新大交通管理與控制案例分析：伊寧市關(guān)鍵平交口與路段交通組織改善方案

PAGE伊寧市關(guān)鍵平交口與路段交通組織改善方案項目組成員：伊寧市市政設(shè)施管理處新疆大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車與交通工程教研室基本情況1、東站平交口：位于218國道、220省道與莫阿亞提路交匯處，呈“YXY”型，屬城鄉(xiāng)結(jié)合部，主要通行車輛為：貨車，農(nóng)用車，公交車，客運車輛及轎車。此處是異形交叉口，無交通信號指示，易造成車輛通行混亂、人車混流，擁堵和發(fā)生交通事故。2、州黨委前平交口：位于解放路南路與迎賓路交叉處，路口一側(cè)為州黨委辦公樓，州黨委大門斜對迎賓路（偏南），屬車輛密集型路口，主要通行車輛為公交車及轎車。此處無交通信號指示，有交警指揮通行，由于州黨委工作車輛的運行隨意性，此處車輛通行較為混亂。3、師范學(xué)院前路段：師范學(xué)院位于城市快速路解放西路北側(cè)，道路中心線用道路隔離欄進(jìn)行分割，為便于學(xué)院工作人員、行人及學(xué)生通行，此處隔離欄設(shè)有一處開口，并施化了斑馬線。主要通行車輛為客車、公交車、微型貨車及轎車等，車輛通行速度快、流量大、單向行駛車輛達(dá)2200輛/小時。此處因車輛通行速度快，數(shù)量多，行人通行時易發(fā)生交通事故。以上平交口和路段為伊寧市關(guān)鍵平交口和關(guān)鍵路段。存在的問題和解決的思路以上交叉口和路段存在的普遍問題主要是交通沖突（含車流線交織和人車沖突）、通過性差，以及由此帶來的交通混亂、擁堵、違章、事故和環(huán)境污染等問題，利用傳統(tǒng)方法解決這些問題的總思路是利用時空性理論分離和消除這些沖突，以達(dá)到通過效率提高的目標(biāo)，同時減少其他交通問題，為此需要在全面的交通調(diào)查的基礎(chǔ)上利用信號控制理論和交通設(shè)計方法進(jìn)行綜合設(shè)計與實施，并配以交通管理，以達(dá)到交通組織優(yōu)化的效果。而要達(dá)到最佳效果，就需合理配置和誘導(dǎo)這些區(qū)域內(nèi)的以及與之相關(guān)的交通要素和資源，利用系統(tǒng)理論和動態(tài)交通理論與工具分析面上和潛在問題，合理規(guī)劃路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和交通組織方式，應(yīng)用智能運輸系統(tǒng)理論和相關(guān)項目，同時解決各交叉口和路段交通組織問題，以及交通流的動態(tài)平衡。伊寧市的這兩個關(guān)鍵平交口和一個關(guān)鍵路段，按已掌握的基本情況，有比較詳細(xì)的CAD基礎(chǔ)平面圖和粗略的兩時段流量統(tǒng)計（兩次半小時兩大類車種），允許的設(shè)計時間較短，可以利用傳統(tǒng)方法完成交通改善設(shè)計，達(dá)到一定的預(yù)期目的，但建設(shè)實施后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，以彌補(bǔ)交通調(diào)查不盡精確帶來的問題。存在的具體問題和解決的思路如下：1、東站平交口：處于國道與城市道路交織處，為城鄉(xiāng)結(jié)合部路段，表現(xiàn)為國道和城市道路自身及之間交通流復(fù)雜交織形勢；從平面線形看，為由兩端的“Y”型交叉口連接長度較短的近直線路段組成，形成“Y-X-Y”混合形式；通行車種復(fù)雜，允許車輛調(diào)頭；行人和非機(jī)動車未設(shè)置專用過街設(shè)施；未設(shè)置交通信號燈，交通管理形式為交警指揮；交通設(shè)施不健全；交通組織方式為自由式。該混合型平交口作為伊寧市區(qū)域交通樞紐，存在的主要問題是交通沖突嚴(yán)重，交通秩序混亂。解決的主要思路是：通過渠化設(shè)計，設(shè)置信號控制系統(tǒng)設(shè)計和交通語言設(shè)計等系統(tǒng)分析方法和時空性設(shè)計方法消除、分離三種交織點，或降低交織點密度，降低樞紐復(fù)雜性程度指標(biāo)，從而使該樞紐交叉口交通狀態(tài)發(fā)生重大改觀。2、州黨委前平交口：處于重點單位門前交叉口，為“T”型城內(nèi)平交口；早高峰進(jìn)入州政府的車流與通過交叉口車流易發(fā)生重大沖突；行人和非機(jī)動車未設(shè)置專用過街設(shè)施；未設(shè)置交通信號燈，交通管理形式為交警指揮；交通設(shè)施不健全；交通組織方式為自由式。該平交口作為伊寧市區(qū)關(guān)鍵交叉口，存在的主要問題是早高峰交通沖突嚴(yán)重，交通秩序混亂。解決的主要思路是：通過渠化設(shè)計，設(shè)置信號控制系統(tǒng)設(shè)計和交通語言設(shè)計等方法消除、分離三種交織點，降低樞紐復(fù)雜性程度指標(biāo)。3、師范學(xué)院前路段：處于重點單位門前路段，為城區(qū)重點管控路段；早晚高峰期間，行人、非機(jī)動車與機(jī)動車易發(fā)生重大沖突；行人和非機(jī)動車未設(shè)置專用過街設(shè)施；未設(shè)置交通信號燈，交通管理形式為交警指揮；交通設(shè)施不健全；交通組織方式為自由式。該路段作為伊寧市區(qū)關(guān)鍵路段，存在的主要問題是早晚高峰期間交通沖突嚴(yán)重，交通秩序混亂。解決的主要思路是：通過渠化設(shè)計，設(shè)置信號控制系統(tǒng)設(shè)計和交通語言設(shè)計等方法消除、分離交叉沖突點，保障各類流線的連續(xù)和疏解。交通組織改善方案（一）東站平交口1、流量分析鑒于該路口大型車均為5t以上載重汽車，根據(jù)《城市道路交通量調(diào)查車型分類及換算系數(shù)表》，大型車與小汽車的換算系數(shù)取2.5。通過對該交叉口2009年10月16日（星期五）15:30-16:30所觀測調(diào)查的交通量折算后的標(biāo)準(zhǔn)小汽車流量見以下圖表：表1G218與S220及英阿亞提街交叉口流量表（單位：pcu/h）G218西進(jìn)口G218東進(jìn)口英阿亞提街S220G218西進(jìn)口—712142542G218東進(jìn)口1427—245116英阿亞提街92296—143S220634171104—圖1G218與S220及英阿亞提街交叉口原始流量圖2、交通沖突分析由于該路口目前無信號控制，且交叉口長度和面積較大，機(jī)動車之間、機(jī)動車與非機(jī)動車、機(jī)動車與行人、機(jī)動車與畜力車等沖突嚴(yán)重。這里僅對機(jī)動車之間的沖突點進(jìn)行分析并進(jìn)行交叉口復(fù)雜度計算，利用交通樞紐復(fù)雜性指標(biāo)A來評價交叉口的復(fù)雜程度。計算公式為：式中：——分別為交通流在交叉口內(nèi)的分流點、合流點和交叉點數(shù)。當(dāng)交通樞紐復(fù)雜性指標(biāo)10<A<25時，認(rèn)為樞紐是簡單的；當(dāng)25<A<55時，認(rèn)為樞紐屬于中等復(fù)雜程度；當(dāng)A＞55時，則樞紐為復(fù)雜的。利用以上公式對G218與S220及英阿亞提街交叉口進(jìn)行復(fù)雜度計算，A=56，說明該路口為復(fù)雜樞紐，應(yīng)進(jìn)行信號燈及交通流渠化控制。沖突點示意圖如下：圖2交叉口沖突點3、改造設(shè)計方案為了徹底消除目前該路口車流混亂的現(xiàn)狀，完全避免車輛之間的交通沖突，同時考慮到行人及非機(jī)動車或畜力車過街問題，將目前的畸形YXY形式四路交叉口改造為兩個Y形三路交叉口，其中G218與英阿亞提街交叉口代碼為A，G218與S220交叉口代碼為B，示意圖如下：圖3改造后的交叉口形式改造后的流量分析見下圖：圖4A交叉口折算流量圖圖5B交叉口折算流量圖改造方案中需要將G218西進(jìn)口中央分隔帶上的混凝土護(hù)欄拆除至K63+330處，將K63+390至K63+470這一段80m的道路中心線長度上安裝高度1.5m左右的金屬隔離柵。英阿亞提街進(jìn)口處及與之連接的G218最南側(cè)需要拓寬出一個專用右轉(zhuǎn)車道。具體措施見附錄《G218與S220及英阿亞提街交叉口改造方案圖》。4、信號配時設(shè)計根據(jù)交通量情況，A、B兩個交叉口均設(shè)置成三相位，信號燈采用具有數(shù)字顯示倒計時功能的箭頭燈，相位圖如下：相位3相位2相位1相位3相位2相位1圖6A交叉口相位圖相位3相位2相位1相位3相位2相位1圖7B交叉口相位圖交叉口A信號配時參數(shù)計算過程如下，交叉口B計算亦同。（1）信號周期時長：（2）信號總損失時間：式中：LS—啟動損失時間，應(yīng)實測，這里取經(jīng)驗數(shù)據(jù)3s;A—黃燈時長，可定為3s;I—綠燈間隔時間（s）;K—一個周期內(nèi)的綠燈間隔數(shù)。（3）綠燈間隔時間：式中：z——停止線到?jīng)_突點距離（m）;ua——車輛在進(jìn)口道上的行駛車速（m/s）;ts——車輛制動時間（s）;當(dāng)計算綠燈間隔時間I<3s時，配以黃燈時間3s，I>3s時，其中3s配以黃燈，其余時間可配以紅燈。（4）流量比總和：式中：Y—組成周期的全部信號相位的各個最大流量比y值之和；j—一個周期內(nèi)的相位數(shù)；yj—第j相的流量比；qd—設(shè)計交通量（puc/h）;sd—設(shè)計飽和流量（puc/h）;當(dāng)計算的Y值大于0.9時，須改進(jìn)進(jìn)口道設(shè)計或/和信號相位方案，并進(jìn)行重新設(shè)計。（5）每周期的總有效綠燈時間：（6）各相位有效綠燈時間：（7）各相位綠信比:（8）各相位的實際顯示綠燈時間：式中：lj——第j相位啟動損失時間；其余符號意義同上。各類進(jìn)口道的基本飽和流量取值如下：直行車道2500pcu/h，左轉(zhuǎn)車道1300pcu/h，右轉(zhuǎn)車道1600pcu/h。經(jīng)帶入流量數(shù)據(jù)計算，初設(shè)信號周期C0=90s，相位數(shù)j=3，啟動損失時間Ls=3s?？倱p失時間L=9s，總有效綠燈時間Ge=G0-L=90-9=81s。各個相位流量比如下：有效綠燈時間（s）：顯示綠燈：，，則配時如下所示：圖8A交叉口信號配時圖（單位：s）圖9B交叉口信號配時圖（單位：s）該交叉口渠化設(shè)計及交通設(shè)施配備見附圖。（二）州黨委前平交口分析過程同（一）。1、流量分析，見下圖。圖10解放路與迎賓路交叉口流量圖2、沖突分析，如下圖所示。圖11解放路與迎賓路交叉口交通沖突分析圖評價交叉口的復(fù)雜程度：A=4+3*4+5*6=46經(jīng)計算得A為46，屬于中等復(fù)雜程度交叉口。3、交通信號設(shè)計。相位設(shè)計，如下圖所示。第一相位第一相位圖12解放路與迎賓路交叉口相位圖解放路和迎賓路交叉口信號配時計算過程：最佳信號周期：流量比總和：周期有效綠燈時間：各相位綠燈信號分配系數(shù)：各相位顯示綠燈時間：第一相位顯示綠燈時間：第二相位顯示綠燈時間：第三相位顯示綠燈時間：信號配時見下圖：圖13解放路和迎賓路交叉口信號配時圖該交叉口渠化設(shè)計及交通設(shè)施配備見附圖。（三）師范學(xué)院前路段分析過程同（一）。1、流量分析，見下圖：圖14師范學(xué)院前路段流量圖2、交通信號設(shè)計。選用單相位控制，信號配時，分為高峰時段和平峰時段，分別見下圖：圖15師范學(xué)院前路段高峰時段信號配時圖圖16師范學(xué)院前路段平峰時段信號配時圖該路段渠化設(shè)計及交通設(shè)施配備見附圖。建議通過對伊寧市上述關(guān)鍵路口和路段交通改善的研究，提出如下建議：（1）以上交通改善設(shè)計實施后，建議一年內(nèi)通過建設(shè)單位與研究單位的共同跟蹤調(diào)查和評價，及時發(fā)現(xiàn)新問題和調(diào)整微觀實施方案；從宏觀上和長遠(yuǎn)看，局部區(qū)域的交通變化隨著交通參與者和各類車輛的不斷增加，現(xiàn)行的優(yōu)化組織方式也會在將來變得不適應(yīng)，應(yīng)此需要不斷調(diào)整交通組織的具體實施方法；（2）交通改善設(shè)計的基礎(chǔ)是進(jìn)行交通調(diào)查，而要達(dá)到最優(yōu)化效果，就必須需建立系統(tǒng)的交通流要素數(shù)據(jù)庫，而該數(shù)據(jù)庫還可用于涉及幾乎伊寧市所有的交通項目，同樣是這些項目的基礎(chǔ)；（3）交通改善設(shè)計是根據(jù)伊寧市交通規(guī)劃在某個時間段形成的交通建設(shè)計劃的一項局部工作，應(yīng)此，盡快建立伊寧市中長遠(yuǎn)期三大規(guī)劃，特別是交通規(guī)劃，是使伊寧市交通發(fā)展有序可持續(xù)發(fā)展的重要一步，從國內(nèi)外城市交通發(fā)展情況特別是新疆各類城市交通發(fā)展進(jìn)程來看，是一項里程碑工作，具有重大意義，也是我國各級政府在交通戰(zhàn)略發(fā)展方面的要求；該類研究工作的開展，中央和各級政府近年來始終導(dǎo)向于建立長期合作的“產(chǎn)學(xué)研”一體化機(jī)構(gòu)，充分利用地區(qū)人才和研究資源，為地區(qū)作長期的多方面的服務(wù)；（4）交通管理與設(shè)施建設(shè)，已從過去的單方面的實施，轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)建設(shè)實施方式，具有代表性并得到普遍認(rèn)同的現(xiàn)代交通運輸管理系統(tǒng)就是我國和自治區(qū)在“十一.五”及以后經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和科技發(fā)展規(guī)劃中都要求的發(fā)展智能運輸系統(tǒng)（ITS），而要開發(fā)ITS項目，就必須根據(jù)