施 雯

（陕西青年职业学院财经系，陕西 西安 710064）

引言

交叉口是城市道路交通系统的重要组成部分，是城市交通的瓶颈。存在潜在的交通流冲突是城市交叉口的固有特性。来自各个方向的车流集中在交叉口造成众多的冲突点，导致交叉口常常人车纠结，效率低下，并且往往是交通事故的多发地带。据统计，城市整体交通中有约45%的交通事故发生在交叉口；14%的恶性交通事故发生在城市中央商务区，而其中 2/3发生在交叉口[1]。

环形交叉口是城市交叉口中常见的形式之一，其利用车辆绕环岛交织行驶，能够在空间上解决道路相交车辆的冲突问题，在不超过其通行能力的情况下车辆行驶安全，不需要设置较多管理设施，且车辆能够连续行驶，节省燃料的同时还能减小噪声、污染和磨损。随着交通需求日益增长，其缺点也暴露无遗。当交通流超过最优通行流量时，环形交叉口会出现整个路网饱和度提高、车辆阻塞、车均延误增大等问题，导致通行效率降低[2]。

本文通过对西安市南二环朱雀路环形交叉口、含光路环形交叉口、劳动路十字形交叉口进行实测研究，计算分析对比了环形交叉口与十字交叉口通行效率与安全性，并提出相应的改善措施来提高交叉口的通行效率和安全性。

1 交叉口基本情况

1.1 信号配时

统计三个路口交通灯信号配时，例如表1为朱雀路口的交通灯信号配时。

表1 朱雀路环形交叉口信号配时

1.2 交通流情况

根据调研得到交叉口分流向、分车型的机动车交通量统计[3]，换算成标准小汽车交通当量，并选出流量最大的15min换算成设计小时交通量。各种车型的小汽车当量换算系数有中国公路学会《交通工程手册》查得。计算得到的三个交叉口高峰小时平均流量。

2 交叉口通行效率分析

朱雀路交叉口、含光路交叉口和劳动路交叉口采用不同的交叉口类型，朱雀路交叉口、含光路交叉口是环形交叉口，劳动路交叉口则是十字形交叉口。朱雀路交叉口和含光路交叉口采用不同信号控制方式，朱雀路环形交叉口采用左转二次信号控制方式，而含光路环形交叉口采用一般的信号控制方式。因此三个交叉口的通行效率是不同的。

表2 各交叉口通过距离

本文依据最小车流速度、高峰小时平均流量和通行能力等指标评价通行效率。在经过实地观察，发现车辆通过三个交叉口的距离不同，通过测量如表2所示。

2.1 最小车流速度

由三个交叉路口各个进口直行车辆的通过距离和信号灯配时中的绿灯时间，根据公式（1）求得各个进口直行车辆的最小车流速度。

式中：vmin—各个进口直行车辆最小车流速度；

L—各个进口直行车辆通过距离；

Lbe—对应的绿灯时间。

朱雀路交叉口北入口直行车辆vmin计算如下：

按照上面步骤把数据依次代入公式（1）得出各个进口直行车辆的vmin。绘制折线图如图1所示。

图1 各交叉口直行车辆最小车流速度

朱雀路环形交叉口采用左转二次信号控制，左转车辆在直行绿灯启动时，需在待行区域等候，等到左转专用相位的绿灯信号启动时方才执行左转。朱雀路环形交叉口左转车辆通过交叉口分两段距离处理。

三个交叉口左转车辆最小车流速度计算结果如表 3所示：

表3 左转车辆最小车流速度 单位：km/h

2.2 交通流密度

根据三个交叉口的高峰小时平均流量以及三个交叉口各个方向的通过距离，由公式（2）计算各个交叉口直行车道、右转车道、左转车道的交通流密度。

式中：K—交通流密度（辆/km）；

N—在L长的道路上拥有的车辆数（辆）；

L—道路长度（km）；

劳动路北入口直行车辆交通流密度：

同理，计算各交叉口不同转向的交通流密度如图2所示：

图2 各个不同流向交通流密度

2.3 通行能力

根据各交叉口的高峰小时平均流量以及实际测得的车流数据，计算得各个交叉口的通行能力[4]如表4所示：

表4 各交叉通行能力

2.4 通行效率分析

文章以最小车流速度、高峰小时平均流量、通行能力为指标分析各交叉口通行效率，通过以上计算及其图表的反应，得出以下结论：

（1）在绿灯时间内，朱雀路环形交叉口和含光路环形交叉口直行和左转车流的最小速度分别比劳动路十字形交叉口直行和左转车流的最小速度高；

（2）在同一交叉口内，南北入口直行车流最小车流速度比东西入口直行车辆的最小车流速度高；朱雀路交叉口和含光路交叉口，南北方向左转车辆最小车流速度高于东西方向左转最小车流速度，而劳动路交叉口相反；

（3）朱雀路环形交叉口采用了左转二次信号控制方式，车辆左转最小车流速度比含光路环形交叉口和劳动路交叉口的高。

（4）劳动路十字形交叉口交通流密度比含光路环形交叉口和朱雀路环形交叉口交通流密度大，同时含光路环形交叉口交通流密度比朱雀大街环形交叉口交通流密度大；

（5）含光路环形交叉口直行和左转车道交通流密度比采用左转二次信号控制的朱雀路环形交叉口交通流密度大。

（6）劳动路十字交叉口通行能力＞含光路环形交叉口通行能力＞朱雀路环形交叉口通行能力。

3 交叉口安全性分析

本文以冲突点作为交叉口安全性分析指标。在交叉现象中，冲突分为交叉冲突、分流冲突和合流冲突。所谓交叉冲突指两个不同方向的交通流相互交叉时发生的冲突；分流冲突指在分流现象中，一个方向的交通流分成两个不同方向的交通流时发生的冲突；合流冲突指在合流现象中，两个不同方向的交通流汇合成一个方向的交通流时发生的冲突[5]。

通过Vissim微观仿真中的优先权设置，可统计各交叉口无信号灯控制和有信号灯控制时的冲突点数量，如表 5、6所示：

表5 各交叉口无信号灯控制冲突点数量

表6 各交叉口有信号灯控制冲突点数量

对比有无信号灯控制交叉口冲突点的数量，很明显信号灯控制有效的减少了交叉口冲突点的数量，使得车流相互干扰减少，对交通安全的影响也减少。

4 结论及提升建议

（1）劳动路十字交叉口通行能力高，交通流密度大，最小车流速度小，安全性高，而朱雀路环形交叉口通行能力低，交通流密度低，最小车流速度大，存在安全隐患，相比之下，含光路环形交叉口通行效率居中，存在安全隐患；

（2）车辆更容易通过劳动路十字形交叉口和含光路环形路交叉口；

（3）劳动路十字形交叉口各个车道交通密度最高，道路的利用效率最好。朱雀路左转车道的利用率、断面通过的车辆数比含光路环形交叉口低，其通行效率比含光路环形交叉口低；

（4）为了提高十字交叉口和环形交叉口的通行效率和安全性，可以采取一定的工程手段，如优化相位分配、增加交叉口安全设备、加强监督管理等措施加以改善[6]。

[1] FHWA Course on Bicycle and Pedestrian Transportation[M], FHWA,Washington,D.C.,2001：111-111.

[2] 南佩凤.环形交叉口通行能力与信号控制方法研究[D].长春：吉林大学,2014.

[3] 同济大学,上海市工程建设规范城市道路平面交叉口规划与设计规程[R],上海：2001.

[4] 黄合来,张可可.环岛改信控交叉口的通行效率和安全水平评价[J].湘潭大学自然科学学报,2013：49-57.

[5] 管晓伟.基于交通冲突技术的平面交叉口安全评价研究[D].北京：北京交通大学，2007.

[6] 张海楠.城市环形交叉口通行能力分析及其改善措施研究[D].西安：长安大学,2012.

[7] 林雨平,基于交通冲突的信控环形交叉口交通安全分析[D].福州：福建农林大学,2010.

[8] 李作敏.交通工程学[M].北京：人民交通出版社,2011.