交叉口渠化及交通信号控制

道路交叉口设计交叉口渠化及交通信号控制09级道桥一班李颜

交叉口是道路网的瓶颈，60%的交通事故发生在交叉口及其附近，多数交通阻塞现象也发生在交叉口附近。所以，如何规划、设计、运用交叉口，对于道路交通的畅通、安全极为重要。交叉口渠化就是针对与交叉口相关的各种问题，采取适当的措施以改善交叉口的性能。交叉口必要的、合理的信号控制对于提高路口通行能力、保障交通安全具有重要意义。

概述一.交叉口的渠化设计交叉口渠化设计的概念交叉口渠化设计的目的交叉口渠化应考虑的主要因素交叉口渠化设计的原则平面交叉口的拓宽渠化导流岛的设计诱导线的设计1.

交叉口渠化设计的概念道路交通渠化就是在道路上用交通标志、标线或用高出路面的各种岛状构造物，或利用路面漆刷成不同颜色，或利用护栏、分隔带、隔离墩及其他设施和方法，对行人与各种不同车型、不同方向、不同速度及不同运动状态的交通流进行引导、隔离和管制，使交通实体像渠内水流一样顺着一定的方向和线路，互不干扰地安全而有序运行，以达到分离和控制交通流的目的。交叉口渠化设计投资少、见效快，对于提高道路网运输效率有明显的效果。一.交叉口的渠化设计2.

交叉口渠化设计的目的1)增大交叉口通行能力，提高道路通行效率道路实行渠化后，影响人、车通行的因素将减少，机动车之间、机动车与非机动车及行人之间的相互影响将减弱，通行能力加大，交通更为通畅。2)减少交通事故发生由于主客观方面的原因，机动车、非机动车及行人在狭小的路面混行时，交通参与者行为的随意性较大，相当一部分交通参增大通行能力，提高通行效率减少交通事故美化城市环境交叉口渠化设计的目的与者行为的随意性较大，相当一部分交通参与者安全意识淡薄，导致交通秩序混乱，交通事故极易发生。将机动车、非机动车及行人通过渠化分流后，车辆、行人各行其道，从而分隔冲突点、分离交通流、控制冲突时的交通流线角度，交通行为有了导向，将极大地减少交通违章和事故。3)美化城市环境交叉口空气质量是交叉口渠化设计环境效益分析的重要指标之一。据有关调查资料表明，交叉口延误对于交叉口周边区域空气质量影响较大。因此改善交叉口交通组织，减少车辆排队和延误，对于改善汽车排放污染具有明显的作用。此外，还可以压缩交叉口内不必要的路面铺装，为主要交通流向提拱优先通行条件。

3.交叉口渠化应考虑的主要因素交叉口渠化设计时应考虑多方面的因素，主要涉及人的交通特性、车辆交通特性、相交路段交通特性、交叉口交通特性、交通设施状况、工程费用与效益、渠化的社会环境特性等方面。

4.交叉口渠化设计的原则道路交叉口的渠化设计总的要求应有利于交通安全、提高通行能力和行车速度、减少延误和方便行车行人。综合起来应该有如下八条原则：1)简单易懂进行交叉口渠化设计的基本思路是尽量使交叉口简单、明确。也就是说，“十字形”和“T形”交叉口问题最少，是最理想的形状。所以在进行交叉口渠化设计的过程中，首先要将交叉口的形状尽量设计成接近“十字形”或“T形”；其次，为使车辆以一定轨迹通过交叉口，要明确地设计交叉口连接部

和交叉口内部的几何结构以及路面标线。使驾驶员及行人等道路使用者容易理解交叉口设计的意图。

2)符合规范

渠化的一切措施如设岛、画线、建立各种标志，均应按国家有关规范的规定，其位置、颜色、尺寸大小、形状及高度等均应严格依据规范或标准的规定进行，不能随意变更和改动。3)有利安全不同车种、不同流向、不同速度的交通流应尽可能采用划线或设置隔离墩(柱)或设岛的方法，使其分道行驶，以减少相互干扰或碰撞，以利于行车安全。4)方便直接渠化时划线、设岛均应尽可能使行人和车辆的路线方便、直接、自然，可以最短时间或最短路程通过；切忌迂回、逆

向、急转或有可能引起碰撞的尖锐角度。5)保证视距平面交叉口渠化应充分保证各方向各车道的车辆和行人的视距，交叉口附近的所有绿化栽植和街道上的公用市政设施均应以不阻挡视线、不妨碍视线为原则，凡是妨碍视线的建筑物或绿化均应拆除或砍伐以确保行车视距要求。6)美观醒目交通岛的路缘石必须醒目、美观、高度一般不超过12～15cm，因为过高的岛状物对司机会产生心理压力,过低了有没有约束作用，同时还要鲜明清晰，使人有没的感觉。7)便于认识平面交叉口的渠化方案要尽可能的简单明确，一般采用比较集中的大岛。一般来说在5～7m2之间，既能一目了然，

也不过多占用土地。8)位置合理各种交通岛的位置应设置在没有车流通过（或者通过比较少）的死点处，既不妨碍交通，又能限制车辆的活动范围，减少冲突区。9)简单明了，切忌复杂渠化交叉口的设计方案应力求简单明了，避免过于复杂的方案，以利于交通组织。渠化设计的方法应根据交通工程原理和汽车行驶性能予以认真考虑，一般应注意以下几点：

①分清主次道路、保证主要流向畅行对主次干道相交的交叉口，渠化时次要道路可以弯曲或适当迁就主干路，保证主要流向的通行畅通。

②保护转弯车流在不同方向交通流之间设置分隔带以防止可能的车流冲突并保护转弯车辆和横向行驶车辆。对大量的转弯车流应优先考虑，提供方便。右转车辆比例比较大的交叉口，如有可能应设置右转车道。通常设置右转车道的方法是拓宽进口。

③调整车道宽度渠化交叉口车辆的宽度，应以保证最大外形尺寸的车辆能顺利地实现转弯运行，不受阻碍亦不致过分降低车速，但亦不宜过宽，造成可以两车并行的假象。

④标线明确车道线、停止线、转弯箭头，都应保持清除明确，模糊时应及时更新。

上述基本要求、使用原则和布置方法应根据交叉口的道路交通、环境等具体条件灵活运用，切忌生搬硬套。应根据就具体条件，适当变动，但在任何时候，都应保证交叉口行车和行人的安全和畅通。交叉口渠化设计示意见表1。

平面交叉口渠化目的与作用表1

5.平面交叉口的拓宽渠化交叉口拓宽渠化是最常用的渠化方式之一。通过拓宽平面交叉口，增设左、右转专用车道并予以渠化，可以实现交叉口各向分流，使车辆有秩序地行驶以提高通行能力。

采用拓宽交叉口的方法，通常工程量不大，可以收到很好的效果。一般拓宽后可提高通行能力30%左右，在有条件拓宽交叉口时应首先采用此方法。拓宽的方式一般有三种：

①对进口道的右侧进行拓宽，增设右转弯车道。②对进口道的左侧进行拓宽，利用中央分隔带偏移道路中心线占用对向的车行道部分宽度，增设左转弯车道。③交叉口进口道的左右两侧同时拓宽。当现有简单平面交叉口通行能力不能适应实际的交通量，经常发生拥挤、阻塞和事故，或车速、安全性大大降低时，应考虑进行交叉口的拓宽渠化。根据我国道路交通的实际情况，参照国外的研究成果，建议在主干道与次干道上，当交通量在2000～5000辆/d以上时，可采用拓宽渠化的方式。

6.导流岛的设计渠化交叉口导流岛通常布置在交叉口内车行道的“死区”，即行车轨迹很少压到的空间范围或不作行车之用的区域。导流岛一般设在较大的、不规则的、复杂的交叉口上，它将进入交叉口的不同方向的交通流指引到不同的车道或者是规定的线路上，以防止车流偏离方向。交叉口设立导流岛后，通过限制行车路线，可以减少车辆冲突、提高交叉口的行车安全和通畅。右图是典型导流岛设置示意。导流岛的形状和位置可以通过作图分析或现场实验确定，其基本原则是应与车辆的行驶轨迹相吻合。许多畸形复杂而不规则的交叉口，往往布置导流岛能收到很好的效果。

导流岛除了起到引诱、分离交通流的作用，还可以兼作安全岛和分车带。导流岛的大小必须保证司机能够清楚地确认其存在和易于识别。导流岛一般用路缘石在路面上围起来，特殊情况下可以采用路面交通标志线代替，或者用有色路面来区分，其实施方法按照国家标准《道路交通标志和标线》（QB5768-1999）中的有关规定执行。当在导流岛内要设置信号、照明以及标志牌等设施或兼作行人安全岛时，必须用路缘石构造。7.诱导线的设计左转交通对交通的流畅和安全有很大的影响，特别是与对向直行车辆之间的冲突。因此，为了明确交叉口内左转车辆的行驶和等待位置，以及交通流在交叉口内曲线行驶的方向，宜采用诱导线来诱导车辆。设置的诱导线过多将会引起交叉口内的混乱，因此设

置的诱导线应控制在最少数量。

诱导线的设置诱导线通常设置在交通流发生弯曲形成不规则行驶轨迹、或跨越其他交通流的地方，因此与其他路面标线相比，容易磨损，要特别注意维护管理。

二.交通信号控制交通信号控制的概念交通信号控制发展概况交通信号控制方式的种类与功能交通信号控制的设计程序

1.交通信号控制的概念

交通信号控制(TrafficSignalControl，TSC)是依据路网交通流数据，对交通信号进行初始化配时和控制，同时根据实时交通流状况，实时调整配时方案，实现交通控制的优化。交通控制从被控区域的最小延误时间出发，获得最佳的配时方案，是系统化最优的思想。交通信号控制是时间分离的一种交通组织形式，通常是在停车让路控制的基础上，根据交叉口的交通流量、车辆延误、交通冲突、行人安全和事故记录以及交叉口所处位置等，考虑信号设置的必要性。2.交通信号控制发展概况-早在19世纪，人们就开始研究交通信号，用信号灯指挥二.交通信号控制

道路上的车辆交通，控制车辆进入交叉口的次序。1868年，在英国伦敦Westminter的街口出现了最早的交通信号灯，不同于现在的三色信号灯，它只有红绿两种颜色。

-1926年，英国人在Wolverhampton安设了第一座自动交通信号机。

-到20世纪60年代，世界各国开始研究控制范围较大的信号联动协调控制系统，建立模拟各交叉口交通流状况的数学模型，以解决信号配时的优化问题。3.交通信号控制方式的种类与功能

1)控制方式的种类信号控制有各种各样的方式，其分类也有很多种。在此考虑选择控制方式的方便性，将信号控制分为点控、线控和面控。点控指独立控制各信号机，线控指同时控制沿道路连

线的几个信号机，面控是指把城市道路网分区域进行控制的方式。决定交叉口控制方式为点控还是线控目前为止无固定的标准，一般来说，可根据如下情况进行综合判断：

①相邻交叉口间距越小，线控的必要性越大。

②交通量(线方向)越多，线控的必要性越大。

③相邻两个信号机之间交通流的脉动越大，线控的必要性越大。

④当相邻交叉口饱和度的差很大、最优周期长不同但不是相差整数倍或整数分之一的周期长的情况下，应把实施线控的损失和不采用线控的损失进行比较后再决定是否采取线控。

点控方式定周期控制交通感应控制行人信号控制交通信号控制方式的种类交通信号控制方式的种类线控方式(“绿波控制”)定周期控制交通感应控制

面控方式定时式脱机操作控制感应式联机操作控制

2）点控方式

点控方式适用于相邻信号机间距较远，线控无多大效果时，或者因各相位交通需求变动显著，其交叉口的周期长和绿信比的独立控制比线控更有效的情况。

①定周期控制定周期控制是对应于交通需求的变动参数，将一天分为几个时间段，相应于不同时段设定不同的周期长、绿信比等信号控制参数，由时钟来控制变换参数的控制方式。这种控制方式适用于交通量的变动模式基本固定并可以预测的情况，但因某种原因变动模式发生时要修改控制参数。

②交通感应控制交通感应控制方式是对应于交通状况的变动进行实时控制的方式，是根据使用车辆感测器测得的比较短时间的交通

需求的变动，改变绿灯时间和周期长的控制方式。这种控制方式又分为半感应信号控制和全感应信号控制两种。半感应信号控制的控制参数

控制参数主要道路最小绿时次要道路初期绿时次要道路最大绿时单位延长绿时③行人信号控制人行横道的信号控制方式有“定周期控制”和“按钮式控制”。繁华街、车站周围以及办公区、商店街等地点全天都有行人穿越横道，即使在高峰时间以外也大致平均每一分钟有一人以上的交通需求量，所以进行定周期控制为好。按钮式控制适用于需求量随时间变动显著，存在着几乎无人过街的时间段或需求量不大的时间段（如购物、通勤等所用的生活道路）等情况。3）线控方式线控方式把一条道路延长线上的连续几个信号机在时间上相互联系起来进行信号显示，通过减少车辆停止次数，缩

短停车时间达到使交通畅通的目的。另外，此种控制方式有助于形成适当速度的交通流。线控的主要特点是对几个信号机设定共同的周期长（系统周期长）和确定各信号时间上的相对关系即相位差。

①定周期控制线控方式定周期控制与点控制