净月大街与博学路交汇交叉口现状分析

第1章绪论1.1背景目的及意义可变车道是解决城市上下班早晚高分时间段的交通量分布情况不平衡造成交通堵塞的有效方法之一,在近几年来在各大城市中都相继设施了交叉口渠化可变车道的方案。进一步解决了交叉口交通堵塞的情况。合理的设置可变车道可以有效地缓解交通拥堵的问题,能够在现有的资源下有效地提高交叉口的通行能力。在当今社会,随着社会的进步与发展人口的数量在不断的增加,各家各户的生活质量也随之增加,人们出行为了快速与便捷大多会采用自己驾车的形式出行,这就对社会的交通情况产生了一定量的影响,时常会发生交通堵塞的情况,可变车道会根据道路的现状进行优化从而会减少交通堵塞的情况。如何有效地设置可变车道主要有以下几个方面:（1）交叉口现状调查（2）相位配时（3）预信号的设置（4）流量流向图（5）交叉口渠化现状通过对可变车车道的设置可以缓解交通拥堵的情况发生，减少车排队等候的时间，可以更好的利用道路的资源去改进道路的通行能力。可变车道在当今社会的交通堵塞中扮演着重要的角色。可以更有成效的减轻交通堵塞，交通道路的有效运行主要就是保证车辆能够短时间内流畅的通过，这成为了今天我们所面临的重点和难点，可变车道在国内的应用越来越多，但是在缓解交通运输拥挤现象上的设计却不是十分合理，只有科学的进行规划，才有利于可变车道的设置。1.2国内外现状为了有效缓解城市道路的交通拥堵，对国内外可变车道的应用和研究现状进行了对比和分析，并分析了国内外可变车道研究的一些没有太完善的方面。1.2.1国内外应用现状国外应用的现状是美国华盛顿罗斯福大桥上有一辆专用工程车，这辆专用的工程车所做的工作十分特殊，它只负责每天早晚呢将道路中奖的水泥隔离墩进行移动，通过人工的方式设置不同的进出车道，因此这座大桥上的进出车道每天都是在变化的。江苏省南通市青年东路五一路口处也是国内比较典型的可变车道设置的路段，此路段的交通控制指示灯具有双重功能，分别是指向不同颜色不同，这里的信号灯分为白色和红色两种，标示着直行和左转，这种灵活的运用能力也使得目前我国道路发展独具特色。此外，在深圳梅岭湾进行了潮汐通道应用的现场试验。在高峰时期，在美关路出口的快车道上，一条车道由锥管分隔，从西向东增加到三车道，从相反方向向一车道下降，从而缓解高峰时期交通流量的压力。棉花街是重庆市渝中区重要的CBD主干道，经过这些年的发展已经改成协调性控制信号系统，能够灵活的对交通状况进行实时监测，重庆市的潮汐阶段道路较多，总体来说现阶段的交通状况已然不是很理想。此外，南京、广州、大连、贵阳、济南等城市也在尝试或测试潮汐通道。在浙江省杭州市部分地区，可变车道已应用于城市道路交叉口。1.2.2国内外研究现状（1）国外研究现状美国Davekinnecom[1]在2014年关于可变车道的初步方案，这个方案在设计过程中被进一步优化，现在已经被应用到了犹他州盐湖城地铁区域，Dave的可变道设计方案在美国的整个道路运输系统中起到了非常重要的作用，这一套可变车道系统能够将道路的实时状况与信号控制系统相协调，在交叉口处通过信号灯指引对整个道路系统进行引导，并不断出具数据让出行者能够了解最新路况。Brianwolshon博士[2]和LaurenceLambert也在学术界对可变道系统进行了研究，这两位博士在美国的交通运输系统中非常有名气，多项成果已经获得实施，本次关于可变道系统的研究更是展开了大胆的设计，将未来可变道系统控制方法进行了预测，并提出了一系列可能为美国交通运输系统提供指导性的建议。英国的Bryan-Lawrence-Lambert[3]则一改研究作风，通过对可变道设计的不同路段的可行性进行了系统的研究，他提出在人行街道道路岔路口处不仅要注重道路的通行能力，更要注重的是来往行人的安全，对可变道设置的先决条件进行了总结，为相关学者提供了有积极意义的指导。（2）国内研究现状吉林大学李丽丽、曲邵伟、王殿海[4]对于主干道控制系统以及可变车道提出了一种关于“双停车线线引导方法”文章中提出通过预告信号灯的引导方式将车流与车辆行驶方向进行科学的规划，同时主信号灯与预信号灯相辅相成，为出行者提供了多种选择，这种研究方式在当前道路发展中可能不会被使用，毕竟还在实验阶段，但是未来可能会被广泛使用，还是有一定的先进性的。这种双停车线的引导方法能够对道路的情况进行实时的转换，使主预信号能够更好的搭配结合，提高交通道路的服务能力。同济大学马万静、谢汉洲[5]两位学者对于可变车道进行了另一种研究，主要的研究内容与吉大的李丽丽思维方式有一定的相似性，也是主张主信号和预信号双灯同时实施，但是不同的是，本篇文章中将主信号与预信号又重新进行了定位，将其所能够使用的时间点进行分离，设置了定时参数，将不同的参数通过信号周期和信号方向等进行合离，科学的对双灯同时使用的未来发展模式进行了下一步的规划。这种模型化设计能够有效的改善路况，在我国未来道路发展过程中将被有效的利用。同济大学陈东景、李林波教授[6]两位学者主要的研究出发点在于缓解交通拥堵问题，交通拥堵问题也是目前我国大多数城市所面临的交通问题之一，虽然大部分城市都再通过扩宽道路或者建设高架桥等方式缓解交通堵塞，但是并没有从根本上解决拥堵问题，两位教授在其文献里写到了通过交通信号控制的方式，将中预信号控制灯在道路服务能力中进行有效的利用，同时结合不同的交通状况将其应用到模型当中，进行精密数据的测算，同时还提出了中预信号车道属性转换的时序方案和计算方法。东南大学交通学院贾晓欢、李文泉、邱凤思[7]的研究方向更着重于现阶段的路况，从车道数、车道利用率以及目前因道路问题拥堵延误的数量进行研究，并在此基础上进行设置预信号的条件的研究。后面研究总结中给出了具体的数据，为我国未来发展主预信号控制系统做好了提前的铺垫，给出了指导性建议。（3）研究综述可变车道控制系统的研究目前在国内外都比较充分，总体来说，可变道车道综合主预信号控制系统能够更好的综合现阶段我国道路发展情况，并且为我国未来交通发展提供积极的指导作用。但总体来说关于公共交通的实地实施研究很少，而且大多是基于公共交通的优先性。国外对可变车道的研究越来越关注与重视，而国内的重视程度还需要改善。并且研究的方面还是比较少。1.3研究内容与路线博学路与净月大街时常会发生交通堵塞的情况，特别是上午七八点钟和下午的五六点钟堵塞的情况更为严重，主要堵塞的位置是博学路通往净月大街左转和净月大街前往博学路右转，两段路口的车流量比较大而道路又相对较为狭窄，所以时常发生交通堵塞的情况，净月大街又为道路的主要路段，除了早晚高峰时期其他时间段的交通流也比较大，所以把净月大街作为主要的研究目标，分别对净月大街的直行左转右转的问题进行进一步的研究与调查。并对得叠加相位可变车道的实施和与预信号的设置还有博学路的左转问题为主要的研究内容。怎样合理有效地对道路进行布置与路线的行驶需要进一步的调查与分析。第2章研究方法2.1预信号的设置预信号的设置在交叉口协调控制中有着重要的作用，可以提高服务水平以提高通行效率。从时间的方面研究了预信号系统信号配时方案的布置发法。本文以道路的管理与设置为主要的研究,对预信号的和相位方案设置信号周期进行研究与规划,并涉及主、预信号协调设计的内容。交通预信号是公共交通车辆、交通信号控制和交通诱导的多系统集成应用。交叉口入口处设置两条停车线，为停车和等候红绿灯做好一定准备。同时，为了区别其他交叉口必须设置可变信息指示标志，提醒驾驶员要注意交通规则信号预控引导常用于公交信号优先，也见于人行横道和交叉口，距离一般为30-50米，需要优先考虑行人。我国还开展了多方面的预信号技术研究，在上海市张杨路世纪大道交叉口的预信号控制方案设计、预信号交叉口交通运行分析等各方面都取得了相关的研究成果。为了保证行人的优先权，设置了车辆预告信号，实施效果非常好。2.2可便车道的设置可变车道受潮汐交通的影响交叉口的流动方向会不一样,会使入口道路利用率降低，会造成拥挤。比较常见的方法是设置一条比较适用于交叉路口的导向式可变车道。在一定的方法上提出了以可变车道信号交叉口的优化设置方法。为了寻求交叉口方向的均衡,其目标是尽量减小同一相位不同方向的流量比与总流量比之和的差。根据入口各方向的交通量,进出口的通行能力的相等约束的条件。并且也需要考虑右转共同车道的设置的问题，需要建立车道的划分的设置模型。研究表明，公交预信号对其他社会车辆具有延时和油耗损失，特别是在一定时期内首站线前没有公交时，预信号的设置不是无条件的。经分析测试，信号预控的实施条件应尽可能满足以下条件：（1）有公交车进入候车区的通道，社会车辆不会对公交车进入候车区造成干扰。（2）高峰小时流量达到总流量要到20%。（3）没有隔离带，防止车辆变道进入候车区。（4）需要有一定距离足以保证换道的空间。叠加相位是指在一个相位结束之前开始另一个相位的一个或多个交通流(或在一个相位开始之前结束前一个相位的一个或多个交通流)。总之，之间存在重复。2.3设定条件十字路口至少有三个相位。只有当一个入口的两个方向都是同一个交通流大的方向，且两个交通流之间没有冲突时，才能设置叠加相位。[示例]如果存在流关系a>b，C>D，并且流组合a和C（或b和D）是非冲突流，在这种情况下，可以在第1阶段和第2阶段之间添加如下图2A'所示的“小相位”（如果存在相反的流量关系，可以使用2b'）。在实际应用中，一般来说，入口方向的直流和右转流的流量比远大于入口方向的左转流的流量比。在单向旋转的三相交叉口中，可以考虑双向直行和右转相位。2.4叠加相位的建议叠加相位的应用需要一定的条件的，一些方向的交通流是不均衡的。即使说这种会产生一定的区别，但并不总是明显的。所以，什么时候使用叠加相位以及使用什么样的叠加相位需要进行进一步的分析。叠加相位可以有效的提高道路的通行能力，可以把可变车道作为研究的主要对象，根据道路的特性进行具体的分析。第3章净月大街与博学路交汇交叉口现状分析3.1交叉口现状调查净月大街与博学路交汇交叉口位于长春市南关区，地理位置相对比较的复杂，距离交叉口379米处有轻轨站，轻轨站附近有吉林外国语大学、吉林财经大学、东北师范大学附属实验学校、福祉大路派出所、东北师范大学、迅驰广场、迅驰净月大学城等。由于净月大街与博学路交汇的交叉口附近几百米处含有多所学校和商场居民楼等，所以交通量很大每当早晚高峰时期时常会出现道路拥堵的现象发生，经过调查发现早高峰一般在上午的七八点钟和下午五六点钟学生上下学和附近的商场工作人员上下班和附近的居民上下班，博学路与净月大街的交叉口发生拥堵的现象，并且博学路的道路数量较少且道路又较为狭窄时常会发生道路拥堵。特别是博学路通往净月大街左转和净月大街向博学路右转的道路拥堵的现象十分的严重，博学路的道路宽度为16米，由四条道路组成，有一条专门的左转车道和一条左转和右转合并的车道。右转车道的道宽为4米道路。每小时的交通量为798辆车。绿灯的行驶时间为86秒红灯76秒，交通量较大而绿灯的时间相对较少，所以时常会发生拥堵的情况。净月大街是城市道路的主干路道路的总宽度为50米，有3米宽的两条绿化带把主路与附路隔离开来。出口道净月大街设有专门左转的车道但交通流量并不大，左转的绿灯时间为53秒，由于车流量并不是很大所以绿灯的时间也相对较少。而右转与直行的车流量就比较多，直行每小时728辆，右转车辆为202辆车。进口道车道交通总流量约为900辆。其中左转479辆直行846辆右转148量测。为绿灯时间较长，但是由于车流量很大，虽然绿灯的时间比较多但是还是会发生拥堵的现象。但金屏街左转、右转车流较少，很少发生拥堵。3.2交叉口渠化本文主要研究了博学路与净月大街交叉口，在上班上学时的早高峰期对道路的情况进行了调查，如图2-1所示西北与东南方向是净月大街道路总宽度为50米，8米的主干道路6.5米的辅助道路还有3米的绿化带。西南方向为博学路总宽度为16米道路较为狭窄4米的专门设置的左转道路和4米宽左转右转合并的道路，北面是金屏街总宽度为8米只有两条道路组成，道路狭窄车流量少。净月大街由八条车道组成直行的两条车道当临近交叉口时变为两条直行的车道和一条专门的左转的车道允许车辆在信号交叉口左转，与右侧的车道用绿化带隔离开来设置成两条辅助车道一条为直行车道一条为直行和右转车道。博学路与金屏街交叉口错开。博学路有四条路，其中一条是左转专用道另一条为左转与右转的车道，金屏街只有两条道路组成道路较为狭窄。2-1净月大街与博学路交叉口地图3.3相位与配时净月大街与博学路交汇的交叉口是三相位的车道，第一红灯相位是净月大街方向直向行驶绿灯时间为90秒黄灯时间为3秒周期为165秒。第二相位是净月大街左转绿灯时间为53秒黄灯3秒。由于博学路与金屏街交错开来所以博学路没有直行车道只有一条专门的左转车道和一条左转和右转合并的车道。当净月大街绿灯直行时博学路与金屏街不允许左转的，净月大街直行的绿灯时间为90秒。当净月大街左转为绿灯时金屏街与博学路禁止通行车辆即使绿灯时间较长但是由于净月大街是城市的主干道路车流量很大每小时有近900的车辆行驶，绿灯时间不能够满足交通量，时常会发生拥堵。金屏街与博学路的左转的绿灯时间为86秒。金屏街的车流量很少，每小时只有39辆车很少会有绿灯结束而还有排队车辆没有全部行驶的情况发生，博学路的情况却有所不同，博学路虽然道路的数量较少，但是由于博学路上有许多学校与商场所以早晚高峰时刻时常会发生拥堵的情况。绿灯时间结束排队的车辆还没有完全通过交叉口。如图3-1，图3-2。表3-1信号配时表绿灯时间（s）黄等时间（s）周期（s）第一相位903165第二相位533第三相位863图3-2信号配时图第一相位绿灯90s黄灯3s红灯72s第二相位红灯93s绿灯53s黄灯3s红灯16s第三相位绿灯86s黄灯3s红灯76s该路口为三相位交叉口，净月大街两条车道交错开。如图3-3所示。交叉口相位图3-33.3交通量调查交通量是描述交通流特性的重要方法之一。在近几十年来,国家公路网对交通量进行了反复的检测为加精确、有价值的数据，在各城市对道路进行了更加具体的检测。方便可以掌握交通量的分布特征、交通量的各种变化规律及影响因素,为道路网进行规划、道路设计与建设。交通管理与控制提供可靠依据,项目、交通安全、道路环境等经济分析及效果都有很重要的影响。交通量调查与分析获得的成果可用于:(1)反映了某一处的地点、路段、交叉口交通的组成、时空分布,交通量随着时间的变化所产生的变化规律,据此预测出交通量和他的发展形势;(2)为了改善交通规划、运营管理控制提供交通流量、流向等数据；(3)反映了其中以部分的交通量调查结果,决定改变道路的先后,为所投入的人力、物力做具体的计算和投资的安排。(4)可以表示道路的特性，确定道路预信号如何设置。(5)为道路的设计及交通的控制设计提供了精准的交通量数据。(6)反映设置前后交通量的变化，评价道路服务水平和交通管理措施的效果。(7)为交通研究提供交通量的变化规律;(8)用来计算出道路的通行能力；(9)制定了交通有关的政策法律法规与科学理论研究提供基础做了有效的数据。混合交通是我国道路交通的主要方式之一。道路上的各种车辆混合在不同大小的车辆中行驶、速度，对通行能力和行车安全有很大的隐患。而混合交通在不同的时间、不同的地段的交通无法比较,为了求得统一的设计标准,是交通量具有可比性,需要把交通车辆进行换算,使之可以更加的准确。如图3-3,图3-4所示。表3-3货运车型换算系数表车型大小载重量（t）换算系数小<0.60.30.6-30.5中3.1-9.01.09.1-15.01.5大>152.0托挂车2.0根据换算后的车辆在早高峰时期对道路进行了数据的统计，西北方向净月大街入口总流量为1473辆车，其中有左转驶入479辆车是金屏街方向向净月大街方向行驶，右转车辆148辆车是博学路方向向净月大街方向行驶，直行车846辆车。净月大街东南方向总量为720辆，其中直行452，左转驶入76辆车、右转驶入202辆车。博学路总车流量为778辆车，其中左转328辆车，金屏街通往博学路有52辆车，净月大街驶入博学路右转398辆车。金屏街总交通驶入辆为232辆车，左转驶入辆为78辆，右转驶入辆为72辆，由博学路驶入金屏街车辆为82辆。详细如表3-4、图3-5所示。表3-4当量小汽车换算系数车种换算系数自行车0.2二轮摩托0.4三轮摩托0.6小客车或小于3t的货车1.0旅行车1.2大客车或小于9t的货车2.09-11t的货车3.0铰接客车或大平板拖挂车4.0图3-5交叉口流量流向通过图3-5可以看出由博学路向净月大街方向行驶的车流量较大而由金屏街向净月大街方向行驶的车辆很少，这与周围的环境有很大的关系。由于净月大街为城市的主干道路所以来往的车辆少，博学路附近有东北师范大学附属中学、和吉林财经大学、吉林警察学院等学校，还有迅驰广场购物中心和附近一些居民楼所以车流量就大一些。而金屏街方向的建筑物比较少可也没有购物中心所以车流量也较少。交通量可以充分的表达出每个路口的车流量的情况，根据不同的车流量道路的绿灯分配时间也有所不同，净月大街的车流量比博学路和金屏街的流量因此所分配的绿灯时间较长。3.4本章小结本章主要对数据进行调查与整理，通过对交叉口的现状图调查可知净月大街的车流量很大，车道数为双向五车道路，直行与右转的车流量大左转的车辆相比右转的车辆较少，所以如何设置可变车道，可以从道路左转与直行的方面进行进一步的分析与研究。由于通行时间相近，选择改变车道的数量或者改变绿灯的时间等方面入手。博学路与净月大街交叉口道路比较复杂，时常会发生拥堵的情况。合理地设置可变车道会对道路有有所改变。减少拥堵的状况发生，使道路的通行能力提高，使上班上学的人们和附近的居民工作效率也会提高。所以如何设置可变车道为本文的主要研究内容。

第4章可变车道4.1可变车道应用情况在最近几年来可便车道在我国的城市中有更多的应用很多地区已经设置了可变车道，设置的效果明显，情况有所改善。在最近几年当中,根据国内所掌握和已经研究出来了一些方法，如何设置可变车道以及应用条件、方法和手段,特别是在交叉口。随着实践的不断改进,在交通量大符合可便车道设置的条件的交叉口设置可变车道，虽然可变车道的设置看似容易，但是需要进行相当大的调查与分析，还有许多复杂和问题需要改进。4.2在信号交叉口转向可变车道和预信号（1）在信号控制交叉口入口处转入可变车道入口道路的行驶方向不仅是直行，而且是左转和右转。交叉口入口渠化车道的功能可根据调查交叉口通行能力的变化而改变，从而改变转弯交通量的变化。因此，可以更有效地利用道路交叉口入口道路的唯一车道资源，在交通量不稳定的交叉口，缓解交通压力是一种交通控制策略，同时，既要有工程措施，又要有管理措施，也需要相应的政策法规的支持。有效地利用可便车道可以提高道路的利用资源，提高道路的通行能力。（2）预告信号进口道可变车道设置就是信号交叉口的停车主线信号设置，防止信号交叉口行驶内车辆的混乱,用于提前通知驾驶员车道特性。它最初是从信号交叉口公交优先控制的概念发展而来的。可以有效的提高通行能力，减少拥堵。4.2.1信号定时条件在道路实施可变车道时需要个交叉口的渠化各个交叉口的交通流的数据作为基础，交通流的数据需要在交叉口设置一个检测器才能够提供更为准确的数据。还需要根据前面所调查的数据结论可以知道，主要是检测左转和通过交通量，确定无障碍车道的类型，因此，有必要进一步检测和分析交叉口各方向的交通流和方向。这要求检测信息应包括交叉口入口处停车线各车道的交通流量释放。变车道信号交叉口有增宽车道时检测器布置示意图。如图4-1所示(以五条进口车道为例)。图4-1有拓宽情况下信号交叉口检测器设置图信号交叉口入口的交通流量释放可以通过嵌入停车线的检测器检测。同时，将检测到的交通流信息实时上传到信号机的后部。信号控制器能够实时分析和判断交通流数据，选择合理的可变车道预信号控制方案，有效提高道路交叉口入口渠化车道的利用效率，减少因车辆转向问题变化较大而造成的交通拥堵。4.3信号交叉口入口可变车道控制方向交叉口众多是目前我国交通堵塞的一个最大原因，在交叉口处设置信号控制系统，严格把控不同路段所采用的不同信号控制时间，并将其综合可变车道，提升道路的运输能力。左转的交通流和直行的交通流过大至到饱和状态，而可变车道处于非饱和状态。在这种状态下，改变可变车道交通流的方向，即对信号交叉口的信号配时方案进行进一步的修改与改进。可变车道可以采用有效的方法来分配道路上的车流量，有效地缓解交通情况。处理好直行与左转之间的关系，这种方法称为可便车道。从下面几处做了进一步的分析例如，将可变车道的优点和缺点与其他模式结合起来考虑，以及无障碍车道的控制方法。根据信号交叉口各转弯车道交通流的变化幅度和频率，信号交叉口入口主要可控位置如下。(1)定时静止式控制定时静止式控制是对以前所调查过的交通流数据的规律来作为主要的分析研究方向,通过对某一特定的时间段对交叉口不同的行驶方向来做具体的分析,使可以更加方便的对信号交叉口进行更为有效的控制。此种控制方式不在交叉口进口的道路可变车道设有专门的控制信号的方法，主要通过信号交叉口的LED显示屏显示，告知车道行驶，一般采用人工控制。如图4-2所示：根据信号交叉口的交通量进行判断，然后进行人工控制。它通过手动控制由转弯车道指示功能控制的按钮来改变转弯车道的功能。从而实现交叉口可变车道的控制。图4-2定时静止式控制可变车道由于车道变化的性质较小变化的次数少，该系统相对稳定可靠，便于控制交叉口，使相邻交叉口之间的关系更加协调。但在不考虑道路性质的情况下，变车道主信号停车线前的车辆更容易造成信号交叉口的交通拥堵。在考虑转换的情况下，可变车道的利用率较低。这种控制方法适用于交通流量变化规律大，道路交叉口的车流量过于饱和的路口，交叉口进口可变车道的控制。（2）主、预信号协调控制主预制构件信号的协调控制也相当于是一种定时控制方法，交叉口的信号配时会根据每一阶段的交通状况的不同来综合设计交通信号灯控制和切换时间，另外，大多数城市的同一个特点就是有早晚高峰期，这个期间车辆堵塞的情况是无法避免的，此时需要的就是硬性的解决方法，即减少分支。但是，这种方式缺点就在于没有有绿色周期的信号周期和可转换性。因此，它不能适应交通流的实时变化。主要方法是在信号交叉口进口可变车道的停车主线前设置出一条预信号换车道线，车辆换道前可变车道预信号可以有效利用信号交叉口入口可变车道的空间资源，提高交通运输能力，在主干道上设置预信号灯，对来往车辆进行导流，同时设置主信号灯对即将通过的车辆进行有序指挥，在最大程度上加大城市道路的运输能力，并且从根本上减少交通拥堵现象，但是这种控制模式再短期内会消耗大量的人力物力，但是适应他的交通也是比较大的。（3）实时式预信号协调控制变道实时预信号协调控制是交叉口车辆控制的另一种方法。既要根据以往调查的交通流情况调整交叉口的信号配时，也需要同步考虑每个交叉口的车流量情况，不同交叉口流量不同所导致的道路流程程度也不同。对此设置的信号控制系统也不尽相同。同时，信号周期和绿灯时间灵活，能够快速适应交通流的实时变化。这种模式下的控制方法和交通信号的管制方法不同，信号灯控制方法采用的是协调式控制方式，综合各方面因素进行考量，从而达到缓解交通压力，促进城市化交通发展的目的。控制过程中信号灯的布置的主、预信号协调控制相同，如图4-3所示。图4-3主、预信号协调信号灯布置图4.4长春市净月大街与博学路交叉口交通特性分析4.4.1净月大街基本状况净月大街位于长春市南关区，是一条西北向的干道，净月大街的风景优美，是很有特点的林荫大道。总宽度为50米。选择的对象选择了博学路与净月街的交叉口。其中，净月大街是一条双向四车道的街道，出口线改为三车道，外两道是直道、直道和右转车道最内侧车道为左转专用车道，道路横断面形式为三块板横断面，设有两侧绿化带，未设置中央分隔带。于2019年10月至11月，对净月街和博学路早高峰和晚高峰的交通流量进行了调查，分析了流向和分布特征。早、晚高峰调查时间分别为7:00～9:00，晚高峰调查时间为5:00～7:00，主要调查地点为路口东南的净月街路段将数据收集集之后进行分析处理。早晚高峰交通量见图3-5,交通特性分析结果见表4-1。表4-1净月大街与博学路交叉口流量调查结果时间早高峰（7；00-9：00）晚高峰（17：00-19：00）行车方向出口方向（西北→东南进口方向（东南→西北）出口方向（西北→东南进口方向（东南→西北）交通量辆／h72014731482732方向系数0.32830.67160.66900.3305调查结果表明早高峰时间段净月大街出口方向的车辆数比进口方向的少。晚高峰时间段出口方向大于进口方向。4.4.2交通需求及问题早、晚高峰时间段，该交叉口存在的问题：（1）早高峰时期，净月街东南向西北方向的车流需求较大，等待信号周期的车辆不能完全行驶，交叉口排队长度往往较长。（2）净月街东南方向左转需求量大，而右转车辆需求量不大，左转相位绿灯浪费在一个信号周期内。4.5可变车道方案可行性分析4.5.1车道条件净月街有双向四车道的主干路。十字路口的道路拓宽为三条车道车道。对向车道之间没有中央分隔带，满足换道设施的要求。4.5.2可变车道流量流向条件可变车道的设置条件中对交通流方向性系数也是有相关的规定，净月大街早高峰及晚高峰的交通量调查见表4-1，其中，方向系数分别为0.6716和0.6690，达到三分之二以上，达到了实施可变车道的标准。4.5.3通行能力条件净月大街属于城市的主干道路，设计车速60km／h，单车的理论通行能力为1700pcu／h,通过车道宽度、多条车道数、交叉口、当机动车辆与非机动车辆混合车道等影响因素发生变化时，可以保证通行能力满足规范要求，净月大街进口设置可变车道后道路的路段通行能力可以满足交通的需要。4.5.4道路条件净月大街属于三块板式道路，无专用非机动车道，对面行车车道中间无中央分隔带或不移动隔离设施，无道路有轨电车轨道，设置可变车道方便。4.5.5信号配时条件道路交叉口为三相位信号配时，左转弯与直行相位分开，设有专门可以左转的相位，符合可变车道交叉口的信号配时条件。4..6可变车道方案设计仿真模拟4.6.1可变车道设置方案设计（1）起点及设施范围确定根据交通量调查分析，该路为净月街与博学路交叉口可变车道的起点，可变车道可设置在交叉口入口路200m处，可通过交叉口改变进口道二车道靠近双黄线的车道改为可变车道。如图4-4所示。图4-4进口处可变车道设计图4.7可变车道的初步设置在城市道路上，右转交通流对交叉口的影响不大。所以在本文中在设置可变车道时不单独对右转的的车流进行具体的分析，主要考虑左转与直行的问题。当道路上车流状态不同的情况下，左转与直行的车辆过大，会出现过于饱和的状态，车辆堵塞的状况加重。而道路为非饱和状态时，在一定程度上是可以调节过于饱和的状态发生。这些状况都可以通过可变车道进行改变。可变车道在一定程度上可以减少过饱和，这种方法称为可变车道控制。当交叉口设置可变车道时，为保证可变车道的安全性和可行性，提高可变车道的使用效率，需要设置主预信号灯的协调。假设交叉口的信号配时不会随着流量的变化而变化，主信号的控制一般会采取定时控制，周期反复循环。一般来说，设置交叉口相位的方法是先直行，然后左转。车道的通行能力需要大于交通量的需求。可变车道的设置可以有效地疏通各信号周期的流量极值。其他车辆不受可变车道的影响，交叉口车道与其他车道分别供各自的车辆行驶通过交叉口。4.7.1主预信号的设置预信号设置：在交叉口渠化区上部设置一条与主信号平行的停车线，用虚线表示预信号的换道线。无论可变车道是否可以在这个方向上使用，车辆都可以从其他道路进入渠化路段。通过在预信号换到线上设置预信号来控制在没有进入渠化段的车辆，提前通知这些车辆，司机可根据需要选择行车车道，可变车道的主信号机和预信号机均设有指示灯。如果预信号灯的直箭头为绿色，则此时可变车道是直行的。相反，如果指示器显示左转的绿色箭头，则道路为左转车道，如图4-5所示。图4-5预信号灯位置设置4.7.2主信号线停车线与预信号之间的距离主信号停车线与预信号变道线的距离需要考虑多种因素。首先，渠化段的长度，即不可变段，必须确保所有改变方向的车辆都能在一个周期内进入渠化段。要考虑一天交通流量分布不均，早晚交通流量过大。根据本文调查的数据，通过对交叉口车辆到达时间和主信号时间的分析。将L1段的长度设置为48m，车辆从信号灯前面到不可变车道的过渡段必须足够长，以使车辆能够成功改变车道。25米最合适。预信号最后一个绿灯进入过渡段以后，车辆会有足够的时间远离主信号的停车线。当这部分车辆到达主信号停车线时，主信号此方向的指示灯应改为绿色，以保证车辆通行。4.7.3交叉口预信号的流程当预信号为红色，且当预信号变直时，可进入可变车道的车辆可改变车道。当信号灯显示为左转时，绿灯亮。此时，左转车辆可进入可变车道等待区等待。左转车辆可在可变车道的主信号灯处停车，形成排队。主信号左转相位绿灯亮，表示可变车道左转的车辆可通过车道上的显示灯转换为直行方向的绿灯。直行车辆行驶后驶离可变车道等等候区时，直行车辆停在可变车道主信号线前，在等候区内等候，形成排队。主信号直行相位绿灯亮，等候区车辆可通行。直行车辆可变车道的性质改变。过度流程见图4-6。图4-6交叉口住预信号流程图4.7.4主预信号配时关系信号配时是交叉口主预信号协调控制的重要组成部分。除了定义主预信号的相位定时方案外，还需要说明的是，当预信号的绿灯设置在交叉口时，绿灯的开始时间早于主信号灯的开始时间。可变车道从直行左转时主信号机和预信号机的协调控制。从直行到左转的整个换道过程需要在一个信号周期内完成。还必须确保整个信号周期的定时是稳定的。信号交叉口入口可变车道预信号灯的周期时间应与交叉口主信号灯的周期时间相同。一个周期内主信号灯的信号显示为直绿灯和左转绿灯，预信号灯的灯光颜色分别为直绿灯和左转绿灯。转换完成后，信号交叉口入口处的预信号灯将始终显示为左转绿灯，该绿灯将持续到下一次换道。在车道转换的情况下，假设前置信号机绿灯直行的时间与主信号机绿灯结束的时间相同，则前置信号机的换车道线与主信号机之间会有一段距离，因此，这些车辆可能需要等待下一个周期的直行，然后主信号灯的绿灯结束。但在下一个循环中，当绿灯亮起时，交叉口入口处可变车道的变化已经释放了变化并左转。那些想直走在主信号交叉口后面的车辆不能行驶。因此，为了不影响交通安全和交通堵塞，必须改变交叉口主信号灯的绿灯行驶时间。为直观表示，请将车道预信号提前到线路的时间设置为t秒为保证车辆在此时段内进入主信号停车线与预信号换车道线之间区域，更有效地利用可变车道资源，将绿灯提前时间设置为t1。本文研究的信号交叉口处可变车道的信号协调配置，如图4-7、4-8所示。图4-7直行、左转过度主预信号协调控制图在本图中：C表示信号配时的周期（s）gs表示主信号直行的绿灯时长（s）gs＇表示预信号直行绿灯时长gL表示主信号左转绿灯时长t1表示预信号灯左转比主信号左转提前启亮的时间(s)gs＇=gs-t1（4-8）gl＇表示预信号左转的绿灯配时时长（s）gL表示主信号左转绿灯时长(s)t1表示预信号灯左转比预信号左转提前启亮的时间(sgl＇=gl+t1