杨 林 　 赵 琦

(东北林业大学,黑龙江 哈尔滨　150040)

立体交叉属于道路连接的主要环节，在道路事业运行过程中具有重要的作用，环形立交属于立体交叉的特殊方式，被广泛使用到道路交叉路口中，能够有效解决道路平面拥堵的问题。环形立交属于交织型立体交叉形式，其主要是根据道路平面中的环形交叉为基础发展的，被广泛应用到主干道中直行交通量较大的多路交叉路口中，其主要目的就是保持直行车辆的运行通畅，并且不用布设交通信号灯，有效提高了交叉口通行能力，保证车辆行驶的畅通性。但是因为种种原因导致环形立交的通行能力大大降低，所以本文就分析城市环形立交的通行能力，提出了相应的优化策略。

1　城市环形立交通行能力的分析

现代城市环形立交通行能力的特点主要包括：一般环形交叉口进口右侧的车道在驶入出口右侧的时候都是直接右转，部分车辆的出入环车流相互交叉在环形车道中。左侧车道车辆大部分都是直行或者左转相较于出环车流。小流量的时候，进环车流及出环车流车头的时距较大，车辆能够随意的进入冲突点，不能够影响到冲突车流[1]。在流量持续增加的过程中，进出环车辆都是根据冲突车流，从而交叉通过。如果车流量比较大，那么就不能够进行交叉通过，车辆在行驶过程中就要排队。环形交叉口主路大部分都是环形车流，支路大部分都是进环车流，主流车流能够随意的进行移动，支路车流无法随意移动。在分析城市环形立交通行能力时候的基础为间隙接受理论，之后计算模型，以此对不同道路交通交叉口通行能力进行计算和分析。环形交叉口的通行能力计算可以根据交叉口的控制方式实现，包括信号控制和无信号控制两种[2]。

1.1　环形交叉口

图1为环形交叉口示意图，目前我国的环形交叉口都是有两条进口及环道车道，在交叉口中的车辆能够来回的在环道及左侧车辆中来回的交叉。假设左侧车口道交叉口车辆为Ce1，右侧进口道交叉口车辆为Ce2，那么C2就是Ce1+Ce2，计算公式为：

在对Ce1计算的时候，当流车辆为左侧环道车流量，所以当量车流及原来车流的关系就是：当量车流等于内侧环道及外侧环道中的交通量，如果当量车流的时距比较小，那么服从分布就比较均匀，如果当量车流时距比较大，那么其服从分布就要根据移位指数进行[3]。P属于当量车流时距较小的概率，环道中车流平均车头时距作为h，因为车流为均匀的分布，所以P(t≤tm)≤tm/h，并且还满足P(t≤tm)+P(t≤tm)=1。以此推算出左侧车道的通行能力计算公式为：

上述为交叉口基本的通行能力，还是交叉口条件较为理想时候的通行能力，但是在现实生活中的通行能力会由于多种因素的影响，所以就要满足实际情况需求。因为交叉口侧进口车流的流向及干扰都会影响到环形交叉口的通行能力，以下就对其进行一一的说明。

1.2　横向干扰系数

表1为横向干扰系数的影响，干扰系数表示为Fs。

表1　横向干扰系数的影响

1.3　左转及右转修正系数

通过以上计算公式实现模拟运算，使用回归方式得到左转车流修正系数，公式为：

FL=1.14-0.92βL。

其中,βL为左转车流向的比例。

通过上述计算公式实现模拟运算，使用回归方式得到右转车流的修正系数，公式为:

FR=0.76+1.6βR。

其中,βR为右转车流向的比例[4]。

1.4　流行比的修正系数

在实际交通过程中，各个方向的进口车道的车流量并不相同，一般都是两条相连的道路流量比较小，其他两条连接道路流量比较大，使用大流量及小流量的比分析结果，从而得到流量比修正系数：

FM=0.88+0.11PM。

实际的环形交叉口通行能力等于修正系数和通行能力两者的积。

1.5　服务水平

环形交叉口的通行能力能够充分的展现出自身性质和功能，其能够估算环形交叉口的交通量，并且交通量还会根据道路等级、管理、交通和路况的不同进行不断的变化[5]。在评价交叉口服务水平时要实现交通量及通行能力两者的比，也就是V/C，表2为交叉口服务水平的评估标准。

2　城市环形立交的优化

2.1　信号控制十字型交叉口通行能力

通过以上分析表示，城市环形立交交叉口的通行能力和多种因素具有密切的联系，为了能够使计算更加方便，就要先将其中的变量进行确定。t0=2.3 s，大型车及小型车两者的比为2∶8，ti可以取2.5 s。假如四个进口交通量相同，信号控制十字型交叉口使用两相位控制，取每个方向的等效交通量每小时550辆，从而得到信号周期T表示为114 s，黄灯的时间表示为3 s，绿灯的时间为108 s，两个相位绿灯时间为54 s。通过城市道路设计规范方法对不同左转比例及入口车道信号控制十字型交叉口通行能力进行计算[6]，其中单车道的通行能力为2 096 pcu/h～3 464 pcu/h，双车道的通行能力为2 830 pcu/h～5 392 pcu/h，三车道的通行能力为2 836 pcu/h～7 392 pcu/h，四车道的通行能力为3 828 pcu/h～7 580 pcu/h。

2.2　无信号控制环形交叉口通行能力

无信号控制交叉口通行能力主要研究的是单环及双环两种车道的通行能力，如果交叉口比双环车道通行能力大的时候，就要增加信号控制。如果道路运行主要为小型车的时候，创建数据调查，te=6 s，tf=3 s，tm=2 s，表3为α和qr的范围，将值代入到公式中可以对环形交叉口通行能力进行计算。

2.3　信号控制交叉口通行能力

分别计算单重信号控制中单环道和双环道的通行能力，通过计算通行能力得到不同背景下的环形交叉口通行能力，见表4。

表4　环形交叉口的通行能力

2.4　通行能力的对比

根据以上的数据分析对比环形交叉口及信号控制十字型交叉口的通行能力，表5为对比的结果。

表5　两种交叉口的通行能力对比

通过表5表示，在条件相同的背景下，信号控制十字交叉口通行能力比环形交叉口要大，有信号控制通行能力大于无信号控制；在信号周期和左转、右转比例等多种因素变化的过程中，交叉口的通行能力也会出现变化，环形交叉口会因为环道半径中的因素出现变化，平面环形交叉口被广泛应用到多道路相交或者左转交通大的交叉口，一般不能够在主干路及快速路中使用。在相交的道路大于八条的时候，道路就要考虑适当的合并之后与交叉口相接。

环形交叉口交通量要小于十字型，但是环形交叉口的通行能力特点主要包括：环形交叉口在通行能力范围中运行时候的车辆延误比其他控制方式及形式交叉口要低，并且环形交叉口能够迅速安全的进行相互的转向，并且在没有左转车道的交叉口中也能够实现。由于环形交叉口和其他方式交叉口中的延误及停车次数、间隔较小，所以环道的环境效益较高。并且在交通流比较高的时候，排队车辆也是缓慢前进，但是并不是完全停止的，从而能够降低空气质量及噪声的影响，从而降低燃料的消耗[7]。

3　结语

环形立交和其他互通式立交相比能够节约占地，并且形式较为简单。被广泛应用到部分西方国家中，目前，我国也开始使用环形立交，但是目前关于环形立交的改建及优化是大部分城市所面临的难题。基于此，本文就对现代城市环形立交通行能力进行了分析，并且针对其中的问题进行了优化，通过实例表示，优化之后的城市环形立交通行能力有所提高，整个车道的通行也变得井然有序。