交叉口左轉(zhuǎn)交通流兩種組織方式的延誤計(jì)算模型*

林培群 顧玉牧 卓福慶 冉斌 徐建閩

(1. 華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣東 廣州510640;2. Civil and Environmental Engineering，University of Wisconsin-Madison，Madison 53076，USA)

城市交通系統(tǒng)中，交叉口是路網(wǎng)的連接點(diǎn)也是道路通行能力的瓶頸和交通事故的多發(fā)點(diǎn)，制約整條道路乃至路網(wǎng)的服務(wù)水平［1］. 在交叉口車流中，左轉(zhuǎn)車流是產(chǎn)生沖突點(diǎn)最多的車流.在此影響下，路口通行效率大大降低，延誤時(shí)間和安全隱患增加.因此，解決好交叉口的左轉(zhuǎn)交通流，是提高城市路網(wǎng)通行能力和交通安全水平的關(guān)鍵.

間接左轉(zhuǎn)是交叉口左轉(zhuǎn)的一種獨(dú)特渠化方式.該方法已經(jīng)在美國(guó)的弗羅里達(dá)、新澤西、路易斯安那以及一些歐洲國(guó)家得到了成功的應(yīng)用［1］. 其基本思想就是直接左轉(zhuǎn)的車輛先直行，再利用交叉口下游較寬的中央分隔帶掉頭回轉(zhuǎn)，從而提高車輛的運(yùn)行高效性以及安全性.研究表明，間接左轉(zhuǎn)不僅改變了車輛的運(yùn)行軌跡，同時(shí)，還能夠有效地分擔(dān)負(fù)載在通行能力相對(duì)較大的交叉口的一部分交通負(fù)荷，在路口與路段運(yùn)營(yíng)效率之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)［2-3］. 間接左轉(zhuǎn)的方法有幾種形式:街巷繞行式、右轉(zhuǎn)回繞式、直行回繞式等.但是，這些方法只有在特定的交通環(huán)境下才有效，交叉口布局(中央分隔帶寬度、轉(zhuǎn)彎半徑、道路寬度等)、交叉口的配時(shí)方案等外部條件適宜時(shí)才適合間接左轉(zhuǎn).倘若設(shè)置不當(dāng)，會(huì)增加交叉口的整體延誤，且會(huì)對(duì)下游交通流產(chǎn)生影響［4］.

在間接左轉(zhuǎn)效用方面，文獻(xiàn)［5］中在佛羅里達(dá)交通運(yùn)輸部贊助的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，使用間接左轉(zhuǎn)的車輛平均等待延誤小于直接左轉(zhuǎn). 文獻(xiàn)［6］在美國(guó)佛羅里達(dá)州選擇了258個(gè)信號(hào)交叉口，對(duì)其中4000起事故進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)使用間接左轉(zhuǎn)可以使事故總數(shù)減少26%，即可有效提高交通運(yùn)行安全.

在間接左轉(zhuǎn)選址方法方面，文獻(xiàn)［7］中對(duì)美國(guó)佛羅里達(dá)州的208個(gè)選址進(jìn)行觀測(cè).通過對(duì)采集到的車輛事故數(shù)據(jù)和行程時(shí)間數(shù)據(jù)的回歸分析發(fā)現(xiàn)，影響事故數(shù)的主要是間接左轉(zhuǎn)的交通控制方式以及開口位置.文獻(xiàn)［8］中對(duì)國(guó)內(nèi)多個(gè)應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行調(diào)查，并應(yīng)用交通仿真的方法對(duì)間接左轉(zhuǎn)組織方式的實(shí)施地點(diǎn)、開口間距、路段中央隔離帶寬度、開口長(zhǎng)度等影響因素作定量的分析研究，對(duì)這些影響因素的設(shè)置給出理論依據(jù). 文獻(xiàn)［9］中研究并得出一個(gè)定量的公式:利用上下游相鄰兩個(gè)交叉口信號(hào)燈的相對(duì)相位差和車輛平均車速等參數(shù)，可以得出中央分隔帶缺口處距離下游交叉口的合理長(zhǎng)度. 文獻(xiàn)［10］中在遵循文獻(xiàn)［9］規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)臨近路口配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，既保證了行車安全性，又能顯著提高交通運(yùn)行效率.

在基于仿真軟件分析直接左轉(zhuǎn)與間接左轉(zhuǎn)優(yōu)劣方面.文獻(xiàn)［11］中研究掉頭車道的選址方式以及U形轉(zhuǎn)彎設(shè)置方法. 同時(shí)，通過VISSIM 仿真軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，比較直接左轉(zhuǎn)和間接左轉(zhuǎn)的延誤情況.文獻(xiàn)［12-13］中利用交通仿真軟件VISSIM 對(duì)可調(diào)頭的城市交叉路口進(jìn)行交通流微觀仿真，采用延誤分析法，得到調(diào)頭交叉口車流延誤數(shù)據(jù)，建立基于交通仿真的可調(diào)頭交叉口延誤－流量關(guān)系曲線，據(jù)此對(duì)交叉口調(diào)頭位置的設(shè)置給出一個(gè)優(yōu)選方案. 文獻(xiàn)［14］中結(jié)合兩種交通分析工具 FRESIM 和NETSIM，以延誤和行駛時(shí)間作為評(píng)估直接左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)－前行－掉頭性能的效率度量.

現(xiàn)有的文獻(xiàn)大都是通過仿真來研究直接左轉(zhuǎn)和禁左掉頭兩種方案的延誤情況.而且，一般是研究某一車道或者是某一方向的延誤情況，沒有進(jìn)行交叉口整體平均延誤的精確建模與分析.同時(shí)，沒有充分考慮在選擇間接左轉(zhuǎn)組織方式后，重新調(diào)整交叉口配時(shí)方案，從而更好地發(fā)揮道路通行能力. 有鑒于此，文中主要是通過數(shù)學(xué)建模，合理配時(shí)，定量分析，以獲得兩種方案下整個(gè)交叉口的平均延誤.從而，提供一種定量可行的比較思路.

1 左轉(zhuǎn)交通流常用交通組織方式

1.1 左轉(zhuǎn)三相位組織方式

圖1 為常見的左轉(zhuǎn)三相位交通組織方式.

當(dāng)交叉口主次路相交，且主路左轉(zhuǎn)流量較大、次路左轉(zhuǎn)流量較小時(shí)，可采取三相位的方式，即主路設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道和相位，次路各向同時(shí)放行.

圖1 直接左轉(zhuǎn)三相位組織方式Fig.1 Direct left-turn for three-phase organization

1.2 右轉(zhuǎn)－前行－掉頭兩相位組織方式

圖2 為常見的禁左掉頭兩相位交通組織方式.相位設(shè)計(jì)中，將原本左行的車輛通過右轉(zhuǎn)－前行－掉頭(R-S-U)的方式實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)，從而減少其他方向車流等待左轉(zhuǎn)專用相位而造成的延誤. 采用這種方式，在一定的情況下，優(yōu)于設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位的組織方式.

圖2 右轉(zhuǎn)－前行－掉頭兩相位組織方式Fig.2 R-S-U for two-phase organization

2 兩種交通組織方式下交叉口整體延誤的計(jì)算模型

為了減少車輛的行車延誤，交通信號(hào)設(shè)計(jì)人員會(huì)考慮禁左掉頭的方式以減少其他相位車流等待左轉(zhuǎn)專用相位造成的延誤.但是，由于原本左行車輛通過掉頭方式實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)，也會(huì)對(duì)交通流產(chǎn)生額外的延誤，如:左轉(zhuǎn)車輛在中央分隔帶的等待時(shí)間、掉頭的時(shí)間、對(duì)對(duì)向車流的影響等. 所以，只有通過比較整個(gè)交叉口所有車輛的平均延誤，才能更為科學(xué)合理地比較兩種不同方式的優(yōu)劣.

2.1 左轉(zhuǎn)三相位組織方式的延誤計(jì)算模型

對(duì)于常見的左轉(zhuǎn)三相位組織方式，可以考慮用韋伯斯特延誤公式定量計(jì)算交叉口的平均延誤. 各個(gè)方向的總延誤twebster計(jì)算公式為

式中，n 為交叉口的總車道數(shù)，C 為交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)，i為對(duì)應(yīng)相位的綠信比，yi為對(duì)應(yīng)車道的交通流量比，xi為對(duì)應(yīng)車道的交通流量飽和度，qi為對(duì)應(yīng)車道的交通流量.

平均延誤即為

式中，Q 為交叉口每小時(shí)總流量.

2.2 右轉(zhuǎn)－前行－掉頭兩相位組織方式的延誤計(jì)算模型

間接左轉(zhuǎn)交通組織方式主要有(禁左)右轉(zhuǎn)－前行－掉頭和(禁左)直行－掉頭兩種方式.文中主要研究右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方式的平均延誤.

如圖3 所示，當(dāng)采取右轉(zhuǎn)－前行－掉頭的交通組織方式時(shí)，車道的組織方式也會(huì)相應(yīng)變化.原有的左轉(zhuǎn)專用車道，改為直行車道;由于左轉(zhuǎn)車流改為右轉(zhuǎn)－前行－掉頭車流，使得右轉(zhuǎn)流量變大. 所以，原有的最外側(cè)直右混行車道改為右轉(zhuǎn)專用車道(更為合理).配時(shí)方案也會(huì)因此作相應(yīng)的變化.此時(shí)的交叉口平均延誤可采取在韋伯斯特延誤公式twebster的基礎(chǔ)上增加其它部分的時(shí)間變化.

圖3 右轉(zhuǎn)－前行－掉頭設(shè)計(jì)方案Fig.3 R-S-U design plan

原左轉(zhuǎn)車輛右轉(zhuǎn)直行至中央分隔帶缺口處的距離L1(S1+S2+L3)所需要的時(shí)間tL1為

式中，v1為車輛通過L1距離的平均速度.

中央分隔帶平均等待時(shí)間tmidwait為

式中:Qm為可插入主路的通行能力;Q 為對(duì)向可穿插車流的每小時(shí)流量;n 為道路可容納的等候車輛數(shù);te為對(duì)向可穿插車流可插入臨界間隙(不包括掉頭時(shí)間)，一般取6 ～8 s;tL2為中央分隔帶處掉頭時(shí)間，一般取2 ～3 s，即車速為4 ～6 m/s;tf為左轉(zhuǎn)車流跟隨時(shí)間，一般取3 ～5 s.

此處的可插入主路通行能力公式參考了文獻(xiàn)［15］，并進(jìn)行改進(jìn)，具體推導(dǎo)如下:

假設(shè)出入口或次要道路最多可容納n 輛車排隊(duì)，則當(dāng)主路車流間隙為t 時(shí)，有k 輛次路車流車輛進(jìn)入主路(k ＜n)，對(duì)其概率pk(t)，有

則次路車流利用間隙t 進(jìn)入主路的車輛數(shù)為

由于次路最多可以容納n 輛車排隊(duì)，因此當(dāng)t ＞tc+ktf時(shí)，次路進(jìn)入主路車輛達(dá)到最大數(shù)n，車輛數(shù)并不會(huì)隨著主路的間隙t 的增大而增大. 故公式推導(dǎo)如下:

因此，次路車流Qm計(jì)算公式為

即

因?yàn)榇颂幉皇羌兇獾拇怪贝┻^對(duì)向車流，而是還需要包含車輛掉頭時(shí)間，所以原有的系數(shù)tc修正為tc+tL2.

中央分隔帶處掉頭時(shí)間tL2為

式中:R1為車輛掉頭的轉(zhuǎn)彎半徑，一般大于4m 較為合適;v2為車輛在中央分隔帶缺口處轉(zhuǎn)彎的平均車速，一般取4 ～6 m/s.

交織區(qū)域的速度Sw、Snw為

式中:a、b、c、d 為經(jīng)驗(yàn)參數(shù);VR為交織流量與總流量(交織流量+非交織流量)的比值;V 為總流量;N 為交通區(qū)車道數(shù);L 為交織區(qū)域長(zhǎng)度;Sff為自由流速度，一般為60 km/h. 交織區(qū)域速度公式參數(shù)如表1所示.

表1 交織區(qū)域速度公式參數(shù)Table 1 Parameters for weaving area speed formula

此處公式借鑒HCM2000［16］手冊(cè)中高速公路交織區(qū)段中交織區(qū)域的交織車流速度和非交織車流速度求導(dǎo)公式，并結(jié)合交叉口的實(shí)際情況，對(duì)a、b、c、d修正得到.實(shí)踐時(shí)可以結(jié)合實(shí)際交叉口情況修正或套用符合道路實(shí)際情況的公式.

交織區(qū)域的延誤twL3、tnwL3為

式(12)為交織車輛(原左轉(zhuǎn)車輛)行駛時(shí)間，其中L為交織區(qū)域長(zhǎng)度. 由于交織車輛始末速度為0 m/s(在交叉口等待)，所以平均速度為平均交織速度的一半.式(13)為非交織車輛(對(duì)向車輛)的延誤. 由于左轉(zhuǎn)車輛掉頭，會(huì)使得對(duì)向車流的車速減慢.用正常行駛時(shí)間減去實(shí)際行駛時(shí)間，即可獲得對(duì)向車流的延誤時(shí)間.其中，v0為對(duì)向車輛的正常行駛速度.粗略估計(jì)，可令交織車輛數(shù)為0，代入非交織平均速度公式中求得v0.

左轉(zhuǎn)車輛從停車線穿過交叉口的時(shí)間tL4為

式中，車輛以勻加速a 通過交叉口，假設(shè)為2.5 m/s2.

左轉(zhuǎn)車輛原方案左轉(zhuǎn)通過交叉口的時(shí)間tL5為

式中，假設(shè)車輛以近似圓弧左轉(zhuǎn)通過交叉口，R 為半徑.

總延誤計(jì)算公式如下:

總延誤為在韋伯斯特總延誤值的基礎(chǔ)上，加上左轉(zhuǎn)車輛右轉(zhuǎn)－前行－掉頭到通過交叉口的時(shí)間與原本左轉(zhuǎn)直接通過交叉口的時(shí)間之差加上受到左轉(zhuǎn)彎車流掉頭而減速的對(duì)向車流的延誤之和.

平均延誤即為

式中，Q 為交叉口每小時(shí)總流量.

2.3 左轉(zhuǎn)交通組織方式判決條件

結(jié)合以上對(duì)兩種左轉(zhuǎn)交通組織方式的分析，尤其是右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案下的交叉口整體平均延誤的定量計(jì)算，得到左轉(zhuǎn)交通流交通組織方式判決模型.通過這個(gè)模型，可以基于式(18)進(jìn)行定量分析，確定在一定的交通情況下何種左轉(zhuǎn)方式更為合理.

式中，第1 項(xiàng)為直接左轉(zhuǎn)方式的交叉口整體總延誤，后面3 項(xiàng)為右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方式的交叉口整體總延誤.顯然，當(dāng)ΔˉD ＞0 時(shí)，直接左轉(zhuǎn)的交叉口整體平均延誤大于右轉(zhuǎn)－前行－掉頭直行方式，選擇后者更為合理;反之，應(yīng)該設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位.

理論分析右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方式下的交叉口(如圖3 所示)整體平均延誤公式，可知:

(1)當(dāng)東西流量不變，同時(shí)增加南北方向左轉(zhuǎn)車輛流量時(shí)，原本左轉(zhuǎn)車輛掉頭與直接左轉(zhuǎn)的行駛時(shí)間差不斷累加，優(yōu)勢(shì)漸弱;此外，左轉(zhuǎn)車輛數(shù)增加到一定的程度時(shí)，信號(hào)周期內(nèi)可能無法完全通過中央分隔帶，造成排隊(duì)，產(chǎn)生較大的交通延誤.

(2)當(dāng)南北流量不變，同時(shí)增加?xùn)|西方向總車流流量時(shí)，東西方向車流密度變大，從而左轉(zhuǎn)掉頭車輛在中央分隔帶缺口處的等待時(shí)間陡增;同時(shí)，左轉(zhuǎn)掉頭車輛對(duì)東西方向的車流影響愈發(fā)變大，交叉口整體平均延誤也會(huì)增加.

綜上所述，間接左轉(zhuǎn)只有在特定的交通條件下才優(yōu)于直接左轉(zhuǎn).通過左轉(zhuǎn)交通流交通組織方式判決模型，就可以科學(xué)合理地選擇左轉(zhuǎn)方式.

3 算例與結(jié)果分析

選取一個(gè)典型的十字交叉口(如圖3 所示)研究直接左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)－前行－掉頭兩種交通組織方式的交叉口平均延誤.其中涉及到的一些配時(shí)、公式參數(shù)可能會(huì)由于不同的交通參考理論而有所差異.

3.1 交叉口平均延誤指標(biāo)計(jì)算

對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)解釋如下:

①交叉口車流量數(shù)據(jù)如表2 所示.

②交叉口每條車道寬度為4 m.東西方向雙向6車道，南北方向雙向8 車道;

③停車線到中央分隔帶100m.設(shè)定最多可能容納6 輛汽車(即式(5)中的n =6)等待;車輛掉頭滿足標(biāo)準(zhǔn)半徑4 m.圖3 中具體數(shù)據(jù)如下:

④加速度根據(jù)實(shí)際情況設(shè)為2.5 m/s2.

⑤由于車輛接近交叉口(約100 m)會(huì)減速，設(shè)由30 km/h 開始減速;

⑥假設(shè)左轉(zhuǎn)飽和流量為1600 輛/h，其余方向飽和流量為1800 輛/h.

表2 交叉口車流流量Table 2 Traffic flow of the intersection

針對(duì)兩種方案的具體情況配時(shí)，再計(jì)算交叉口的平均延誤.具體的計(jì)算結(jié)果如表3 所示.

表3 左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案的分析結(jié)果Table 3 Analysis results of direct left-turn design and R-S-U design

由此可見，采取右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方式會(huì)使得交叉口信號(hào)周期大大縮短，平均延誤也有效減少.

3.2 敏感性分析

為了進(jìn)一步研究在不同情況下兩種方案的優(yōu)劣，文中提出兩種利用理論公式的比較方案.

(1)采取東西流量不變、同時(shí)增加南北方向左轉(zhuǎn)車流量的方案.計(jì)算結(jié)果如圖4 所示.

圖4 左轉(zhuǎn)流量－延誤圖Fig.4 Relationship between left-turn traffic volume and average delay

通過采取右轉(zhuǎn)－前行－掉頭的交通組織方式，減少了其他相位車輛的等待時(shí)間，從而，有效減少了交叉口的平均延誤. 但是，隨著左轉(zhuǎn)車輛的不斷增加，其延誤累積變大;甚至?xí)斐绍囕v排隊(duì).從而，右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案的優(yōu)勢(shì)會(huì)削弱.

(2)采取南北流量不變、同時(shí)增加?xùn)|西方向車流量的方案.計(jì)算結(jié)果如圖5 所示.

圖5 對(duì)向流量－延誤圖Fig.5 Relationship between opposition-direction traffic volume and average delay

圖中，右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案平均延誤均小于直接左轉(zhuǎn)方案.但實(shí)際上，當(dāng)流量不斷增加，左轉(zhuǎn)車輛在中央分隔帶處等待增加，甚至造成車輛排隊(duì).交叉口延誤也會(huì)發(fā)生變化.此時(shí)泊松分布不再吻合，從而等待時(shí)間驟增. 案例中，當(dāng)流量增加到1.8 倍時(shí)，一個(gè)周期內(nèi)，左轉(zhuǎn)掉頭車輛在中央分隔帶處最大等待時(shí)間大于一個(gè)周期，即，掉頭車輛無法全部通過中央分隔帶.這會(huì)導(dǎo)致左轉(zhuǎn)車輛在中央分隔帶處不斷排隊(duì)，產(chǎn)生交通瓶頸，即此時(shí)右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案失效.采取左轉(zhuǎn)方案較為合理.

以上兩種比較方案得出的結(jié)果與2.3 節(jié)中理論分析的結(jié)果一致.可見，左轉(zhuǎn)交通流交通組織方式判別模型具有充分的理論可行性.

3.3 理論延誤模型與仿真結(jié)果比較

文中采用仿真軟件VISSIM 進(jìn)行方案可行性的驗(yàn)證.根據(jù)實(shí)際交通情況擬合后的仿真參數(shù)如下表4 所示.

表4 標(biāo)定參數(shù)Table 4 Calibration parameters

首先，比較左轉(zhuǎn)三相位方案下的理論與仿真結(jié)果，如圖6 所示.由圖可知整體擬合較好.

圖6 左轉(zhuǎn)理論延誤與仿真延誤比較圖Fig.6 Comparisons between theoretical delay and simulation delay for left-turn

然后，比較右轉(zhuǎn)－前行－掉頭兩相位方案下的理論與仿真結(jié)果，如圖7 所示.右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案下的交叉口延誤與仿真結(jié)果比較圖前半部分(2.2倍)擬合較好，后半部分仿真結(jié)果與理論結(jié)果差距較大，這符合實(shí)際情況，即可插入間隙車流模型是在一種理想狀況下建立的，它假設(shè)在泊松分布的情況下，車流不會(huì)對(duì)對(duì)向車流產(chǎn)生影響.但事實(shí)上，如3.2 節(jié)提到的，左轉(zhuǎn)車流增加后對(duì)對(duì)向車流影響會(huì)驟增，自身等待時(shí)間也會(huì)增加，且造成排隊(duì)現(xiàn)象，如圖8 所示.

圖7 掉頭理論延誤與仿真延誤比較圖Fig.7 Comparisons between theoretical delay and simulation delay for U-turn

圖8 中央分隔帶缺口處擁堵圖Fig.8 Congestion at the median openings

圖7 中，當(dāng)左轉(zhuǎn)車輛數(shù)增加到2.2 倍，會(huì)出現(xiàn)延誤突變點(diǎn).分析如下:選取南北進(jìn)口道中，左轉(zhuǎn)流量較小的北進(jìn)口道為例(因?yàn)?，?dāng)左轉(zhuǎn)流量較小的北進(jìn)口道開始在中央分隔帶缺口處出現(xiàn)排隊(duì)，則左轉(zhuǎn)中流量較大的南進(jìn)口道更容易出現(xiàn)排隊(duì)現(xiàn)象). 按照文中的取值，tf取3，tc取6，tL2取2.5，代入式(5)，得到最大可穿插流量為314 輛/h.結(jié)果介于北進(jìn)口道左轉(zhuǎn)流量311 輛/h(2.1 倍)與325 輛/h(2.2 倍)之間.加之每個(gè)周期左轉(zhuǎn)流量的波動(dòng)，所以，當(dāng)左轉(zhuǎn)流量到達(dá)2.2 倍時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生掉頭排隊(duì)現(xiàn)象，并影響其它車道車輛的正常通行.

同時(shí)，南北掉頭車輛一個(gè)周期內(nèi)未全部通過，東西方向車輛排在掉頭車輛后面等待，延誤也會(huì)因此累積增加.所以，此時(shí)的中央分隔帶等待時(shí)間公式還需要進(jìn)一步做專題研究.

直接左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案的仿真比較結(jié)果如圖9 所示.

圖9 左轉(zhuǎn)流量－延誤仿真圖Fig. 9 Relationship between magnification times of left-turntraffic volume and average delay in the simulation

盡管直到后半部分(大于2.2 倍)右轉(zhuǎn)－前行－掉頭交叉口平均延誤才會(huì)陡增.但是事實(shí)上，當(dāng)左轉(zhuǎn)流量增加到原先的1.8 倍時(shí)，兩種方案下的交叉口平均延誤就已經(jīng)十分接近;當(dāng)左轉(zhuǎn)流量增加到原先的1.9 倍時(shí)，設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位方案就優(yōu)于右轉(zhuǎn)－前行－掉頭方案.這與之前3.2 節(jié)得出的結(jié)果吻合.

綜上所述，理論計(jì)算與計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果基本一致，所提出的模型具有較高的準(zhǔn)確度和可靠性.

4 結(jié)語

文中通過分析禁左右轉(zhuǎn)－前行－掉頭車輛的整個(gè)行駛過程，獲得整個(gè)交叉口的平均延誤公式，提供一種定量比較兩種方案優(yōu)劣的方法. 當(dāng)左轉(zhuǎn)彎流量增加到一定程度時(shí)，禁左掉頭右轉(zhuǎn)的方案不再有優(yōu)勢(shì).因而，此時(shí)設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道和專用相位更為合理.當(dāng)對(duì)向的流量十分大時(shí)，左轉(zhuǎn)車輛在中央分隔帶的等待時(shí)間會(huì)大大增加，甚至造成排隊(duì)情況;同時(shí)，對(duì)于對(duì)向車流的影響也會(huì)加劇. 此時(shí)也適宜設(shè)置左轉(zhuǎn)彎專用相位.文中旨在提供一種比較兩種交通組織方式的建模思路.其中，各部分的計(jì)算公式還有待通過大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)去進(jìn)一步完善.

［1］王殿海，付鳳杰，蔡正義，等. 基于排隊(duì)最遠(yuǎn)點(diǎn)約束的最大周期時(shí)長(zhǎng)優(yōu)化方法［J］.華南理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2014，20(5):67-74.Wang Dian-hai，F(xiàn)u Feng-jie，Cai Zheng-yi，et al. Optimization method of maximum cycle length based on back of queue［J］.Journal of South China University of Technology:Natural Science Edition，2014，20(5):67-74.

［2］Chowdhury M，Derov N，Tan P，et al.Prohibiting left-turn movements at mid-block unsignalized driveways:Simulation analysis［J］. Journal of Transportation Engineering，2005，131(4):279-285.

［3］Access management manual (2003)［R］.Washington D C:National Research Council，2003.

［4］劉博，吳海兵，江浩，等. 十字信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)遠(yuǎn)引掉頭組織方式及影響分析［C］∥第四屆湖北省土木工程專業(yè)大學(xué)生科技創(chuàng)新論壇論文集. 湖北:華中科技大學(xué)出版社，2011:106-110.

［5］Zhou H，Lu J，Yang X，et al.Operational effects of U-turns as alternatives to direct left turns from driveways ［J］.Transportation Research Record，2002，50(1):72-79.

［6］Zhao Rong-long，F(xiàn)an Jing-jing，Liu Pan.Selection of optimal U-turn locations for indirect driveway left-turn treatments on urban streets［J］.Journal of Southeast University，2010，26(4):628-632.

［7］Guo T，Liu P，Lu J J，et al. Procedure for evaluating the impacts of indirect driveway left-turn treatments on traffic operations at signalized intersections ［J］. Journal of Transportation Engineering，2011，137(11):760-766.

［8］劉書鵬，馬駿.路段掉頭交通流組織方式研究［J］.交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息，2007，7(2):124-128.Liu Shu-peng，Ma Jun. Application of median U-turn in traffic organization［J］.Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology，2007，7(2):124-128.

［9］Zhou H，Hsu P，Lu J J，et al. Optimal location of U-turn median openings on roadways ［J］. Transportation Research Record:Journal of the Transportation Research Board，2003，1847(1):36-41.

［10］張寧，陳愷，高朝暉，等.基于微觀仿真的遠(yuǎn)引掉頭選址規(guī)劃方法［J］.交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2008，8(1):78-82.Zhang Ning，Chen Kai，Gao Zhao-hui，et al.Site planning method of U-turn followed by right-turn based on microsimulation［J］.Journal of Traffic and Transportation Engineering，2008，8(1):78-82.

［11］朱銳，李林波，吳兵.基于VISSIM 仿真的交叉口間接左轉(zhuǎn)適應(yīng)性研究［J］.交通科技，2011，37(5):96-99.Zhu Rui，Li Lin-bo，Wu Bing.Study of the adaptability of indirect left-turning at the intersection based on vissim simulation［J］. Transportation Science ＆ Technology，2011，37(5):96-99.

［12］冷軍強(qiáng)，冷雨泉，張亞平.基于VISSIM 仿真的交叉口遠(yuǎn)引式左轉(zhuǎn)掉頭位置的研究［J］. 昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào):理工版，2009，34(3):56-59.Leng Jun-qiang，Leng Yu-quan，Zhang Ya-ping.Location research of indirect left U-turn at intersection based on VISSIM simulation［J］.Jouranal of Kunming University of Science and Technology:Science and Technology，2009，34(3):56-59.

［13］王釗，張衛(wèi)華.可調(diào)頭交叉口交通延誤分析與仿真研究［C］∥第三屆中國(guó)智能交通年會(huì)論文集.南京:東南大學(xué)出版社，2007:283-287.

［14］Yang X K，Zhou H G. CORSIM-based simulation approach to evaluation of direct left turn versus right turn plus U-turn from driveways［J］.Journal of Transportation Engineering，2004，130(1):68-75.

［15］廣州至信交通顧問有限公司. 基于智能交通檢測(cè)數(shù)據(jù)的車型換算系數(shù)研究及通行能力研究［R］.廣州:至信交通顧問有限公，2013:88-98.

［16］Highway capacity manual (HCM)2000［R］.Washington D C:National Research Council，2000:888-895.