十字环形交叉口设计

十字环形交叉口设计

摘要：十字交叉口是城市路网中出现最多的道路交织形式，也是困扰交通管理者的主要问题之一，本文在对十字交叉口进行环行渠化的基础上，并采用了交通信号控制方式，加强对十字交叉口的控制，提高交叉口的通行能力，保障行车安全。最后本设计采用VC模拟了车辆在信号机的控制下，通过交叉口的情况。 关键词：环行交叉口、信号控制、VC仿真

引 言

城市道路平面交叉路口(简称路口)的交通管理,历来是困扰交通管理者的主要问题之一。交叉路口作为城市道路网络的节点,是人、车的主要交汇处,其交通流量大,冲突点多,秩序混乱,是交通事故的多发点。交叉路口的交通如果不能很好的理顺,将会造成路口的拥挤堵塞,降低路口的通行能力,并使得交通秩序混乱和交通事故频发。如何对交叉路口进行交通渠化,提高路口的通行能力和交通安全性,具有很好的理论意义和广泛的实用价值。

1. 交叉口交通渠化设计

1.1渠化的定义

目前,对平面交叉路口的控制主要是采用时———空分离法,时间分离法是通过对路口进行信号控制,按一定次序给予各个方向的车流通行权以通过路口;空间分离法通过在路口建立交桥或对路口进行交通渠化以使车流互不干扰地通过路口。交通渠化就是在道路上用交通标示线及交通岛等设施使不同类型的交通,不同方向及不同速度的车辆能象渠道内水流一样,顺着一定方向,互不干扰地顺畅通过。从位置上分,交通渠化可分为道路交通渠化和路口交通渠化。其中,路口的交通渠化在道路交通中显得更为重要,因为其对道路的通行能力及安全性影响更大,更为明显。如果路口渠化得当、合理,则交通畅通无阻;否则,路口则是影响交通通畅顺的“瓶颈”。

1.2路口交通渠化的作用

交叉路口的交通,最理想的方法是各自建立道路专用系统,用互通式立交桥解决一般性平面路口的混行交通等带来的交叉冲突。但是,由于城市总体规划、城市景观、路口占地、资金限制、路口间距等诸多条件的制约。因此,通过修建立交桥解决平面交叉路口中人、车的干扰冲突问题是不现实的。在这种情况下,对交叉路口进行交通渠化,用交通标示线及交通岛等设施对不同类型的交通进行规范、限制,使人、车各行其道,互不干扰,降低了人与车、车与车冲突的机会,提高了路口交通的安全性。同时,通过将停车线往路口中心前移,缩短了通过路口的距离,减少了通过路口的时间,大大地提高了路口的通行能力。并且,由于设置了交通岛,行人通过路口有一个暂时的避车点,以等待下一个绿灯以通过路口,提高了行人通过路口的安全性。对交叉路口进行交通渠化,可使城市交通设施规范化,交通秩序井然,有着美化城市,提高城市形象的作用。

1.3如何进行交通渠化

在交叉路口,道路的渠化对充分利用路口的道路空间,提高路口的通行能力及保证路口的交通安全起着重要的作用。在进行渠化时,导流路的宽度要适当;导流路太宽易使车辆并行,容易发生碰撞事故。导流岛面积要大些,数量要少些,避免设置数量很多的小岛。应尽量避免交通流的分流、合流集中于一处,避免使驾驶员进行复杂的判断后才能通过。

在交叉路口进行渠化的原则为:

(1)缩小交通流的交叉面积。交通流的交叉面积大,使驾驶员及行人的注意力分散,容易引起交通事故。

(2)尽量使交通流直角相交。目的是尽可能减小交叉面积,以便使驾驶员易于判断车辆的相对位置及速度

(3)交通流以小角度合流时,若合流角小于15度,可利用最小速度差、最小车头间距进行合流。

(4)在交叉路口处可采用缩窄进路宽度或使进路弯曲的方法以使车速

降低。但主要交通流应尽量避免弯曲。

(5)用渠化方法使交叉路口内的交叉点分散。

(6)用渠化方法限制向禁止驶入的方向转弯

(7)利用渠化方法设置转弯车辆与交叉车辆的避车部分。

(8)利用渠化方法可为设置必要的交通设施安排适当的地点。

上述原则要根据交叉路口的交通、环境条件等灵活运用。在特殊情况下,上述原则亦可变动,但任何情况都应保证行车安全、畅通。

2. 十字交叉口交通流运行特征分析

2.1交叉口交通流分析

交叉口是城市路网中最基本的组成单元，其交通特性不同于路段的交通特性。只有对城市道路信号交叉口交通特性进行详细的研究，特别是对其交通流运行特性的分析，才能据此对信号交叉口实施科学合理的交通组织和信号控制策略。平面交叉口是通行能力和交通安全的卡口，在交叉口各条道路汇集的车辆集中，并要在路口进行转换，所以容易造成交通阻塞和交通事故。

交通流线进入交叉口时，由于车辆行驶方向不同要产生分流而车辆在分流时，司机往往先要减速，以便观察行进方向的交通情况，并判断分流的可能性，这样就影响了车辆进入交叉口的通畅性，从而干扰交通。分流方向越多，干扰就越严重；交通流线从出口道路引出时要产生合流，此时车辆也要减速缓行，这也都对交通产生干扰。另外，来自不同方向的直行、左转交通流线在交叉口内还会交叉，从而形成许多冲突点；车辆通过冲突点队有相互挤、碰、冲撞的可能性，此类冲突点越多，对交通安全及道路通行能力的影响就越大。

从产生冲突点的交通状态分析可知，冲突点对交通的干扰和发生交通事故的可能性都比分流点和合流点来得大。由此可知，在交叉口内产生交通干扰的原因，是出于出现了交通流间的分流点、合流点和冲突点三类交通特征点。

对于四路交叉的平面交叉口，其相应的交通特征点：冲突点 16 个，分流点 8 个，合流点 8 个。

无信号控制平面交叉口冲突点分布图

2.2案例设计及分析

对十字交叉口进行渠化可以有效的减少交叉产生的冲突点，由于合流而产生的冲突点，以及分流冲突点。采用环行交叉口的方式可以消除对交通运行产生重大影响的交叉冲突点。

本案例中对交叉口采取了环行的渠化方案。具体设计方案如下图所示：

设计说明：

道路缓冲岛设计特点是内车道为主道，外环道为辅道，在外围八个导向群岛的作用下将宽扩路口分割成若干缓冲区域，使道路交汇狭道化非常便于出行者避让通行。中心岛变得很小其作用不考虑环行，只强调左转，其导向标线形似十字星，起个上口的词叫做左转十字星。在左转十字星的四个正投影区域可对放行车队中的左转车辆分歧缓冲，使得后续直行车辆顺畅通过，被缓冲的车辆可允许自控通过或作为下一个相位的先头放行，不需要单独用时进行控制，从而提高了路口通行效率。

除中心小左转十字星导向外，外围还有一个大左转十字星导向，

其弧线外侧

区域也可对左转车辆缓冲避让，在高峰时段可分流部分车辆走外环道分歧到该处完成左转，比如将大型车或公交车从右转车道进入环道完成左转或掉头（大小十字星导向还提供了一条掉头通道）同时大十字星导向也给四个折返点避让出较好的保护性掉头通道，使车辆常通掉头成为可能，从而给周围区域提供了顺畅的折返分流功能。

外环道上有自行车导向标线，目的是禁止自行车在缓冲岛内行驶，只准从外环道完成过街，黄网格线除明显非滞留区外也明显车辆交汇区便于避让，驾驶者只要不逆箭头方向行驶，一般不会走错。

3交叉口信号控制

在较高等级的主路与次路相交的交叉口，设置交通信号灯是通常的交通控制方式。通过合理设置信号灯，可使进入交叉口的车流以一定的规则和秩序通过交叉口。

交通信号是在道路空间上无法实现分离原则的地方，主要是在平面交叉口上，用来在时间上给交通流分配通行权的一种交通指挥措施，交通信号灯用轮流显示不同的灯色来指挥交通的通行或禁止。

与交通标志控制相比，信号灯控制可增加交叉口的通行能力，降低撞车的频率和严重程度，打断冗长的交通流以允许另一个方向的人车通行。信号配时的目标是为了获取尽可能小的延迟、尽可能少的交通冲突点、最大化的交叉口通行能力，以及降低交通事故发生的几率。

本案例在对十字交叉口进行拓宽渠化的基础上，也采用了信号控制的方式，来有效地提高交叉口的通行能力，较少不同方向车流混流而产生的交通冲突，保障进入该交叉口车流交织的安全。

4.十字交叉口车辆运行模拟

4.1 软件开发环境和工具

在本文中，采用Visual C++作为开发工具，VC++6.0是Microsoft公司推出的一个基Windows系统平台、可视化的集成开发环境，它的源程序按C++语言的

要求编写，并加入了微软提供的功能强大的MFC(Microsoft Foundation Class)类库。MFC(Microsoft Foundation Classes)是一个微软公司提供的类库（class

libraries），以C++类的形式封装了Windows的API，它包含了窗口等许多类的定义，各种类的集合构成了一个应运程序的框架结构，以减少应用程序开发人员的工作量。其中包含的类包含大量Windows句柄封装类和Windows的内建控件和组件的封装类。因此本文使用VC++提供的高度可视化的应用程序开发工具和MFC类库，可使应用程序开发变得简单。

4.2 模拟运行功能的实现

首先，新建一个单文档类型的MFC AppWizard(exe)工程，工程取名

为:Intersection11。既可以在视图类中进行鼠标左键操作信息的捕获，也可以在框架类中进行此项工作为此程序添加一个基类为CWnd派生的窗口类

COutputWnd 实现对窗口和界面的创建和定义。另添加基类为CObject派生的CCar、CSignal实现对车辆、信号机的定义和绘画。

并选择使用Timer事件，命令当事件触发时，控制信号机显示和车辆的运行。模拟仿真结果如下图所示：

相位一：西——东 直行+左转

相位二：北——南 直行+左转

相位三：东——西 直行+左转

相位四：南——北 直行+左转

总结

本设计以十字交叉口为例,在对十字交叉口交通流进行分析的基础上，提出了交叉口渠化设计的思路、程序和方法,并对所该设计方案进行了仿真测试，改善了原有交叉口交通流的紊乱现象。

参考文献

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