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關鍵詞：平面交叉口， 交通擁擠自動判別方法，自適應信號控，VISSIM，交通仿真
中圖分類號：C913.32 文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
解決交通問題特別是交通擁堵問題非常重要，一方面規劃階段要做好交通規劃，一方面要優化城區的信號控制方式，使其從目前的定時信號控制逐步過渡到聯動控制和自適應控制。所以有必要運用一定的數學算法定量分析交叉口之間的交通流關系，把提高路段車速和防止路段出現車輛過多造成的擁堵作為配時研究的主要方向，通過實時協調控制交叉口信號燈，以期獲得提高兩交叉口之間平均車速的一種配時，同時達到減少擁堵的效果。
1自適應配時優化模型的建立
1.1優化的指標確定
根據客觀要求確定優化方案指標構成要素：
密度K，車輛到達數Ni，排隊長度L，車輛分布特征估計。
1.2配時策略的確定
假設路段之間只用十字交叉口作為連接形式，通過分層優化，首先以路段為基礎，研究優化路段兩端信號配時情況用來達到提高路段平均車速，車流平均分布的目的；再通過交叉路口相鄰的路段所形成的配時數據為依據，根據與交叉路口相鄰的各個路段的實時交通量之間的關系，通過一種算法給出交叉口配時優化方案；然后把相互之間交通流相關的交叉口之間看做一個黑箱，主要考慮交通流在黑箱區域的輸入和輸出情況，結合前兩層的配時方案，通過對總量相關的各信號交叉口實施配時方案進一步修正，達到配時區域進出總量小于通行能力，從而提高平均車速，減少擁堵。
1. 3配時方法的確定
配時策略：
STEP 1:
如果一個行車方向路段兩端都是綠燈。
When 路段車輛預測將達到臨界密度Kj，且超過臨界密度導致擁堵出現，進口段給紅燈時間Ru，出口段不變燈。
此時紅綠燈時間具體算法：設路段現有密度為K0，路段預測達到臨界密度Kj所用時間T0，給定進口段單位綠延時間：
STEP 2:
如果當一個路段的進口段是紅燈，出口端是綠燈時
當路段內車輛密度降低到自由流密度K1（使得車輛可以保持穩定的速度v0）進口段配綠燈時延長時間，使得時間內增加的交通量能夠順利通過路段，且保持穩定速度V1。
出口端有兩種選擇策略:
1，當預測時無車流存在，或達到綠燈極限時間Gmax時，出口段給紅燈時間R1，其時間確定依據下一個車流到達時間ts和綠信比λ1確定。
R1=ts+aλ1(a為加權因子。)
2，當預測時，沒有達到綠燈極限延長時間Gmax，且預測排隊車輛通過時間t1小于綠燈極限時間Gmax，出口段維持綠燈時間，維持綠燈時間由t1決定：
G=a*t1 (a為配時修正系數。)
STEP 3:
如果兩端都是紅燈
When段內車輛數N少于一次停車數N0，車輛N通過時間為T，進口段給綠燈時間G1，
G1=Ts+，
轉到STEP 4
else
段內車輛數N> N0，出口端給紅燈時間R2后變綠燈，到STEP 2.
STEP 4：
If進口段綠燈，出口段紅燈
When：路段飽和度(v/c)達到一定值（0.9左右）平均車速V0
2自適應配時程序設計
2.1VISVAP簡介
在Vissim中，信號控制可以設置成VAP類型，VisVAP增強了自由定義的信號控制邏輯的使用，它提供給用戶一個便捷的工具，使用VAP程序語言（Vehicle Adaptive Programming），通過程序流程框圖來建立和編輯程序邏輯。VisVAP中控制文件為VAP程序設計，依據RiLSA 1992(德國信號控制規范)， PUA文件為其主要的信號控制文件。
*PUA設計文件如下：
SIGNAL_GROUPS
$
K1 1
K2 2
$STAGES
$
Stage_1 K1 K2
Stage_2 K2
red K1
Stage_3 RED K1 K2
Stage_4 K1
red K2
$STARTING_STAGE
$
stage_1
$INTERSTAGE 1
length[s] :5
from stage :1
to stage :2
$
K1 -127 0
K2 2 127
$INTERSTAGE2
Length[s] :5
From Stage :2
To Stage :3
$
K1 2 127
K2 -127 0
$INTERSTAGE3
Length[s] :5
From Stage :3
To Stage :2
$
K1 2 127
K2 0 127
$INTERSTAGE4
Length[s] :5
From Stage :3
To Stage :4
$
K1 2 127
K2 2 127
$INTERSTAGE4
Length[s] :5
From Stage :4
To Stage :1
$
K1 -127 0
K2 2 127
$END
2.2對照仿真實驗
運行VISSIM軟件，通過對兩個交叉口之間進行定時配時仿真和自適應配時仿真，比較 車輛平均行程時間、平均排隊長度、平均停車次數、平均延誤以及行人平均行車時間進行評價分析，用來評判自適應程序設計。
2.3仿真結果對比分析
2.3.1仿真數據分析
仿真數據對比分析
檢測的主要數據是道路的平均速度，自適應控制時的平均速度比定時控制時的平均速度提高了15%左右。這是由于在自適應控制的信號設計過程中，充分考慮了主干道的交通量變化，當主干道交通量變大時，主干道得到的綠燈時間也將相應的增大。
兩種配時方法仿真后經過對比，自適應控制車速波動小，車流穩定，原因是自適應配時方案控制了交叉口之間的路段進出入交通量，從而容易形成穩定車流，有利于平穩車速。
3結束語
論文對兩個交叉口進行自適應信號控制優化設計，通過VISSIM仿真，驗證了論文所提出的自適應信號控制方法明顯優于定時控制方法，這也說明本文的設計思想是可行的。
4參考文獻
[1]姜桂艷.道路交通狀態判別技術與應用[M].北京：人民交通出版社，2004.9：103-160.
[2]劉智勇.智能交通控制理論及其應用[M].北京：科學出版社，2003:192-208.
[3]王煒.交通工程學[M].南京：東南大學出版社，2002:36,244,337-352.
關鍵詞：MEDS 交叉口 豎向設計
中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0044-02
MEDS是Municipal Engineering Design System的簡稱，中文名稱為“市政道路與給排水工程綜合協同設計系統”。它是以AutoCAD為平臺開發，適應市政行業設計特點的一款專業軟件，界面友好，人機交互性好，在市政道路排水設計中得到廣泛的運用。
MEDS平面交叉口設計模塊采用特征斷面法確定各道口控制點，根據等分法繪制高程計算線網。MEDS提供了三種路拱形式：直線、二次拋物線和三次拋物線來加密設計高程。三種路拱形式的數學表達式如下：
直線：
二次拋物線：
三次拋物線：
式中：h―高程計算線兩端的高差；B―車行道寬度；ih―路拱橫坡；x―計算點到路脊交點的距離。
1 優化案例
某平面交叉口由AC路和BD路十字相交，AC路為城市次干路，BD路為城市主干路，道路等級相近，交角接近90°，道路中線可作為路脊線。各道口設計指標見表1。
交叉口中心點設計高程為21.981m豎向路拱擬采用三次拋物線形式。根據上述參數，MEDS生成道口豎向設計圖如圖1所示。
圖1中在交叉口的中部位置，等高線凸點明顯，不夠平順圓滑，意味著在交叉口中部局部范圍內不夠平坦，主要行車方向上高程起伏較大。BD路道口橫坡1.5%與AC的縱坡0.3%差距較大，BD路穿過AC路時橫坡發生較大扭轉，高程變化過急。考慮到交叉口內徑向橫坡不小于0.3%即可滿足排水要求，該交叉口有條件將邊界線整體抬高，即各弧頂處特征點高程有調升的余地。
由此，將道口橫坡參數調整為：A、C道口橫坡0.5%，B、D道口橫坡1.0%，并設置路段橫坡向道口橫坡漸變過渡段，取橫坡漸變率p為1/250，那么各道口漸變段長度為：
LAC=7.5×（1.5%-0.5%）/p=18.75 取5的整數倍20m
LBD=12×（1.5%-1.0%）/p=15
交叉口設置橫坡漸變過渡段后的設計結果如圖2所示。
比較圖1和圖2可以看出，圖2中交叉口中部等高線較優化前明顯平順圓滑，交叉口更加平緩，AC和BD兩個行車方向上高程變化均衡。
2 結語
使用MEDS在交叉口豎向設計中，通過整體抬高交叉口邊緣弧頂特征點高程，并在道口路段設置橫坡漸變過渡段，能明顯優化交叉口豎向，使其既保證行車平穩順暢又滿足排水要求。
參考文獻
[1] 楊少偉.道路勘測設計[M].第三版.北京：人民交通出版社，2009.
【關鍵詞】市政道路工程；交叉口；優化設計
我國各個大中城市擁堵現象十分嚴重，影響城市居民的生活質量。城市擁堵與城市人口、車輛的急劇膨脹密切相關，但不合理的交叉口設計也是導致擁堵的一大誘因。在市政道路工程中，我們具備了一定的交叉口設計經驗，在公路交叉口設計具有較高實用價值。為了提升市政道路工程的交叉口設計水平，本文對相對成熟的市政道路交叉口設計進行了探討，希望對公路交叉口設計有一定的啟發。
一、市政道路工程交叉口的概況
修筑道路的目的是為了滿足人們的通行需要，但道路上的行人、車輛以及非機動車相互干擾，形成沖突，降低道路的通行能力。交叉口作為道路交通的交匯點，如果其通行能力不能達到一定的要求，那么不僅僅是兩條道路四個方向的通行能力會下降，也會影響到其支流道路的通信能力，甚至造成大堵塞。一般情況下，道路擁堵首先發生在交叉口，因為交叉口承載著四個方面車流的通行需求，而一般道路只是兩個方向，這也是交叉口的通行能力遠遠低于普通路段的深層次原因。提升交叉口的通行能力不僅能有效提升道路的通行能力，還能提升道路的運輸效益，確保車輛以各安全、合理的速度行駛。交叉口的類型分為錯位交叉、環形交叉，其與交通組織方式、周圍的建筑物性質以及交叉口的用地的相關，其決定因素是交通要求和道路性質。錯位交叉由兩個T型交叉口組成，由于這兩個交叉口距離較近，可認為是一個錯位交叉口，主要道路是順直的，交通具有優先權，次要道路的車輛進入交叉口時應減速緩行[1]。兩條主干道交叉后在交叉口中間設置中心島，這種交叉口稱作環形交叉，主要是為了讓左轉車輛與右轉車流進行有效的匯集和分流，減少沖突。交叉口的類型應根據設計交通量、交通組成、交通功能以及行車速度進行選擇，實現主要道路與相交道路通行能力的平衡。此外，投資、當地地形、用地也會影響到交叉口的類型，也是交叉口設計中應考慮的問題。對交叉口進行改善時，應根據交叉口事故發生的原因以及相交道路交通量未來的增長情況，選擇最合適的改善方法，交叉口的改善或設計應充分考慮經濟效益和社會效益，既要交叉口的通行能力，又要盡量降低對現有道路的影響。
二、市政道路工程交叉口的優化設計
1、合理設計左轉彎
我國車輛靠右行駛，交叉口直行和右轉對交叉口通行能力的影響并不大，但左轉彎車輛對交通的影響非常大，右車道的左轉彎車輛會與左車道的右轉彎車輛形成沖突，繼而導致交叉口通行能力的降低。對于左轉彎的車輛可采用以下交通組織設計：①為了減少與右轉彎以及直行車輛的沖突，可設置專供左轉車輛行駛或等候的車道，專用車道應緊靠行車道中線。②實行交通管制，對于車流量比較大的交叉口可禁止左轉，或在高峰期禁止左轉，也可通過信號等或交警對左轉車輛加以控制。③變左轉為右轉，可通過環形交通、繞街坊以及遠引交叉實現。對于環形交通，是通過在交叉口中央設置交通島，讓左轉車輛與左轉車輛匯集在一起，減少沖突，然后在環島逆時針行駛的過程中，逐步分流，繼而完成各自的轉向。對于繞街坊，主要適用于橋頭引道坡度大、道路擴寬困難的十字形交叉口，前者由于車速較大，左轉車輛與左轉車輛極容易的沖突極容易發展成交通事故，后者主要的城區已非常成熟、齊整，通過擴寬道路減緩交通壓力需要付出較高的代價[2]。街坊行會導致左轉車輛形成的增加，不宜用于左轉車輛較多的交叉口。遠引交叉很少采用，是利用中間帶開口進行繞行來完成左轉。
2、組織渠化交通
渠化交通非常適用于畸形交叉口，通過交通島、綠化帶以及車道劃線來對車輛、人流以及非機動車進行分流，使其按規定行駛在相互獨立的道路上，使各個交通主體互不干擾，能有效降低交通沖突，使的交叉口的通行更加順暢。渠化交通的設計應遵循以下原則：①根據車流量以及流向來確定、劃分交叉口的分流車道數。②根據車流特點確定交通島的形狀和位置。③根據其它設備設施來設置分隔帶以及進行道路畫線，使它們相互能有效銜接，避免出現不和諧的現象[3]。渠化交通的設計應注意以下事項：①為了保證交叉口的通行能力，應盡量減少發生車輛沖突的路面面積。②為了減少車輛發生沖突的幾率，應盡量加大交通流的交叉角。③把車流的分合流角度控制在10-15°，是車流的聚合和分流更加的平滑，建設沖突的發生。④為了減少車輛在交叉口的滯留時間以及交通事故的發生，應便于車輛駛離交叉口時加速，進入時減速。⑤渠化交通應保證主要道路進入交叉口時優先行駛，引導次要道路減速緩行。⑥渠化交通應能引導車輛正確行駛，交通島的位置、形狀以及配套交通組織應能給予車輛明確的提示，防止誤入禁行位置和方向。⑦應能有效保障橫穿行人以及車輛的安全，⑧為了便于左轉彎車輛轉向和變速，對于交通量大、車速快的交叉口，應在交通島周圍設置變速車道和候駛車道。⑨交通島應具備一定的擴展性，能根據后期的需要增設新的交通設備。
交通島是渠化交通的核心，根據作用的不同，交通島可分為方向島、中心島、分隔島、安全島。方向島又稱導流島適用于復雜的交叉口，能有效組織交通，使車輛按規定方向和車道就行行駛，使車輛轉彎時減速，減少或消除交通沖突。方向島是最主要的交通島，幾個簡單的方向島就能對車輛進行很好地控制[4]。中心島設在交叉口中央，主要是為了便于車輛的左轉以及對對向車流就行分割。分隔島既可以是實體的，也可以是部分劃線的路面，主要作用就是對快車和慢車、機動車以及非機動車進行分割，以避免交通事故的發生。安全島主要是用來保障行人過街安全，適用于寬闊、繁忙的交叉口，在人行道上設置安全島可為行人提供一個安全可靠的候行地方。
3、其他設計
對于擴建困難的老城區或者道路改造成本高的成熟街區，可通過調整交通組織來維系交叉口的通行需要，具體措施有限制車輛行駛，組織單向交通，簡化交叉，改變交通路線，封閉一些主干道上的支路，控制行駛方向等[5]。此外，實行信號管制。對交通信號指揮系統進行優化，使其具備利用面控、線控、點控等分流車輛，讓交叉口的通行更加順暢。
結束語
隨著經濟的發展，城市的交通壓力會越來越大，作為城市道路的節點，交叉口的設計會越來越重要。鑒于當前市政道路工程中交叉口設計存在的問題，應加強交叉口設計的研究，重點是道路左轉彎的合理設計、渠化交通的合理組織等，根據車流量以及道路的具體情況選擇最適合的交叉口設計，減少交通沖突。同時，還應制定完善的信號管制度，科學組織城市車輛合理出行，進而提高道路交叉口的通行能力，確保城市道路的通暢性。
參考文獻
[1]賈煒.道路工程中平面交叉口設計的型式及其適用性[J].科技與企業，2013，（9）：218.
[2]劉紅瓊.關于市政道路工程交叉口設計的思考[J].建筑工程技術與設計，2014，（15）：520-520.
[3]祖鳳亮.市政道路工程交叉口設計探究[J].中外企業家，2014，（15）：88.
關鍵詞：城市道路；交叉口；通行能力
上世紀90年代以來，隨著社會經濟的不斷發展，人民生活水平的日益提高，全社會交通出行急劇增長。在城市內部出行中，除部分軌道交通出行外，城市道路的交通出行占主導地位。近年來，各地相繼編制城市交通規劃、路網規劃，興建、完善城市路網，但由于城市道路的建設周期較長，投資較大，路網的完善也非一蹴而就的事。交通量的日益增加，使城市道路交通狀況日趨緊張；同時，路網結構不合理、交通設施不完善、交通秩序不遵守等原因，加重了城市道路的交通壓力。
國內外研究普遍表明，城市道路平面交叉口是城市道路網的瓶頸、咽喉（建筑工程基地出入口與城市道路連通處可以看成特殊的平面交叉口）。路段上一般不會發生阻塞和擁擠現象，交通擁堵主要發生在道路交叉口。因此，對城市道路交叉口的優化，能夠顯著提升城市路網的通行能力，提高路網服務水平，將給城市發展帶來巨大的社會和經濟效益
影響信號控制交叉口通行能力的因素
信號控制交叉口是指用交通信號燈組織指揮相沖突交通流運行次序的平面交叉口。在正常道路、交通、信號條件下，單位時間內通過交叉口的最大交通流率，稱之為信號交叉口通行能力。由此看出，影響信號控制交叉口通行能力的因素包括：
（1）道路條件 交叉口形式、進口道數量、車道寬度與轉彎半徑、車道坡度以及車道功能劃分等；
（2）交通條件 交叉口進口道交通量、流向分布、車型組成，行人及非機動車交通量等；
（3）信號條件 信號周期、信號相位與相序、信號配時、控制類型等。
這些影響因素中任一因素發生變化都將導致通行能力的變化。
提高信號控制交叉口通行能力的措施
改善交叉口道路設計，遵循交叉口進出口道通行能力與其上游路段通行能力相匹配的原則。
以兩條雙向四車道次干路相交的交叉口為例，假設采用常見的四相位的信號控制，按路A直行+右轉、路A左轉、路B直行+右轉、路B左轉組織交通，則一個信號周期內，各個進口道的通行時間為
T/4-ts
式中，T，信號周期（s）；
ts，總損失時間（s）。
由此可知，一條進口道在交叉口的通行時權僅為總時間的1/4不到，故交叉口一條進口道通行能力約為路段上一條車道通行能力的1/4。按照通行能力匹配的原則，交叉口進口道數應展寬到上游路段的4倍，即使受用地紅線、下游出口道數、人行橫道設置等的制約，進口道數設置為上游路段車道數的2倍也較為適宜，而不做交叉口展寬渠化，則將極大地限制整條道路的通行能力的發揮。
對于主干路-主干路、主干路-次干路十字相交，采用四相位信號控制的情況，交叉口進口道展寬為路段車道數的2倍都是可行且適宜的。
對于主干路-支路相交，原則上按支路右進右出設計，當確需溝通兩側支路時，通常支路展寬為2個進口道，主干路在保證進口道直行車道數與上下游路段車道數協調的前提下，展寬1個左轉、1個右轉專用車道為宜。
次干路-支路相交的情況，基本與主干路-支路相交一致。
支路-支路相交，當用地允許時，宜展寬為2個進口道，根據各向交通流合理設置車道方向。
交叉口各方向的進口道數量宜根據各流向交通量比例合理設置。以一條雙向四車道道路在十字交叉口展寬為4個進口道（單向）為例，通常直行車輛占主導，4個進口道劃分為1左轉+2直行+1右轉。但某些特殊地點，可能左轉交通量占多數，1個左轉車道無法滿足左轉交通通性需求時，宜增加進口道左轉車道數量，進口道可布置為2左轉+1直行+1直右或2左轉+2直行+1右轉。
過去在交叉口設置中，通常將右轉車道設置成直右車道，直行與右轉設置在同一個相位。但實際運行中，由于機動車與行人和非機動車同時放行，直行的慢行交通與右轉車輛相互交織沖突，當直行的行人和非機動車交通量非常大時，右轉機動車通行較為困難，導致同一車道直行車輛也無法駛離。有鑒于此，當條件允許時，設置右轉專用車道還是有必要的。
對于一些人流密集的大型交叉口，為減少機動車與慢行交通的沖突，宜設置人行天橋或地道，分離、消滅沖突點，提升交叉口通行能力。
一個設計合理的城市道路交叉口，只有設置同樣合理的信號控制系統，才能充分發揮其效益。
各方向交通流在交叉口相互交織沖突，交通信號燈通過一套相位相序設計來分配各交通流通行時權，將各主要交通沖突流分離。理論上，較多的信號相位能將各個沖突點消滅，但其同時也將增加信號損失時間，降低綠信比，增加交叉口延誤。因此，在信號相位設置時，應綜合考慮各方面的影響因素。以左轉交通為例，當左轉交通量較小時，可將左轉與直行交通設置在同一個相位放行，左轉交通通過對向直行交通的“空隙”通過；當左轉交通量較大，或直行交通量大到不足以給對向左轉交通提供間隙時，宜將左轉交通與直行交通分開設置相位。實際應用中，干路進口道常常設置為直右、專用左轉2個相位，支路進口道常常設置為單個直左右相位，即這個原因。
同時，在城市路網中，協調相鄰交叉口間的信號控制，形成主要道路的綠波帶，對于減少車輛排隊，提高道路服務水平，也是至關重要的。
結語
城市道路信號交叉口是城市道路網的蜂腰、瓶頸，優化信號交叉口的設計，可通過交叉口展寬，機動車與慢行交通分離，信號燈配時優化，相鄰交叉口信號燈協調控制等，顯著提升整個城市路網的服務水平。
參考文獻
[1]《城市道路交叉口設計規程》（CJJ152-2010）
[2] 浙江省工程建設標準，《城市道路平面交叉口規劃與設計規范》（DB33/1056-2008）
[3]《道路通行能力手冊》（HCM2000），美國交通研究委員會
[4]虞華，城市道路平面交叉口設計的探討，山西建筑，2009.09
關鍵詞：城市道路；交叉口；交通設計；計算機輔助設計
中圖分類號：U491.114；TP391.72文獻標志碼：A
Computer aided design system for urban road intersections
WU Zhizhou, YANG Xiaoguang
(Key Lab. of Road & Traffic Eng. of Ministry of Edu., Tongji Univ., Shanghai 200092, China)
Abstract：To improve road capacity, the computer aided design system for urban road intersections is designed and developed with software engineering idea, which is based on traffic design theories and methods for Chinese urban roads. Its data structures are designed reasonably, which can provide interfaces for the generation of traffic control scheme and development of traffic simulation and evaluation software. An example shows that the core models are consistent with the characteristics of Chinese urban roads and the efficiency of plane road intersection design can be improved greatly.
Key words：urban road; intersection; traffic design; computer aided design
0引言
交通問題已成為制約城市發展的關鍵因素之一，如何針對我國混合交通流的實情給出合理的應對策略已成為迫切需要解決的問題.[1]交叉口是道路交通系統的重要組成部分，是道路網的節點和樞紐，在城市道路網中的重要地位不言而喻.雖然交叉口的存在增加了交通流組織的復雜度，但保證交叉口的通暢，僅從道路的“平縱橫”和“路基路面”等土木工程方面進行設計遠遠不夠，只有依據道路的實際交通需求特征，以通行能力最佳化、交通安全為目標，從道路的空間和交通管理與控制結合方面進行交通設計，才可確保其功能的充分發揮.[2]
交通設計的內容和程序相當復雜，需要量化的工作繁多.如何進行交叉口的優化設計？如何對交叉口設計進行科學評價？如何將設計和評價有機地結合？在國內還沒有完備的手段和工具，特別是沒有針對中國城市道路與交通特點開發的交通輔助設計工具.因此，如何結合道路平面交叉通設計工作的特點，開發一套較為完善的交通設計與配時優化設計輔助系統，并提高設計的效率和科學性有著廣泛的需求和實用價值.
1系統總體設計
1.1設計原則
該系統是“城市道路平面交叉通設計評價系統”的后續研究，結合實際交叉口設計的工作，系統從渠化方案的生成、信號控制方案的生成、方案的評價及方案的輸出幾個方面展開進一步研究.總體設計按照如下原則[3]展開：
(1)功能完備性原則.該系統應該包括一般軟件系統的數據管理、存儲功能和交叉通設計的各種優化調整功能.
(2)標準化原則.主要是指系統設計應符合計算機輔助設計(Computer Aided Design,CAD)的基本要求和標準，同時系統所使用的專業術語、模型等也應符合國家規范或相關規程.當然，系統本身也具有推動交通設計工作標準化的功能.
(3)系統性原則.系統的各個功能模塊應有機結合，便于系統未來的升級與發展.這一點在系統數據結構的設計上顯得尤為重要.
(4)兼容性原則.數據應具有可交換性，即應該選擇標準的數據格式，實現數據與其他相關軟件的交換共享.
(5)實用性原則.系統設計中的數據組織應比較靈活，可以滿足不同應用分析的需求，真正做到能夠解決用戶所關心的問題，為生產實踐和科研教學服務.
(6)可擴充性原則.系統的總體設計應該采用模塊化結構設計，模塊的獨立性強，模塊的增加、減少或修改均對系統影響很小，便于對系統進行改進和擴充.
1.2系統總體構架
系統采用項目管理的方式，每一個交叉口采用一個數據庫進行管理，主要內容包括：項目的基本參數、交叉口的交通需求參數(如流量、流向等)、交叉口的空間位置參數(如紅線寬度、路段長度等)、時間設計參數(信號控制方案的參數)、方案評價參數(通行能力、排隊長度、總體延誤、服務水平等).系統后臺集成成熟的交通設計理論和模型，通過函數庫、規則庫和優化算法庫支持系統功能的實現，總體結構見圖1.
結合交叉口設計的實際流程，系統逐步生成交叉口的設計方案，在實際應用過程中，用戶可以根據具體需要調整相應的參數.系統也將結合評價的參數和規則庫，輔助用戶生成決策方案.其實現流程見圖2.[4]
2系統功能模塊設計
在總體設計原則指導下，在功能設計上系統遵循以下原則展開：
(1)功能結構的合理性.即系統功能模塊的劃分要以系統論的設計思想為指導，合理進行集成和區分，功能清楚、邏輯清晰、設計合理.
(2)功能結構的完備性.根據系統的應用目的要求，功能齊備，適合各應用目的.
(3)系統各功能的獨立性.各功能模塊應相互獨立，各自具備一套完整的處理功能，且功能相互獨立，冗余度最小.
(4)功能模塊的可靠性.各模塊的穩定性好，操作可靠，數據處理方法科學、實用.
(5)功能模塊操作的簡便性.各子功能模塊應操作方便，簡單明了，易于掌握.
遵照設計原則和總體框架，系統研發共包含6大模塊：基礎信息輸入模塊、渠化方案生成模塊、配時方案生成模塊、方案優化分析模塊、方案評價分析及輔助決策模塊和方案輸出模塊.
2.1基礎信息輸入模塊
該模塊輸入的主要信息包括工程基本信息和交叉口的描述信息，流量信息(機動車、非機動車、行人等)，交叉口空間參數及準靜態參數設置；基本配時參數(相位、相序、基本參數)，優化配時參數和優化目標參數，方案評價參數(車道寬度校正、坡度及重車校正、左轉校正、右轉彎半徑校正、行人影響校正、自行車影響校正參數等).實現的基本功能主要包括數據編輯(刪除、修改)，部分數據的可視化顯示與交互式操作，數據的容錯性分析及提示等.
2.2渠化方案生成模塊
該模塊在紅線寬度的范圍內，根據各進口道的流量與流向分布，生成初始的渠化方案，包括車道數、車道功能(組合)、車道漸變段的長度等.應用于該模塊的基本理論及方法主要包括交叉口進出口道車道匹配理論、流量比均衡理論、飽和流量及通行能力計算方法等.該模塊主要生成交叉口渠化設計初步方案，并作為配時優化設計的輸入參數.
2.3配時方案生成模塊
該模塊設計中打破傳統配時方案設計過程中的對稱性設計原則，其主要存在以下3個問題：(1)信號階段間不均衡性，即沒有按照交通需求配置通行時間；(2)信號階段內不均衡，即信號階段內某些車流提前放完造成時空資源浪費；(3)信號階段連接處時間損失，即相位相序單一，缺乏對交通對象特征的分析.基于不對稱原則、信號階段內均衡原則和靈活合理的相位相序原則進行組合相位的設計，系統開發時則采用相位相序模板實現上述技術原理.
2.4方案優化分析模塊
該模塊結合評價參數和用戶優化目標，從系統自帶的模型庫中給出相應的優化建議，用戶可通過半自動或手工方式完成對控制方案各參數的優化，其應用的主要核心技術有信號周期優化模型與算法、綠信比優化模型與算法、多目標優化函數建模等.
2.5方案評價分析及輔助決策模塊
該模塊主要實現以下基本功能：節點交通需求基本分析、進口道飽和流量分析、節點通行能力基本分析、節點服務水平基本分析、節點綜合評價分析等.選用的評價指標有通行能力及飽和度、延誤及服務水平、停車率、排隊長度等.在對上述指標的評價過程中，根據實踐經驗的積累，提出合理的輔助決策建議供用戶參考，通過調整相應的參數用戶可以得到更加合理的設計方案.評價分析模塊設計流程見圖3.
2.6方案輸出模塊
該模塊主要實現下述輸出功能：節點交通需求基本分析、節點通行能力基本分析、節點服務水平基本分析、節點綜合評價分析、節點優化方案相位相序圖、優化方案各類參數表等.同時，為了滿足用戶統計報表的需要，系統還提供將基本參數及評價結果直接導入到Excel表格中的功能.
3系統數據結構設計
數據結構是整個系統設計的重點和難點，好的數據結構將使得后期的系統開發事半功倍，且易于系統維護和升級.
一個完整的城市道路平面交叉口的交通設計方案主要包括交叉口的道路條件(包括渠化及附屬設施等)、交通條件(各車流和行人的組成結構、流量流向、到達規律等)、信號控制方案(相位相序、各信號相位的控制車流、控制參數等)等3個方面的對象數據及其相互間的關系.結合系統的數據流和操作流，總結國內外一些交通控制系統的先進經驗，可以設計出系統的數據結構.
需要指出的是，由于采用面向對象的程序設計方法，因此基本采用面向對象方法的類/對象/實例(包括類的屬性和方法)進行數據結構的表達，而不是一般數據庫常用的ER圖.
圖4給出系統數據結構的最高層數據抽象，共包括3大部分，即路段類LinkList，交叉口類IntersectionList和交叉口群類GroupList.其中TJSIG為城市道路交叉口的基礎父類， GroupList用于存儲優化設計的交叉口群的基礎索引數據(目前系統的開發只是針對單個交叉口，該數據項為將來的系統擴展留有數據接口)；IntersectionList主要用于存儲交叉口總體層面的數據(如綜合評價數據等)，為銜接交叉口群與進出口道道路的名稱提供索引，并存儲交叉口信號控制方案的數據，提供信號控制方案與所控制的對象車流(或客流)之間的對應索引；LinkList主要用于存儲交叉口的進出口道名(索引ID)、各向車道數、車道功能、車道基本參數(含幾何參數和交通條件修正參數等)、流量流向條件等數據，并提供各進口車道、各車道分擔流量、各流量組的信號控制相位3者之間的相互關系索引.
4系統模型應用與評價分析
4.1規劃模型建立過程與實例化
為了驗證系統模型的科學性和有效性，結合廣中路―中山北一路交叉口的實際情況，運用上述模型進行信號方案設計.
具體思路如下：通過對交叉口現場調研發現，由于交通信號控制方案的不合理造成車輛排隊過長，導致高架道路下匝道車流無法及時疏散，是本次交通問題癥結之所在.因此，在這種情況下，燃油消耗與機動車尾氣排放量不是主要考慮因素.為了簡化問題，本次設計將這兩個因素在目標函數中的權重值取0(選取交叉口車均延誤最小為優化目標)，這樣處理更能反映問題的本質.其他約束條件如下：
(1)安全性約束條件.通過分析可知南北向行人過街最短綠燈為20 s，東西向行人過街最短綠燈為17 s.
(2)服務水平約束條件.改善后整個交叉口的服務水平應不低于D級.
(3)可靠性約束條件.控制各股車流的飽和度不超過0.9.
(4)不出現超長排隊.經實測，內環線高架道路下匝道長度為250 m，下匝道距離廣中路―中山北一路交叉口約200 m.因此，如果要控制車輛排隊不影響高架道路主線運行，排隊長度應不超過450 m.以高架道路出口匝道的直行車流量為準計算得C
4.2核心原則體現及對混合交通流的考慮
系統信號配時的兩個原則即信號階段間均衡原則和信號階段內均衡原則，主要體現在相位相序的安排和設計上，經過系統模型計算推薦得出的方案見表1.
圖 5系統操作主界面通過分析可知：經過該系統生成的設計方案取得的效果很好，達到預期目標.同時，也充分驗證本系統內核模型的實用性.
5結束語
在很多城市的道路網絡中，平面交叉口成為路網容量和通行能力的瓶頸.日常的交通擁擠，大部分是由于平面交叉口的通行能力不足造成的.如何提高平面交叉路口的通行能力是國內外普遍關心的話題.本系統開發的目的在于探索適應我國城市道路交通實際的單個交叉口優化設計理論與模型，以充分挖掘城市道路交叉口時空資源和提高服務水平為基本目標，以靈活、穩定、安全和節約資源為宗旨，以交通設計技術、交通流理論及交通控制與管理理論為基礎展開研究，提出交叉口優化設計與信號優化配時理論、模型及應用技術，并最終采用計算機輔助系統的形式加以集成應用，為城市建設和管理部門提供技術支持，達到提高我國城市交通運行效益的目標.
系統從現有平面交叉口和規劃平面交叉口兩方面進行分析，主要針對十字交叉口和T型交叉口，研究成果使交叉口的優化設計與分析進一步科學化、系統化、效率化，并對規劃和設計工作起指導和反饋作用，對于平面交叉口規劃與設計方案的優選及完善也有重要意義.系統界面友好，功能完備，提高了交通設計的效率和科學性.通過系統測試和具體應用，驗證其科學性和實用性.在后續開發中，系統將基于GIS平臺進一步展開研發.
參考文獻：
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關鍵詞：城市道路；交叉口；優化設計；渠化；沖突
中圖分類號：F291.1 文獻標識碼：A 文章編號：
一、引言
隨著城市化建設進程的不斷加快，城市道路網的規模也在不斷擴大。平面交叉口作為城市道路網中最為重要的一個節點，是行人、車輛的匯合、轉向、分流的地方，是道路網靈活性的關鍵所在，但同時由于交叉口處交通量大、沖突點多，是交通事故多發地。我國對國內城市的交通事故抽樣統計表明：發生在交叉口的交通事故數約為30%。由此可見，對交叉口進行優化設計，使其發揮最大效能顯得尤為重要。
城市道路系統多為網狀結構，其主要特點是道路網密度高，路網節點——交叉路口數量多，交叉路口已成為城市道路系統的重要組成部分，城市道路系統整合設計是目前道路發展的最高層次，是可持續發展思想在道路設計行業的體現，它要求道路設計方法要進行觀念的調整、目標的調整，以及系統結構的調整。
二、現狀城市道路交叉口存在的主要問題
道路設計要避免孤立單一的設計思路，要把它放在現有道路網系統、交通系統中審視和考察與現有道路網系統的協調和融合。
1．交叉口車道渠化不合理
在城市道路設計中，支路與支路相交一般不需進行交叉口渠化設計，除此以外的其他道路相交，都需要對等級較高的道路或者兩條道路進行渠化設計。通過渠化設計，設置專用左轉道、右轉道，保證交叉口的車流處于有序狀態。從現狀調查的城市道路交叉口來看，大多數平面交叉口的渠化存在不合理或者沒有渠化的現象。
2．路口車道數劃分不合理
交叉口進出口車道數對整個道路網系統通行能力有較大的影響。因此，交叉口進出口的車道數一般多于標準路段（比標準路段多1 到2 個車道）。進口直行、左轉及右轉流向的車道數，應按流量比分配。現狀存在交叉口進口車道數與標準路段一樣，或直行車道數少于出口車道數，使得交叉口處的交通流不暢，造成交叉口通行能力低，增加交叉口處的交通隱患。
3．非機動車及行人過街干擾成為瓶頸行人、非機動車過街設施不完善或設置不合理，使得行人、非機動車過街困難，甚至出現行人和非機動車交通對道路的穿越與機動車交通之間存在嚴重的相互干擾，如右轉機動車與行人過街，造成交通混亂，影響交叉口通行能力及安全。
4．標志標線設置不合理
目前，每個城市幾乎都有自己的一套交通工程做法，沒有嚴格按照相關規范進行設置。現狀存在的交叉口標志標線設置不合理的地方主要有：路口標志標線設置缺失、不清晰或者設置錯誤，舊牌作廢后也沒有及時更換；標志牌字體小。
5．公交站點設置不夠合理
為了方便居民乘坐公交車，一般將公交車站設置在道路交叉口的出口道，少部分情況設置在進口道。但是，現狀設置在交叉口處的公交停靠站存在不合理的現象，如：公交停靠站設置在出口道時，其位置不符合《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152-2010）中的規定，甚至公交停靠站直接設置在無展寬的出口道等。公交車輛的停靠站設置不合理，導致其他車輛不能快速的駛出交叉口，造成道路節點通行能力的下降，從而影響整個道路網的通行能力。
三、交叉口平面設計原則
（1）交叉口是交通沖突地點，為提高交通安全和通行率，在無信號控制的交叉口需要實行“路權”分配的標志和標線設置措施。
（2）為改善交通安全，交叉口需對機動車、行人、自行車交通采用規范化的交通安全和交通控制設計。
（3）新建平面交叉口，應以交叉口紅線為依據，根據相交道路的類別以及設計車型、車速、交通流量流向，并考慮到未來發展的可能性進行設計。
（4）各類道路交叉口的進出口道應為行人安全過街或方便殘疾人使用和通行提供必要的條件。
（5）平面交叉口轉角處規劃紅線應做成圓曲線或切角斜線、并須滿足視距三角形要求。視距三角形范圍內，不得有任何高出道路平面標高1.2m 的視線障礙物。
四、交叉口平面設計步驟及方法
1．交叉口平面設計步驟
城市道路交叉口平面設計步驟一般如下：
圖1 交叉口平面設計一般步驟圖
其中，在考慮交叉口渠化問題時，應結合交叉口進、出口車道數、左轉車道及右轉車道設置一并考慮。
2．交叉口平面設計方法
這里介紹交叉口平面設計方法時，按照設計步驟進行闡述。
（1）確定渠化參數：按照《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152-2010），根據不同等級的道路，確定渠化段及展寬段長度，對于新建道路宜取大值，改建或者條件受限取小值，這里一般結合公交站臺的設計一并考慮。在進行渠化時，增加進口車道數的方式一般有壓縮側分帶及中分帶、道路中心線左移、紅線拓寬等。
（2）根據交通流量的分析，確定是否單辟左轉、右轉車道，車道寬度根據《城市道路交叉口設計規程》（ CJJ152-2010）進行確定。
（3）按照交叉口計算行車速度（按各級道路設計行車速度的0.5~0.7 倍計算，直行車取大值，轉彎車取小值），確定交叉口緣石最小轉彎半徑，從而確定側分帶島頭位置。
（4）對于相交道路中的一條或者兩條道路寬度較大，行人通過距離較長，考慮設置四個三角型安全島，這是縮小交叉口通過距離的最有效方法。渠化三角導流島是在交叉口渠化過程中，當設置完平滑的車道線后，交叉口四角處產生的機動車不通行的“多余”地帶，他們成為行人和非機動車通過交叉口的安全島。
（5）確定人行橫道及停止線的位置，根據《道路交通標志和標線》（GB 768.2-2009）確定人行橫道線的寬度、線寬等，另外，當人行橫道長度大于16m 時，應在人行橫道中央設置行人二次過街安全島（寬度不應小于2m，困難情況下不得小于1.5m）。
（6）在穿越居民區的道路兩側，采用路側立體綠化等措施，橫斷面布設上在有條件時考慮非機動車與行人與機動車的綠色隔離，綠化物種在滿足景觀需要的同時也應考慮作為噪音廢氣的屏障，以減少和降低行車廢氣及噪音直接對人群的污染。
五、結語
城市道路系統整合設計明確了道路建設的意義已不僅是解決好交通問題，同時要解決道路沿線的土地利用、生態環保、景觀旅游等多重問題，道路設計和建設更人性化。城市道路及其所在城市道路網絡作為城市系統的有機構成部分，在可持續的現代城市發展理念下，要與開放的自然、生態、城市社會系統的協調和融合
關鍵詞：城市道路；交通組織；優化設計
Abstract: In the city area, through large-scale civil engineering means to solve the problem of traffic jams by land use, economic investment and other factors. Through a series of optimization design of traffic organization, such as: regional traffic organization optimized design, intersection, pedestrian crossing optimization design and operation of traffic management measures, to improve traffic conditions in the city, especially to alleviate the city center area traffic congestion, have investment little, the effect of significant features. This paper focuses on the intersection and trunk road pavement design optimization, and analysis of an example to demonstrate the feasibility of optimized design, and strive to achieve a reasonable, economic purpose.
Key words: City Road; traffic organization; optimization design
中圖分類號：U491 文獻標識碼：B文章編號：
1 交通組織設計的重要性
城市道路交通組織設計是運用交通工程技術和管理手段，系統地對區域內道路進行交通分析；根據道路功能，組織、協調、疏導交通流，平衡道路交通流量，使道路通行能力與交通流量基本協調，緩解交通需求矛盾。
常規的道路工程設計，只是依據規劃對道路工程本身進行幾何設計，對影響道路使用質量的交通組織設計未予足夠重視，當建成道路發生交通堵塞或存在交通安全隱患時，交通管理部門只能做些“疏導”管理工作，不能從根本上解決存在問題。
實際上，道路在使用過程中，由于使用條件不同，吸引的交通流也不同，交通流對道路的需求是千差萬別，特別是中心城市區道路的改、擴建時，道路工程若不做好交通組織設計，等道路建成后發生問題時再想法進行拓寬改造，則恐難實施，不僅對整個交通系統造成嚴重影響，而且存在工程重復建設，造成資金浪費等諸多問題。
交通組織設計有別于“交通工程設計”與“交通設施設計”，是近年來為改善城市交通，提高交通效率而提出的“交通設計”的一個組成部分。交通組織設計的重要性在于：做好交通需求分析，合理組織區域交通，充分發揮路網功能，保障交通安全。
2 交通組織優化的基本思路
2.1保持交通連續
交通連續是搞好交通秩序管理的根本保障。保持交通連續即保證大多數人在交通活動過程中，在時間、空間、交通方式上不產生間斷。例如，在交通路口渠化方面，路段上的行車道要對應路口直行導向車道，以保證直行車流不變換方向；路口進口導向車道要對應出口車道，以保證車流通過路口連續；信號燈實現綠波帶，以保證車流通過整條道路時間上連續；路段天橋建在換乘的公交站之間，以保證換乘連續等等。交通連續組織得好，可以使行人流量減少、車流行駛有序，同時可以減少許多交通違法行為，改善路面交通秩序。
2.2減少交通沖突
當兩股不同流向的交通同時通過空間某點時，就會產生交通沖突。而該點即為沖突點，交通沖突可分為交叉沖突、合流沖突、分流沖突、穿插沖突、縱向沖突等。交通沖突是產生交通延誤和交通事故的根源。我國的城市交通是典型的混合交通，各車種、各流向的交通沖突嚴重，減少各種交通的沖突，有利于改善交通秩序，避免交通事故的發生。
減少交通沖突主要是要使不同流向、不同種類的交通流應在交通空間和時間上分離。空間分離靠交通標志、標線來實現，時間分離靠信號相位分配來完成。
2.3均衡交通負荷
城市的用地性質、路網結構、出行習慣等，決定了城市路網中交通流存在時間和空間上的不均勻性，為了充分、合理和科學地使用現有道路，必須設法使交通負荷均衡。即通過對交通流進行科學的調節、疏導，使路網各點交通壓力趨于大小一致，不至于由于在時間和空間上的不平衡而造成交通擁堵。
2.4突出以人為本
“以人為本”是現代城市交通管理的最根本的原則。交通組織設計，不能僅從方便管理出發，而是必須優先考慮大多數人出行問題，特別是弱勢群體的出行，如行人交通、自行車交通與殘疾人交通等。要轉變觀念，不能把設計、管理的著眼點單純地放在車行道上，在路口和大型交通集散點行人和非機動車的交通組織應給予充分的重視。交通組織調整，應以方便大多數人出行為準則。
3 交通組織優化的主要措施
3.1交叉口優化設計基本內容
3.1.1平面交叉口基礎資料的采集和整理
對于新建的城市道路交叉口設計，因沒有現狀的交通資料數據，只有規劃道路等級、設計車速、道路寬度、車道數、道路沿線的規劃用地性質、片區的規劃人口以及設計年限內預測的交通量等基礎資料。對于改建或者治理性的路口，需要對現狀交通量、道路等級、沿線現狀出入口、未來可能產生的交通量和交通管理進行一個詳細的資料收集。
3.1.2分析現狀道路交通安全存在的問題
交通安全存在的問題可能包括車輛交通組織、行人非機動車交通組織、公共交通組織、交通標志、標線和交通管理等方面。
3.1.3交通組織優化設計
確定交叉口中心線。平面交叉口相交中心線在整個路口中地位很重要，通過局部調整線位或相交角度，可以使x形交叉路口或畸形交叉路口轉換成十字形交叉口，解決路口的通視性、通暢性和均勻性。2)設計左轉車道、直行車道、右轉車道、公交專用車道和自行車道等。路口處的交通通行能力一般是正常路段的0.5倍，所以為了能提高路口的通行能力，設置專用車道，增加路口處的車道數量是相當有必要的。根據交叉口的用地條件，通過拓寬路口道路用地紅線、壓縮道路綠化帶和車道寬度等手段，增加專用車道數量，設置減速車道，組織不同行駛方向的車輛在各自的車道上分道行駛，互不干擾。3)進行渠化交通設計，設置導流島和安全島。平面交叉口處交通量較大且路口范圍內的用地許可時，應作渠化交通設計，即采用交通島、路面標線等設施疏導車流和人流。渠化設計應簡單明了，太復雜的設計容易使車輛誤行，反而降低其使用效率。導流車道的寬度應適中，過寬會引起車輛并行，容易引起碰撞事故。導流島一般采用緣石圍成高出路面的實體島。如果島的面積較大，應當劃分出行人通行部分和綠島部分；如果島的面積較小時，可采用路面標線。設置行人二次過街的安全島應用防撞樁進行保護，防止機動車輛碰撞位于安全島的行人。交通島的端部應做成圓形，且在入口端部處使用防撞桶，桶內宜裝水或砂，桶身漆反光標線。
3.1.4設計交通標志、標線
在路口處應當特別注意標志、標線的簡約、明了，盡量用圖表示，少用文字標注(路名牌除外)，同一個牌的信息量不能過于龐大。交通島的周圍應有合理的標志或標線設計，提示行人或車輛注意安全等。
3.1.5設計交通監控系統
單個交叉口定時交通信號配時設計內容應包括：確定多段式信號配時時段劃分、配時時段內的設計交通量、初始試算周期時長和交通信號相位方案、信號周期時長、各相位信號配時綠信比、估評服務水平及繪制信號配時圖。對于多個路口間距較均勻，信號配時設計應當多考慮連續性，一路“綠燈”。“綠波交通”是一種單向交通干道的信號協調控制，綠波設計的主要參數有周期長度、綠信比和相位差，其中相鄰交叉口之間的相位差是其關鍵設計要素。
3.2主干路輔道優化設計方法
3.2.1輔道公交停靠站優化設計
由于公交停靠站設置于輔道上，須考慮對輔道非機動車的影響以及主路進出輔道、單位開口進出輔路的影響。
設置方法主要是將公交停靠站站臺設置于人行橫道上，非機動車在公交站臺處通過無障礙進入人行橫道。在人行橫道上開辟短距離非機動車道；根據主干道的設計車速，公交車在停靠站前方20米左右處進人輔道，給輔道上其它通行的機動車足夠交織段，公交車出站到進入主路同樣需要一段交織距離。
該設計模式主要適用于主干道車流量大，公交需求量高，且輔道非機動車較少，其寬度能夠同時容納一輛公交車與非機動車。
3.2.2輔道進出口優化設計
輔道進出口設計包括主路車輛以及單位、小區車輛進出輔路的開口。主路與輔道之間綠化帶開口需考慮輔道周邊地塊是否有單位、小區開口或者是否需要停車，同時還需考慮輔路公交停靠站的影響。
首先考慮主路進出輔道開口設計方法，對于城市主干道，輔道的寬度一般大于5米，假定機非分割帶為3米，開口垂直寬度不能太大，一般不大于8米，通行寬度4米左右，如果寬度過大則有的車輛不遵守交通規則，造成輔道車輛逆行駛入主路。
然后對開口位置設計進行分析，輔道的進口和出口分開設置，且單位進出口與輔道開口錯開，在不影響單位進出、主路進出輔路，可以在公交停靠的區段外設置停車位，滿足停車需求。一般輔路有公交停靠站時需要在其前后20米處給予開口，并且輔道上有單位或者小區開口，并且相隔較近時需要協調考慮開口的位置及停車位的設置。
3.2.3組合優化設計
路段輔道機動車與掉頭開口協調優化設計：
城市道路中，某些交叉口間距較大，不能滿足路段上單位或小區機動車輛掉頭需求，且主干道上存在某些車輛需要通過掉頭進人輔道，所以有必要對路段掉頭車道進行優化設計。
輔道開口設計與停車泊位設計方法在前文已描述，這里主要研究開口與掉頭車道之間的設計方法。路段設置專用掉頭車道，輔道出口與掉頭車道停車線要有一定的距離，滿足車流交織的長度。掉頭車道的設計還需考慮進入輔道的車輛，信號控制行人過街與輔路機動車掉頭。
該組合設計模式適用于交叉口間距較大，沿線輔道車輛掉頭及掉頭進入輔道的車輛需求較大的情況，路段有足夠的行人過街需求等情況。
4 實例分析
4.1現狀分析
某路是惠州市市區東部的南北方向的重要交通通道，承擔了東片區的大量的客貨交通量。近年，隨著機動車保有量的增加，各類問題日益嚴重，如交叉口的面積過大、未渠化且進口道數量不夠；路段開口過多，人車干擾大，車行不暢；信號配時不合理；公交交通設施簡陋；路口占道停車現象嚴重。最突出的問題是交叉口通行能力不足，通行效率低下等，交通改善刻不容緩。
4.2交通組織優化設計方案
在精細化交通設計理念及相關方法的指導下，本著多實施交通工程設施改造、少實施土建改造的精神，提出交通組織優化設計方案，如表1所列。
表1 交通組織優化設計方案表
4.3實施效果評價
4.3.1 定性評價
進口道：通過增加進口道，所有交叉口進口道由4車道變為6車道，路段上機動車出人口處的進口道由4車道變為5車道，出口道保持4車道不變，提高了交叉口的通行能力，減少了延誤。行人過街：優化開口布設、增加信號控制，消除機動車與行人的干擾，保障行人過街安全和道路交通的暢通。
4.3.2 定量分析
通過交通仿真等手段分析得出，在不大的工程量下，提高通行能力平均約15％，降低延誤平均約20％ ，提高平均行程車速10％，減少出入口沖突點80％，取得較好的改善效果。
關鍵詞：五岔路口；渠化；交通組織；人非一體；相位；信號配時
現代城市道路平面交叉口以“十”字交叉和“T”型交叉為常見形式，然而在漫長的城市發展歷程中，由于種種歷史原因，舊的城市路網雖然在形式上不盡合理，但在相當長的時間內仍要發揮其交通功能，不能被完全取代，五岔路口這種特殊的交叉口形式就是在這種背景下形成的，如何優化五岔路口的交通組織，最大程度的提高路口的通行能力，是值得設計者去思考的問題，本文結合合肥市北一環與亳州路、長豐路交叉口工程實例，列舉了該路口存在的主要交通問題，并有針對性的提出了合理的交通組織優化方案。
一、現狀路口概況
北一環與亳州路、長豐路交口位于合肥市中心城區西北端，屬于老城區范圍，北一環為城市主干道，呈東西方向，是合肥市環加射路網的重要組成部分，交通量較大，該路口北一環主線雙向4車道下穿亳州路，輔道雙向4車道；亳州路為城市次干道，呈南北方向，雙向4車道，與北一環斜交60度角；此處長豐路只有南向1個方向，雙向2車道，機非混行。本交口現狀交通組織為：北一環方向西側5進2出，進口道2左2直1右轉；北一環方向東側6進2出，進口道2左1直1右轉；亳州路南北向均為3進2出，進口道1左1直1右轉；亳州路方向為2進2出，進口道1直左1直右。
二、存在問題及對策
（一）問題1：交叉口進出車道數及渠化長度與現狀交通流量不匹配，不能滿足現狀交通需求。根據現狀早晚高峰小時機動車交通流量調查結果，機動車北一環東進口、亳州路南進口車流量較大，但車道數僅有3或2車道，易發生過長排隊，造成較大的延誤；同時由于多股車流在一個相位匯集與出口道的2個車道上，造成交叉口內部車流擠壓，影響下一個相位的放行，嚴重時導致交叉口內部擁堵，如北一環東出口的2個車道常常發生擁堵。對策：利用部分機非隔離帶及路邊寬度，拓寬增加進出口車道數使之匹配。具體措施為：1、亳州路南進口西側拓3米綠化帶，進口道由3車道增到4車道，東側增設渠化島提高右轉通行能力；2、優化北一環東進口左轉和調頭交通組織，北一環往亳州路和長豐路方向左轉各設置2個車道，并設置獨立的調頭車道；北一環東出口由2車道增到4車道，緩解多股車流的合流造成的擁堵以及右轉與直行的沖突。（二）問題2：行人過街距離較遠，中間無駐足島，安全隱患較大，且機非混行，慢行無專有相位，沖突嚴重，影響交叉口的通行效率。根據現場調查結果，北一環為合肥市骨架路網的重要組成部分，其主線下穿亳州路，道路斷面較寬，行人橫穿北一環過街人流量較大，雖有人行燈但卻無專有相位，與亳州路方向左轉沖突嚴重，同時機動車無獨立車道，機非混行，非機動習慣跟隨機動車左轉。對策：非機動和行人一體化設計，并設置行人駐足安全島。具體措施：1、非機動與機動車采用欄桿隔離，如長豐路進口現狀機非混行，無專用非機動車道，利用右側綠化拓出3米的非機動車道。2、設置中間駐足島，減少一次性過街長度，保證行人過街安全，并在島上設置專門的行人信號燈，加強對慢行交通的引導。3、非機動和行人一體化設計，采用相同的通行規則，提高通行能力20-40%，降低沖突概率30-50%。（三）問題3：交通語言不正規，且缺乏多級指示。現狀交通標志信息量不足，信息不連續，重要的信息未重復提示，如分道行駛標志，道路三級預告標志等，地面交通標線也不完善。對策：完善交通語言系統，增設方向指示和路面文字輔助信息；增加交叉口范圍內渠化和導流線，增設左轉彎待行區。具體措施：1、分道行駛標志增設道路名稱輔助信息，指路標志應配置簡潔、清晰、明了的五岔路口圖形。2、地面車道標線應有道路名稱作為二次輔助提示信息；交叉口內應設置路口導向線，輔助車輛行駛和轉向，同時應設置左彎待轉區，提高路口通行能力。（四）問題4：交叉口信號控制和設置位置和信號燈型式有待優化。亳州路南向放行與長豐路南向放行交通沖突較大，主要原因是亳州路和長豐路南向左轉放行時均有兩個方向，因此產生3個沖突點；現狀信號燈為立柱式，燈型較矮且距離較遠，駕駛員很難看清甚至跟車者根本看不到。對策：設置近遠燈，信號燈桿改為懸臂式，優化信號相位相序和配時，提高交叉口通行能力，減少延誤。具體措施：1、通過近遠燈組合設計，將遠燈改為懸臂式，解決了機動車視距問題；2、將現狀4相位優化為5相位。相位1為亳州路南北向直行放行，右轉不受控，南北向過街人行放行，時長22秒；相位2為亳州路南北向左右轉放行，亳州路北進口右轉讓行，時長25秒；相位3為北一環東西向直行放行，左轉待轉，東西向人行過街放行，時長25秒，相位4為北一環東西向左右轉放行，北一環東西向右轉讓行，時長51秒，相位5位長豐路但路口放行，時長23秒；5相位信號周期146秒。（五）問題5：停車組織混亂，路邊停車和占用人行道停車嚴重。圖2北一環與亳州路、長豐路交叉口優化方案天慶大廈在亳州路進口道和長豐路進口設置了出入口，并在門前設置約50個停車位，影響進出口道通行能力；人行道被占用，甚至還有施畫線；交叉口60米范圍內出口道路邊停車影響其通行能力。對策：取締不合理停車位，加強交通管理，優化天慶大廈停車場交通組織。具體措施：1、取締慢車道上的停車位，加強對交叉口范圍內的停車管理，減少隨意停車現象；2、優化天慶大廈前停車場交通組織，亳州路南出口道上的開口位置南移，合理設置機非綠化開口，長豐路上只設置進口，亳州路上開口為右進右出。通過一系列優化措施，該路口的交通組織得到明顯改善，具體見下表1：
三、設計要點總結
結合上述案例分析的結果，我們可以歸納出五岔路口的交通組織優化有如下設計要點：（一）通過路口渠化，使路口進出口車道數與交通需求匹配；（二）實行慢行一體化設計，設置安全島，快慢車道應隔離；（三）設置完善的交通標志、標線系統，重要信息重復提示；（四）合理布設信號燈的位置，優化信號相位、相序和配時；（五）路口范圍內的道口應優化交通組織，減少對路口干擾；（六）提高交叉通管理力度，減少路口范圍亂停車現象。
四、結語
合肥市北一環與亳州路、長豐路交叉通組織優化方案充分利用現有條件，實現了在最少投資和最小改造范圍的條件下對路通組織的最大優化，遠期還可通過完善周邊路網，對五岔路口的交通量進行分流的方式提高路口通行效率；總體來講本次歸納的優化設計要點對今后類似五岔路口的優化處理有一定的借鑒意義。
參考文獻：
[1]CJJ152-2010城市道路交叉口設計規程[S]
關鍵詞：城市道路；交叉口改造；設計
中圖分類號： U412.35 文獻標識碼： A 文章編號：
一、原有道路存在的問題
原有的道路設計的通行能力經過數年的運行，交通量迅速增長，以現的交通量，該道路滿足不了，常堵車。行人、機動車及非機動車非常混亂。具體存在以下問題：
（1）缺乏對整體道路環境及交通特性的分析，沒有做到優化設計。
（2）對非機動車流，過街行人，老弱病殘等弱勢群體缺乏考慮。
（3）交叉口管理措施不到位，不能充分發揮交叉口潛力。
（4）非機動車、行人和機動車相互干擾嚴重，很多非機動車、行人并未按照交通規則前行，無視標志標線，在機動車之間“見縫插針”，隨意穿行，不僅自身得不到保障，還對機動車輛正常行駛造成嚴重的干擾，造成一片混亂。因此做好交叉口的規劃和設計很重要。本文就A路與B路交叉口進行論證分析。
A路與B路交叉口原有現狀見圖1。
A路與B路交叉口原有現狀圖
二、交叉口改造方案
從調查情況看，B路與C路為城市主干道，A路與D路為城市次干道。由于歷史遺留形成不規則交叉口，本次交叉通改善設計的主要內容有以下幾方面。
（1）平交口立面設計
平交口立面設計是平交口設計的一個很重要的部分。立面設計主要足依據縱斷面，道路橫坡進行設計；設計時要使平交口路面等高線圓滑，沒有菱角；各右轉車道還應考慮車道橫坡方向及大小。如被交路是舊路，立面設計時標高與橫坡應與舊路接順。如舊路設有超高，交叉口應在相接處漸變至同一方向大小的超高。設計時還應考慮整個交叉口的排水，排水不暢，形成積水的交叉口是失敗的設計，因此排水設計對交叉口非常重要。排水設計時應考慮排水的方向、坡度及收水口位置，一般交叉口路面水應向四個轉角方向匯聚，收水口設置在水匯聚的位置。
（2）交叉口進口車道設計
適當增加交叉口進口車道數，路緣半徑，設置交通導流島，保持交通流暢。
A路由雙向2車道拓寬為5車道，人行道與非機動車道在同一平面上，在A路與C路交叉處拆除原有建筑物，增加交叉口轉角的緣石半徑，通過設計三角形導流島，實施交通導流線，分隔機動車與非機動車。由此，D路與C路交叉處也設置 1 處導流導，分隔由A路、B路行駛到C路上的非機動車。
（3）平面交叉口渠化設計要點
①進口道適當拓寬，與路段通行能力像匹配
進口道展寬長度 La(見圖 2)應由展寬漸變段長度Ld與展寬段長度 Ls組成。主干路最小長度應不小于50―70m,次干路最小長度應不小于 40―50m。理論上講，兩條等級相同的道路相交，車輛通過交叉口的有效時間一般僅相當于路段通行時間的一半左右，依據交叉口的交通需求特性進行交叉口的進、出口道數設計與相連接道路的通行能力相匹配。
圖2進口道規劃展長度示意
②改造后的交通信號設置及配時說明
a.交通信號設置
在交叉口合理設置交通信號系統。根據道路斷面形式及交叉口形狀，在A路與B路交叉口東口設置兩組信號燈：一組直行箭頭燈和一組左轉箭頭燈；西口設置三組信號燈：一組直行箭頭燈和一組左轉箭頭燈；南口設置兩組信號燈：一組直行箭頭燈和一組左轉箭頭燈；北口設置三組信號燈：一組直行箭頭燈和一組左轉箭頭燈；在人行橫道線位置設置 8 套人行橫道燈。
b.交通信號配時說明
經交通流量調查，C路、B路交通流量約占 60%，A路、D路交通流量約占 40%，此時設置合理的紅綠燈相位，盡量避免行人等待時間過長而選擇在較小的空隙通過沖突點。對交叉口進行了合理的配時說明。
晚峰時段：24 點至7點，22點至24點。相位周期：75s。相位走向：東西通行（40 s），南北通行（35s），見圖3、圖4。
圖 3 東西通行，南北行人圖4南北通行，東西行人
高峰時間：7點至8:30點，17點至19:30點。
相位周期：118s。
相位走向：東西左右（20 s），東西通行（8 s），東西直右（55 s），南北通行（35 s）。
平峰時間：8:30 至 17 點，19:30 至 22 點。
相位周期：98 s。
相位走向：東西左右（15 s），東西通行（8 s），東西直右（45 s），南北通行（30 s），見圖5~圖8。
圖5東西左右轉圖6東西通行，南北行人
圖7東西直右圖8 南北通行，東西行人
（4）交叉口視距滿足要求
交叉口轉角部位紅線應規劃成切角斜線或圓曲線，并必須滿足安全停車視距的交叉口視距三角形界限的要求。視距三角形界限內，不得規劃布設任何高出道路平面標高1.0 m、且影響駕駛員視線的物體。
（5）交叉口自行車道合理設計
合理組織自行車在交叉口的交通組織是交叉口渠化的重要內容，本次設計采用斑馬線鋪設車道，引導自行車通過交叉口，特別是自行車左轉問題是解決交叉口自行車交通過街最為頭痛的問題。本次設計，是左轉自行車同左轉機動車同相位，兩次過街，在交叉口設置左轉自行車等待區導流島，在直行綠燈時自行車駛入導流島，等到左轉綠燈時通過交叉口。
（6）重視交叉口的景觀設計
合理設置交叉口綠化，功能與景觀并重是城市交叉口景觀設計的重要節點，因此從美學上對交叉口設計提出了更高的要求。除了合理的交通設計、增強交通流的連續性，以及使較少機動車在交叉口延誤外，道路綠化、線性等景觀設計也是交叉口設計的重要部分。另外，道路綠化能夠起到交通管制和誘導交通的作用，導流島里不宜種植高大的遮擋交通視線的植物，宜種植低矮的灌木。
（7）交通標志標線
在交叉口合理設置交通標線和標志。在A路與B路交叉口，標線設置有道路中心線、車行道分界線、車行道邊緣線、人行橫道線、停止線、導向箭頭、非機動車標線、導向車道線，合理渠化，分流機動車、非機動車和行人的行進路線，促進交通安全管理；標志設置有交叉口標志、分道標志，禁止調頭、禁止停車標志、機動車道標志、非機動車車道標志、限速（50km/h）標志。
改造后的A路與B路交叉口見圖 9。
圖9改造后的A路與B路交叉口圖
三、道路交叉口規劃設計的發展趨勢
首先應注重精細化，高效化，重視現有交叉口的改 造挖潛。其次重視交叉口的管理措施、優化設計，充分考慮非機動車流對交叉口的影響。重視行人過街，老弱病殘等弱勢群體，還要考慮節約占地，利于環保，與城市環境相適應。目前道路交叉口基本采用的是時空分離法，隨著城市快速發展，越來越多的車流量繼續增加，將采取壺把式交叉口設計、遠引路段掉頭左轉等設計法（見圖10）。
圖10交叉口設計方法示意
四、結束語
