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      城市道路新型連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)及仿真*

      2013-11-04 06:54:30劉秋晨楊文臣董德存
      交通信息與安全 2013年2期
      關(guān)鍵詞:連續(xù)流左轉(zhuǎn)車(chē)流

      劉秋晨 張 輪 楊文臣 張 磊 董德存

      (同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院 上海 201804)

      0 引言

      傳統(tǒng)平面交叉口的交通問(wèn)題主要由左轉(zhuǎn)車(chē)流與對(duì)向直行車(chē)流產(chǎn)生的沖突引起,采取禁左、設(shè)置專(zhuān)用左轉(zhuǎn)相位等交通組織方法不能同時(shí)從空間和時(shí)間上有效消除沖突點(diǎn),平面交叉口是城市道路通行能力的瓶頸[1]。連續(xù)流交叉口將左轉(zhuǎn)車(chē)輛與對(duì)向直行車(chē)輛的沖突點(diǎn)提前,在主交叉口消除了左轉(zhuǎn)車(chē)輛引起的沖突,通過(guò)路中交叉口和主交叉口信號(hào)燈的協(xié)調(diào)控制,使得車(chē)輛能連續(xù)通過(guò)2個(gè)交叉口,減少車(chē)輛延誤,提高了交叉口的通行能力。

      自從1960年墨西哥建成世界上第1個(gè)連續(xù)流交叉口,連續(xù)流交叉口在國(guó)外已取得了許多有價(jià)值的研究應(yīng)用成果[2-3]。相比傳統(tǒng)交叉口,雖然連續(xù)流交叉口建設(shè)費(fèi)用貴2~3倍,但在減少車(chē)均延誤、排隊(duì)長(zhǎng)度和提高通行能力等方面有顯著的成效。然而受?chē)?guó)內(nèi)城市道路空間不足及混合交通流等局限性影響,國(guó)內(nèi)對(duì)連續(xù)流交叉口設(shè)計(jì)的研究甚少。

      根據(jù)國(guó)外連續(xù)流交叉口的成功案例,針對(duì)傳統(tǒng)平面交叉口設(shè)計(jì)存在的不足,本文提出1種城市道路新型連續(xù)流交叉口,其立足國(guó)外連續(xù)流交叉口設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)原則,結(jié)合國(guó)內(nèi)城市道路交叉口的特性,研究面向國(guó)內(nèi)應(yīng)用的連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)方法,包括交通空間設(shè)計(jì)、交通組織設(shè)計(jì)和交通控制設(shè)計(jì);并設(shè)計(jì)多種交通狀態(tài)下的交通仿真場(chǎng)景,采用Vissim 仿真對(duì)所提出的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行效用評(píng)價(jià);最后,結(jié)合連續(xù)流交叉口的應(yīng)用邊界,定性分析其在國(guó)內(nèi)的適用性。

      1 連續(xù)流交叉口模型

      1.1 幾何物理模型

      連續(xù)流交叉口的幾何物理模型如圖1所示,在距離主交叉口一定距離的路段上設(shè)置路中交叉口,將左轉(zhuǎn)車(chē)流引入到路中交叉口后進(jìn)入CFI專(zhuān)用車(chē)道,路中交叉口負(fù)責(zé)左轉(zhuǎn)車(chē)流和對(duì)向直行車(chē)流的通行權(quán)分配,使得左轉(zhuǎn)車(chē)流與對(duì)向直行車(chē)流的沖突點(diǎn)提前到路段。通過(guò)路中交叉口和主交叉口信號(hào)燈協(xié)調(diào)控制,使直行和左轉(zhuǎn)車(chē)輛連續(xù)通過(guò)2個(gè)交叉口[3]。以南進(jìn)口道為例,各流向車(chē)流交通組織見(jiàn)圖1。

      連續(xù)流交叉口和傳統(tǒng)交叉口的特征對(duì)比見(jiàn)表1。相比傳統(tǒng)交叉口,連續(xù)流交叉口旨在將左轉(zhuǎn)車(chē)流與對(duì)向直行車(chē)流引起的沖突點(diǎn)提前到路段,減少主交叉口的沖突點(diǎn)數(shù),協(xié)調(diào)控制策略將主交叉口信號(hào)相位從4相位減少到2相位,減小損失時(shí)間,其能有效提升交通安全,減小車(chē)均延誤,提高路口通行能力。

      1.2 設(shè)計(jì)原則

      連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)需要合理地分配交叉口各走向車(chē)流的通行空間和時(shí)間,使道路交通車(chē)流安全有序地運(yùn)行,其設(shè)計(jì)原則如下[4]。

      圖1 連續(xù)流交叉口的幾何物理模型Fig.1 The geometric model of the CFI

      表1 連續(xù)流主交叉口和傳統(tǒng)交叉口特征的對(duì)比分析Tab.1 Comparative analysis of the CFI and the CI

      1)空間設(shè)計(jì)原則。合理布局與有效銜接道路交通設(shè)施;通過(guò)路段和交叉口進(jìn)口道、進(jìn)口道和出口道、出口道和路段通行能力的匹配銜接設(shè)計(jì),以及進(jìn)出口道和交叉口內(nèi)部交通流渠化設(shè)計(jì),在有限的交叉口范圍內(nèi),充分利用其空間資源,實(shí)現(xiàn)通行安全有序。

      2)交通組織設(shè)計(jì)原則。分離沖突點(diǎn)和減少?zèng)_突區(qū);為了提高路口安全性及通行能力,通過(guò)合理布局路中交叉口的位置,在交叉口影響范圍內(nèi),正確引導(dǎo)車(chē)流走向,在空間和時(shí)間上分散和消除沖突點(diǎn)。

      3)交通控制設(shè)計(jì)原則。采用干線協(xié)調(diào)控制策略,優(yōu)化交通信號(hào)控制方案;為使主線車(chē)輛連續(xù)通過(guò)路口,采用干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略,并立足主交叉口和路中交叉口的幾何特性與交通流連續(xù)性,制定自適應(yīng)的交通信號(hào)相位方案和配時(shí)方案,充分利用時(shí)間資源,最大化通行效率。

      2 連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)

      2.1 空間設(shè)計(jì)

      2.1.1 路中交叉口的設(shè)計(jì)

      在距離主交叉口L的路段上設(shè)置路中交叉口,由專(zhuān)用左轉(zhuǎn)車(chē)道和對(duì)向直行車(chē)道組成。根據(jù)平面交叉口的設(shè)計(jì)規(guī)范,主交叉口和路中交叉口間的距離要與干線協(xié)調(diào)控制策略相匹配,間距越遠(yuǎn)線控效果越差,L 取值由上下游主路口間距、最大排隊(duì)長(zhǎng)度和路段平均速度綜合計(jì)算得到,詳見(jiàn)文獻(xiàn)[4]。

      2.1.2 主交叉口的設(shè)計(jì)

      主交叉口設(shè)計(jì)包括:車(chē)道寬度設(shè)計(jì)、車(chē)道數(shù)設(shè)計(jì)和車(chē)道拓寬設(shè)計(jì)。車(chē)輛寬度由交叉口位置、道路條件和交通條件決定;車(chē)道數(shù)由進(jìn)口道設(shè)計(jì)小時(shí)交通量與直行車(chē)設(shè)計(jì)通行能力決定。拓寬設(shè)計(jì)內(nèi)容包括拓寬方式設(shè)計(jì)、拓寬寬度設(shè)計(jì)、拓寬道長(zhǎng)度設(shè)計(jì)[5]。

      1)拓寬方式設(shè)計(jì)。由拓寬寬度決定,本文同時(shí)拓寬交叉口進(jìn)口道的左右兩側(cè),設(shè)置專(zhuān)用左轉(zhuǎn)車(chē)道和專(zhuān)用右轉(zhuǎn)車(chē)道。

      2)拓寬寬度設(shè)計(jì)。即要增加的車(chē)道數(shù),由交通需求和最大排隊(duì)長(zhǎng)度確定。國(guó)內(nèi)主要交叉口組織通常在上游拓寬左轉(zhuǎn)車(chē)道,右轉(zhuǎn)渠化。

      3)拓寬長(zhǎng)度設(shè)計(jì)。車(chē)道拓寬由展寬段和展寬漸變段組成,展寬段長(zhǎng)度由1個(gè)周期內(nèi)最大停車(chē)排隊(duì)長(zhǎng)度數(shù)計(jì)算,展寬漸變段長(zhǎng)度則由設(shè)計(jì)車(chē)速和展寬橫向偏移量計(jì)算確定。專(zhuān)用左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)車(chē)道的設(shè)計(jì)分別見(jiàn)圖2、3,專(zhuān)用車(chē)道長(zhǎng)度ls由車(chē)道展寬段la和展寬漸變段ld組成[6]。

      圖2 左轉(zhuǎn)車(chē)道的拓寬設(shè)計(jì)示意圖Fig.2 Widened design of left-turn lanes

      圖3 右轉(zhuǎn)車(chē)道拓寬示意圖Fig.3 Widened design of right-turn lanes

      2.1.3 參數(shù)建議取值

      國(guó)內(nèi)城市道路主路口間距一般小于300 m,最大排隊(duì)長(zhǎng)度約為150 m,路段平均車(chē)速取25 km/h,參照國(guó)外連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)規(guī)范,路中交叉口與主交叉口的距離L 取值為100m,路中交叉口長(zhǎng)度取40 m。按平面交叉口的設(shè)計(jì)規(guī)范[7],連續(xù)流交叉口進(jìn)口道左、右直行車(chē)道寬度取用3.50、3.25、3.00m,出口道寬度取3.5m。結(jié)合國(guó)內(nèi)交叉口幾何及交通流特性,采用文獻(xiàn)[4]、[5]中計(jì)算方法,右轉(zhuǎn)進(jìn)口車(chē)道拓寬長(zhǎng)度ls為76 m,右轉(zhuǎn)出口道拓寬長(zhǎng)度ls為92m。專(zhuān)用左轉(zhuǎn)車(chē)道的拓寬長(zhǎng)度ls為150m。國(guó)內(nèi)連續(xù)流交叉口空間設(shè)計(jì)各參數(shù)建議取值見(jiàn)圖4。

      圖4 連續(xù)流交叉口的空間設(shè)計(jì)尺寸Fig.4 Recommendation of parameters values of the domestic CFI

      2.2 交通組織設(shè)計(jì)

      2.2.1 左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車(chē)交通組織

      左轉(zhuǎn)車(chē)輛實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)分為3步。第1步,如圖5(a)所示,以南進(jìn)口道為例,第1步:左轉(zhuǎn)車(chē)輛在道路交通標(biāo)志和標(biāo)線的指引下,進(jìn)入專(zhuān)用左轉(zhuǎn)車(chē)道,到達(dá)路中交叉口;第2步:如圖5(b)所示,在路中交叉口遇到紅燈時(shí)等待,當(dāng)路中交叉口信號(hào)燈變成綠燈,左轉(zhuǎn)車(chē)輛通過(guò)路中交叉口到達(dá)CFI專(zhuān)用道駛向主交叉口,此時(shí),左轉(zhuǎn)車(chē)輛位于由北向南的對(duì)向直行車(chē)輛的左側(cè);第3 步:如圖5(c)所示,通過(guò)2個(gè)交叉口的信號(hào)協(xié)調(diào)控制,當(dāng)左轉(zhuǎn)車(chē)輛到達(dá)主交叉口時(shí),以綠燈不停車(chē)通過(guò)實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn),匯入由東向西的直行車(chē)輛從而實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)。

      2.2.2 右轉(zhuǎn)車(chē)輛的交通組織

      設(shè)置專(zhuān)用分離的右轉(zhuǎn)車(chē)道,右轉(zhuǎn)車(chē)輛根據(jù)交通標(biāo)志的指示進(jìn)入專(zhuān)用右轉(zhuǎn)車(chē)道,在主交叉口根據(jù)信號(hào)燈指示實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)。

      2.2.3 直行車(chē)流的交通組織

      直行車(chē)輛在主交叉口遇到紅燈時(shí)等待,綠燈時(shí)通過(guò)主交叉口繼續(xù)向前行駛到達(dá)路中交叉口,通過(guò)兩個(gè)交叉口的信號(hào)協(xié)調(diào)控制,直行車(chē)輛連續(xù)通過(guò)主交叉口和路中交叉口。

      2.3 交通控制設(shè)計(jì)

      交通控制設(shè)計(jì)內(nèi)容包括信號(hào)燈的配置設(shè)計(jì)、信號(hào)相位方案設(shè)計(jì)及協(xié)調(diào)信號(hào)方案設(shè)計(jì)。

      2.3.1 信號(hào)燈的配置

      在路中交叉口和主交叉口處都要設(shè)置信號(hào)燈,見(jiàn)圖1。在主交叉口設(shè)置1組信號(hào)燈,在時(shí)間上分離東西和南北直行車(chē)流的沖突。路中交叉口設(shè)置1組信號(hào)燈,在時(shí)間上分離左轉(zhuǎn)車(chē)流和對(duì)向直行車(chē)流的沖突。

      2.3.2 信號(hào)相位方案設(shè)計(jì)

      連續(xù)流交叉口將主交叉口左轉(zhuǎn)車(chē)流和對(duì)向直行車(chē)流的沖突點(diǎn)提前到路段,主交叉口的信號(hào)燈相位由4相位控制減少到兩相位控制。假設(shè)2條相交道路A和B,主交叉口處1個(gè)信號(hào)相位是放行道路A 上的車(chē)輛,另1個(gè)相位是放行道路B上的車(chē)輛。在主交叉口的每個(gè)信號(hào)相位中,路中交叉口又細(xì)分為3個(gè)相位。連續(xù)流交叉口的信號(hào)相位方案計(jì)見(jiàn)圖6,以相位1為例說(shuō)明,主交叉口街道A的車(chē)輛直行行駛和左轉(zhuǎn),街道A的路中交叉口左轉(zhuǎn)車(chē)輛通行,街道B的路中交叉口直行車(chē)輛通行[9]。

      圖5 連續(xù)流交叉口的左轉(zhuǎn)車(chē)輛的交通組織(資源來(lái)源[8])Fig.5 Traffic organization of left-turn vehicles of the CFI(source[8])

      圖6 連續(xù)流交叉口信號(hào)相位示意圖Fig.6 Signal phases of the CFI

      2.3.3 協(xié)調(diào)信號(hào)方案設(shè)計(jì)

      連續(xù)流交叉口的“連續(xù)”取決于路中交叉口與主交叉口的信號(hào)協(xié)調(diào)控制。信號(hào)協(xié)調(diào)控制方案設(shè)計(jì)包括周期、綠信比和相位差的設(shè)計(jì)。目前交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制的方法主要可以分為2類(lèi):基于延誤的協(xié)調(diào)方法和基于綠波帶優(yōu)化的協(xié)調(diào)方法[10]。遵循最大最小周期及最大最小綠燈時(shí)間等交通控制基本原則,本文采用基于統(tǒng)計(jì)模型的延誤協(xié)調(diào)控制經(jīng)典方法:Transyt協(xié)調(diào)控制方法,并在不同流量下,在Transyt軟件中采用遺傳算法優(yōu)化主路口和路中交叉口的周期、綠信比和相位差,生成各路口的協(xié)調(diào)信號(hào)方案[11]。Transyt是基于延誤的信號(hào)協(xié)調(diào)控制,以綜合目標(biāo)函數(shù)(PI)最小為目標(biāo),通過(guò)爬山法或遺傳算法,求解綜合目標(biāo)函數(shù)PI最優(yōu)所對(duì)應(yīng)的路網(wǎng)中各路口的信號(hào)周期、綠信比以及各路口間的相位差。Transyt模型的綜合目標(biāo)函數(shù)(PI)是延誤時(shí)間和停車(chē)次數(shù)的加權(quán)和,如下式所示:

      式中:i為交叉口i;g為綠燈時(shí)間;W為延誤1h的經(jīng)濟(jì)損失;wi為延誤權(quán)重;di為延誤;K為每100次停車(chē)的經(jīng)濟(jì)損失;ki為停車(chē)權(quán)重;si為停車(chē)次數(shù);N為交叉口總數(shù)。

      連續(xù)流交叉口采用續(xù)進(jìn)式的協(xié)調(diào)控制,即連續(xù)流交叉口的主交叉口和路中交叉口采用1個(gè)周期時(shí)長(zhǎng),在2個(gè)交叉口間的引導(dǎo)車(chē)輛以設(shè)計(jì)車(chē)速行駛,從而不停車(chē)等待連續(xù)通過(guò)2個(gè)交叉口。

      3 案例分析

      3.1 實(shí)驗(yàn)交叉口

      Vissim 可對(duì)單一車(chē)輛行駛行為進(jìn)行微觀處理,模擬和分析實(shí)際道路的交通狀況,將Vissim 作為交叉口交通效益的無(wú)偏評(píng)價(jià)工具。如圖7(a)所示,以城市傳統(tǒng)平面十字交叉口和設(shè)計(jì)的連續(xù)流交叉口作為研究對(duì)象。交叉口進(jìn)口道設(shè)有直行車(chē)道,1條左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道和1條右轉(zhuǎn)專(zhuān)用渠化車(chē)道,并采用標(biāo)準(zhǔn)4相位控制(右轉(zhuǎn)渠化不受信號(hào)燈控制);采用本文提出的連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)方法,傳統(tǒng)平面十字交叉口改進(jìn)后的連續(xù)流交叉口如圖7(b)所示。

      3.2 仿真場(chǎng)景

      為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的連續(xù)流交叉口,考查其在不同交通狀態(tài)下及交通流波動(dòng)情況下的交通效益,仿真實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)如下。

      圖7 傳統(tǒng)交叉口和連續(xù)流交叉口的Vissim 仿真模型Fig.7 Vissim simulation model for the CI and the CFI

      1)假定各進(jìn)口道的交通需求相同,進(jìn)口道流量分別取400、600、1 000、1 500、2 000veh/h 變化,分別代別自由、順暢、繁忙、擁堵、過(guò)飽和5種交通狀態(tài)。

      2)仿真時(shí)長(zhǎng)為5h,每1h為一仿真時(shí)段周期,且左∶直∶右車(chē)流轉(zhuǎn)向比例為0.25∶0.60∶0.15。

      3)為模擬路口短時(shí)交通流到達(dá)波動(dòng)特性,在自由和順暢狀態(tài)下,在Vissim 中隨機(jī)設(shè)置1h內(nèi)10min間隔車(chē)輛的發(fā)車(chē)比例,其余狀態(tài)下的發(fā)車(chē)比例設(shè)置如下:15∶11∶17∶22∶16∶19。

      4)在各狀態(tài)下,主交叉口采用Webster的交通信號(hào)控制方案取最大最小綠燈時(shí)間分別為15s和75s,取最小周期60s,最大周期250s,并按連續(xù)流交叉口交通控制設(shè)計(jì)方法生成次交叉口信號(hào)方案[12]。

      5)由于仿真效果受隨機(jī)種子影響,每種控制方案采用批量仿真20次。

      3.3 仿真參數(shù)校準(zhǔn)

      為更加真實(shí)再現(xiàn)國(guó)內(nèi)路口車(chē)流運(yùn)行規(guī)律,提高仿真結(jié)果可信度,在仿真建模過(guò)程中,考慮仿真參數(shù)校準(zhǔn)。仿真參數(shù)校準(zhǔn)包括全局參數(shù)校準(zhǔn)和局部參數(shù)校準(zhǔn)。全局參數(shù)影響整個(gè)仿真模型的性能,指車(chē)輛特性參數(shù)(車(chē)頭時(shí)距,駕駛員反應(yīng)時(shí)間,車(chē)輛長(zhǎng)度,平均速度等),局部參數(shù)校準(zhǔn)影響路段局部性能。根據(jù)國(guó)內(nèi)城市道路直行設(shè)計(jì)通行能力為1 650puc/h、左轉(zhuǎn)/右轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)通行能力為1 550 puc/h的規(guī)范,車(chē)頭時(shí)距MHT、駕駛員反應(yīng)時(shí)間MDT的仿真參數(shù)校準(zhǔn)為1.8s及1.5s,路口平均車(chē)速25km/h;按連續(xù)流交叉口設(shè)計(jì)方案,校準(zhǔn)的局部參數(shù)包括轉(zhuǎn)向平均速度,轉(zhuǎn)向交通組織,車(chē)輛組成比例。

      4 結(jié)果分析

      4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

      本文選取信控路段平均延誤(ADelay),直行排隊(duì)長(zhǎng)度(S-Queue),左轉(zhuǎn)排隊(duì)長(zhǎng)度(L-Queue)為交通效益評(píng)價(jià)指標(biāo),綜合反映在車(chē)輛在仿真環(huán)境下路口的運(yùn)行狀況。

      交通效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法如下[13]:

      4.1.1 延誤時(shí)間的計(jì)算

      Vissim 延誤時(shí)間計(jì)算見(jiàn)式(2)。

      式中:Tij為第i輛車(chē)運(yùn)行第j 步的仿真時(shí)間,s;Si為第i 輛車(chē)在仿真時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)行的距離,m;vi為第i 輛車(chē)的期望速度,m/s;n為仿真時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)交叉口的總車(chē)輛數(shù);mi為仿真時(shí)間間隔內(nèi)第i 輛車(chē)移動(dòng)的總步數(shù);TDelay為交叉口總延誤,s;ADelay為交叉口車(chē)均延誤,s/pcu。

      4.1.2 排隊(duì)長(zhǎng)度的計(jì)算

      仿真軟件中通過(guò)直接檢測(cè)交叉口各車(chē)道的車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度得到的,具體步驟如下。

      1)每隔1個(gè)仿真步長(zhǎng)時(shí)間,系統(tǒng)掃描路口所有車(chē)輛,分別計(jì)算出當(dāng)前各車(chē)道等候排隊(duì)的車(chē)輛數(shù)。

      2)把獲得的各車(chē)道排隊(duì)長(zhǎng)度分別與記錄中該車(chē)道的最大排隊(duì)長(zhǎng)度相比,如果大于這個(gè)排隊(duì)長(zhǎng)度,則把該車(chē)道最大的排隊(duì)長(zhǎng)度替換為當(dāng)前的排隊(duì)長(zhǎng)度。

      3)運(yùn)行結(jié)束后,比較各車(chē)道記錄中的最大排隊(duì)長(zhǎng)度,選出1個(gè)最大值作為干線最大排隊(duì)長(zhǎng)度。

      4.2 結(jié)果分析

      在5種交通狀態(tài)下2種交叉口的各性能指標(biāo)的仿真結(jié)果見(jiàn)圖8。圖中Volume為交叉口總的車(chē)輛數(shù),為各進(jìn)口道的車(chē)輛數(shù)之總和。在整個(gè)仿真過(guò)程中,連續(xù)流交叉口(CFI)的性能穩(wěn)定,引入路中交叉口分離沖突點(diǎn),并采用主交叉口和路中交叉口協(xié)調(diào)控制使車(chē)輛連續(xù)通過(guò),連續(xù)交叉口的延誤、排隊(duì)長(zhǎng)度性能指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)平面交叉口(CI),且隨著流量增加,控制效果優(yōu)勢(shì)明顯,符合交通管理者的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

      圖8 2種交叉口交通組織設(shè)計(jì)方案的性能指標(biāo)的仿真結(jié)果Fig.8 Simulation results of the performance index of the CI and the CFI

      相比傳統(tǒng)平面交叉口,連續(xù)流交叉口的車(chē)輛平均延誤減小42%~76%,直行排隊(duì)長(zhǎng)度減小28%~83%,左轉(zhuǎn)排隊(duì)長(zhǎng)度減小36%~76%。在高飽和及過(guò)飽和交通狀態(tài)下,路口車(chē)流處于強(qiáng)制流狀態(tài),連續(xù)流交叉口交通效益趨于平穩(wěn)。2 種交叉口的交通仿真見(jiàn)圖9。

      圖9 在繁忙狀態(tài)下(仿真時(shí)間:3h23min)的交通仿真結(jié)果Fig.9 Simulation results in busy state(simulation time:3h23min)

      4.3 國(guó)內(nèi)適用性分析

      連續(xù)流交叉口引入路中交叉口,并設(shè)置CFI專(zhuān)用車(chē)道、專(zhuān)用左轉(zhuǎn)和專(zhuān)用右轉(zhuǎn)車(chē)道,交叉口占地面積較大;且連續(xù)流交叉口設(shè)計(jì)主要考慮機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行,并未考慮公交車(chē)輛和慢行交通等混合交通流特性,因此交通流構(gòu)成簡(jiǎn)單。連續(xù)流交叉口國(guó)內(nèi)外應(yīng)用邊界對(duì)比分析見(jiàn)表2。國(guó)外城市道路用地空間充足,公交車(chē)輛和慢行交通組成少,因而連續(xù)流交叉口在國(guó)外能夠成功應(yīng)用。相比國(guó)外城市道路應(yīng)用環(huán)境,國(guó)內(nèi)城市中心道路用地緊張,交通流構(gòu)成復(fù)雜,慢行交通和機(jī)動(dòng)車(chē)混合嚴(yán)重,城市中心區(qū)的道路交叉口不適合建設(shè)或改造成連續(xù)流交叉口。但是,國(guó)內(nèi)城市近郊道路由于遠(yuǎn)離城市中心,用地空間充足,且公交車(chē)輛和慢行交通對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)干擾小,符合建設(shè)連續(xù)流交叉口的應(yīng)用邊界。

      5 結(jié)束語(yǔ)

      本文提出了1種新型連續(xù)流交叉口,研究了連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法。依托連續(xù)流交叉口的幾何物理模型與設(shè)計(jì)原則,結(jié)合國(guó)內(nèi)城市道路交通設(shè)計(jì)規(guī)范,從交通空間設(shè)計(jì)、交通組織設(shè)計(jì)、交通控制設(shè)計(jì)3個(gè)方面研究了面向國(guó)內(nèi)應(yīng)用的連續(xù)流交叉口的設(shè)計(jì)方法,并在5種交通狀態(tài)下采用Vissim 仿真對(duì)傳統(tǒng)城市交叉口和連續(xù)流交叉口的2種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行交通效用評(píng)價(jià),同時(shí),結(jié)合國(guó)內(nèi)城市道路交叉口特性,分析了連續(xù)流交叉口在國(guó)內(nèi)適用性。研究結(jié)果表明:連續(xù)流交叉口在一定程度上從空間和時(shí)間上消除了左轉(zhuǎn)車(chē)流和對(duì)向直行車(chē)流的沖突點(diǎn),使得多相位控制改成兩相位控制,能有效改善交叉口的交通運(yùn)行效益,受?chē)?guó)內(nèi)城市交叉口道路空間不足等因素的制約,適用于我國(guó)城市近效道路交叉口的改造與設(shè)計(jì)。

      表2 連續(xù)流交叉口國(guó)內(nèi)外應(yīng)用邊界對(duì)比分析Tab.2 Comparative analysis of applications boundary for CFI at home and abroad

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