例如，次要道路上的右轉車流與主要道路右側車道的直行車流發(fā)生側向摩擦、合流。主要道路上的右轉車流，駛近交叉口時，由于沒使用或沒及時使用轉彎信號，致使次要道路上右轉車流產(chǎn)生誤判，行進受到影響。次要道路的直行車流與主要到路上所有車流都有沖突、摩擦。次要道路的左轉車流與次要道路的右轉車流、直行車流、主要道路上的各股車流發(fā)生沖突、摩擦。此外，主要道路上的左轉車流與主要道路上的直行、右轉車流也有沖突、摩擦。由此可見，主要道路上車流存在的可穿越間隙，有多股車流爭相利用。而且無信號交叉口的通行能力如下表所示：主要道路為二車道主要道路交通量400500600次要道路交通量250200100主要道路為四車道主要道路交通量100015002000次要道路交通量10050254.3信號交叉口通行能力中國道路交通管理條例規(guī)定，在沒有實施多相位信號燈控制的交叉口，綠燈亮時，允許各行駛方向的車輛進入交叉口。紅燈亮時，只允許右轉車輛沿右轉專用車道行進，但不得影響橫向道路上直行車輛的正常行駛。黃燈亮時，已越過停車線的車輛繼續(xù)行駛，通過交叉口；沒越過停車線的車輛應在停車線后等候綠燈。1.十字形交叉口的設計通行能力十字形交叉口設計通行能力等于各進口道設計通行能力之和。進口道設計通行能力等于各車道設計通行能力之和。（1）一條直行車道的設計通行能力計算公式式中 一條直行車道的設計通行能力（pcu/h）； 信號燈周期（s）；tg 信號每周期內的綠燈時間（s）；t0 綠燈亮后，第一輛車啟動、通過停車線的時間（s）；ti 直行或右行車輛通過停車線的平均時間（s/pcu）； 折減系數(shù)，可用0.9。車輛平均通過停車線的時間與車輛組成、車輛性能、駕駛員條件有關。設計時可采用本地區(qū)調查數(shù)據(jù)。 （2） 直右車道通行能力計算公式 式中 一條直右車道的設計通行能力（pcu/h）。（3） 直左車道設計通行能力計算公式 式中 一條直左車道的設計通行能力（pcu/h）； 一條左車道中左轉車所占比例。（4） 直左右車道設計通行能力計算公式 式中 一條直左右車道的通行能力（pcu/h）。（5）交叉口進口道的設計通行能力前已提及，進口道的設計通行能力等于進口各車道設計通行能力之和。此外，也可根據(jù)本進口車輛左、右轉比例計算。進口設有專用左轉與專用右轉車道時，進口道設計通行能力計算公式式中 設有專用左轉與專用右轉車道時，本面進口道的設計通行能力（pcu/h）；本面直行車道設計通行能力之和（pcu/h）；、 分別為左、右轉車占本面進口道車輛的比例。專用左轉車道設計通行能力為專用右轉車道設計通行能力為4.4環(huán)形交叉口的通行能力環(huán)形交叉口是自行調節(jié)的交叉口。這種交叉口是在中央設置中心島，使進入交叉口的所有車輛都以同一方向繞島行進。車輛行駛過程一半為合流、交織、分流，避免了車輛交叉行駛。環(huán)形交叉口的有點是車輛連續(xù)行駛，安全，不需要設置管理設施，避免停車，節(jié)省燃料，噪聲低，污染小。同時，起到美化城市的作用。缺點是占地大，繞行距離長。非機動車和行人較多及有軌