基于复杂路口的交通信号配时方案的设计

摘要随着交通需求的增长，全国各个城市交通拥堵问题也越来越严重，交通是否拥堵的决定因素之一便是交叉口的交通状况，而某些原有复杂畸形交叉口已经不适应现有交通需求。

重庆市道路越修越宽，交通流量增大的总体情况，又特别是重庆特殊地形造成某些原有路口复杂且很不规则，导致路口交通运行不顺畅甚至影响整个路网的畅通运行，所以我选择了运用已学过的专业知识来探索设计复杂交叉口的信号配时方案来有效管理控制路口的交通状况。

交叉口尤其是复杂路口（牵涉的路网更宽）控制得当与否不仅关系着保障交通安全、疏导交通、提高现有设施的通车效率，更是从长远考虑减少道路上的汽车交通总量、缓减交通拥挤、保障交通安全与畅通、降低汽车交通对环境污染的影响。

这是为实现交通安全、畅通、高效及其与环境的协调适应所做的必要工作。

关键字：复杂交叉口，环形交叉口，渠化，信号配时，aaSIDRA, 交通软件ABSTRACTWith the increasing traffic demand, traffic congestion in its cities are becoming increasingly serious. Traffic congestion is one of the determinants is the intersection of the traffic. However,some of the original complex malformation intersection no longer meet the current traffic demand. Repairring roads wider and more general situation of increased traffic flow in Chongqing, but also in particular the special topography of Chongqing cause some very complex rules of the original intersection, causing traffic intersection or running does not affect the smooth flow of traffic to run the entire road network. So I chose to use the expertise has been studied to explore the design of complex intersection signal timing plans to effectively manage the traffic junctions. Especially the complex intersection intersection (involving a wider road network) control will dictate not only the protection of safety, ease traffic congestion, improve traffic efficiency of existing facilities, but also consider long-term reduction of vehicles on road and traffic volume, alleviate traffic congestion, protect the safety and smooth flow, reducing the impact of car traffic on the environmental pollution. This is to achieve traffic safety, smooth, efficient and coordinated with the environment necessary to adapt the work done.Keyword:complex intersection,drainage of intersection, signal timing, aaSIDRA, traffic Software前言随着社会经济的发展、人们认识水平的不断提高，交通设计在市政道路建设发挥着越来越重要的作用，已经由一个辅助手段变成了决定道路建设的重要因素，对交通状况的研究、分析可直接决定着道路建设的可行性及成败。

交叉口作为道路的重要组成部分，尤其是复杂交叉口更是整个交通网的关键环节，是道路交通的汇集、疏散和转换点，也是道路交通的“瓶颈”所在地，一般的交通拥堵大多在交叉口发生，交叉口组织设计的好坏很大程度上决定了交通设计的成功与否。

环形交叉作为一种重要的交通组织形式在早期交通流量不大的情况下曾经发挥过巨大的作用，该种交叉形式具有交通组织简单（一般不需作拓宽设计）、无交通冲突点（无须设置信号灯）、道路景观好（占地面积大，一般为道路景观点缀点）等优点，在许多城市中得到广泛的应用。

环形交叉口，俗称“转盘”、“环岛”，是平面交叉口的一种特殊处理形式，其交通组织原理是利用环道将冲突车流转变为交织车流。

2O世纪早期，用交织理论来解释环形交叉口的运行原理，认为环形交叉口的通行能力取决于交织段长度，交织段越长，通行能力越大。

在该理论指导下，当时建设的环形交叉口环岛直径一般都很大。

在大型环形交叉口上环形车速一般都很高，导致人环车辆难以驶入，从而降低了环形交叉口的通行能力。

因此，在环形交叉口发展的早期制定了入环优先的交通规则，而该规则又导致车辆在环形交叉口“死锁”(环内车辆难以驶出)的现象时常发生。

鉴于此，O．K．Norman等通过计算认为环形交叉口的通行能力上限为3 000 pcu／h。

在20世纪5O年代，由于交通需求的迅速增长，环形交叉口上时常发生的“死锁”现象已成为英国的首要问题。

针对环形交叉口的“死锁”现象，提出了入环让行的交通规则。

通过实验发现，入环让行规则不仅消除了“死锁”现象，而且增加了环形交叉口的通行能力，减少了平均延误，降低了事故率。

英国于1966年推行人环让行的交通规则。

在其后的2O多年里，环形交叉口的设计理论取得了一系列发展，各种新型环形交叉口在英国、澳大利亚及欧洲的其他国家大量涌现。

在中国，环形交叉口仍是一种重要的交叉口形式，被广泛运用在大城市的多路或畸形交叉口及中小城市道路交叉口，甚至在环岛中设置雕塑作为城市的标志性地标。

在重庆市主城区，山地城市自由式道路网使环形交叉口广泛分布在一些重要的交通主干路上，其数量和在道路交叉口中所占的比例都远高于同等规模城市。

据统计，重庆市主城区现有环形交叉口55个，主要分布在两山之间的内环以内地区，包括平面环形交叉口36个和含立交匝道的环形交叉口l9个，部分交叉口位于重要交通干道上。

但随着交通量的迅猛增长，道路承受的交通压力越来越大，环形交叉通行能力较小的弊端也越来越明显，就重庆这个地形特殊的城市而言，在交通高峰时期内通过各个路口转盘简直就是举步维艰，对环形交叉口的设计改造已成为目前解决交通拥堵问题的新内容。

第一章绪论1.1 研究内容：重庆地形起伏不定，各种地形条件的限制对交叉口的交通运行畅通必将造成一定影响，尤其是复杂的交叉口。

多路环形交叉口更是这方面的体现，多进口，多交织，在交通需求急剧上涨的情况下，简单按“按需增供”或者“按需管供”的交通管理策略是远远不够的。

当一条干路的交通接近或已经达到饱和状态时，道路上的环形交叉口必然成为整条道路的“瓶颈”，在高峰时段极易引发交通拥堵。

如重庆市主城区的红旗河沟转盘、上清寺转盘等都是所在道路的“瓶颈”节点，在早晚高峰时期常发生交通拥堵。

通常，交通拥堵是由拥堵点的交通积累速度大于其疏散速度造成交通大量滞留所致。

环形交叉口的拥堵可分为交通疏散能力不足导致的拥堵(又称通行能力不足型拥堵)和交通积累过快导致的拥堵(即结构性拥堵，主要产生原因是路网结构不合理)。

针对环形交叉口交通拥堵产生的原因，环形交叉口总体优化思路是“分流、扩能、有序”。

(1)分流是指通过一定的交通组织措施，分流拥堵环形交叉口的部分交通量，使交通压力发生转移，即转移到通行能力尚有富余的交又口上。

(2)扩能是指通过对拥堵环形交叉口软、硬件设施的改造或实施规划方案，提高环形交叉口的通行能力，缓解交通拥堵。

(3)有序是指对拥堵环形交叉口实施软、硬件改造，并通过增设路口车辆控制信号灯、人行过街信号灯，改善环形交叉口的交通秩序，进而提高交叉口通行能力，缓解该路口的交通拥堵。

如今解决复杂路口交通拥堵问题主要有以下三方面策略：(1)分流部分交通量，缓解交叉口拥堵。

对于交通压力过于集中的环形交叉口，可以通过完善路网结构，分流拥堵环形交叉口的流量，均衡区域路网内各路口的交通压力，实现缓解环形交叉口拥堵的目的。

如在重庆嘉华大桥及其南北联络线建成通车后，原本处于严重拥堵状态的上清寺转盘的交通压力得到一定程度缓解。

(2) 实施规划方案，提高交叉口通行能力在制订缓解环形交叉口拥堵方案时，要考虑该交叉口是否存在尚未实施的立交匝道或立体人行过街设施等规划方案，如果方案实施对交叉口通行能力提高很大且与路网通行能力相匹配，则可考虑实施。

如针对红旗河沟转盘右转交通量较大的交通特征渠化两个专用的右转车道，缓解了该环形交叉口的交通拥堵；又如在新牌坊转盘实施东西向上跨匝道后，新牌坊转盘的交通拥堵得到了较大缓解。

(3)增设信号灯，将交叉口行车由混乱变成有序。

具体有两种方案：①拆除环岛，将环形交叉口改造成普通平面交叉口，增加进口道信号灯。

这是目前普通环形交叉口改造处理中最常采用的方法。

通过拆除环岛，增加信号灯，拓宽渠化交叉口进口道，将环形交叉口改造为一般信号控制平面交叉口，可以将原环形交叉口紊乱交通流重新调整为有序交通流，增大交叉口通行能力。

(2)保留环岛，直接在环形交叉口增设信号灯，将环形交又口紊乱交通流调整为有序交通流。

通常有两种做法：1)对于面积不太大的环形交叉口，在交叉口增加进口道信号灯，对进入交叉口的车辆进行管制，使行车秩序有所好转，可以一定程度地提高交叉口通行能力。

如民安大道和新溉大道环形交叉口增设进口信号灯后行车秩序有所好转，交通有序。

2)对于面积较大或左转流量较大的环形交叉口，在交叉口增设进口信号灯、左转车辆出口信号灯，对环形交叉口重新进行交通组织和信号控制，让进入环岛的左转车等待二次信号通过，避开与直行车辆的交织，实现环岛内各向车辆有序、协调运行，可以较大程度地提升交叉口通行能力。

如红旗河沟转盘增设进口信号灯、左转车辆出口信号灯后，交通秩序大为改观，通行能力显著提高。