道路与道路的平面交叉口交通冲突分析方案

道路与道路的平面交叉口交通冲突分析交叉口是道路与道路的交叉点，是道路交通的咽喉。相交道路上的各种车辆、行人都要在交叉口汇集、转向、通过。因此，车辆和过街行人、机动车与机动车、机动车与非机动车之间产生许多汇合点、交织点和冲突点，相互干扰严重。1.1交叉口的交通流现象交通流是指在道路上一定数量的车辆、行人运动时所形成的一种宏观现象，包括机动车流、非机动车流和人流。在交叉口，各种车流和人流汇集、分散、相互交织，呈现以下三种基本现象：交叉现象：如直行车辆与横向车辆交叉，直行车辆与左转弯车辆交叉，左转车辆与左转车辆交叉的现象；分流现象：转向交通流与原方向的交通流出现的分离现象；合流现象：转向的交通流加入另一交通流的现象。由这三种交通流现象，可以进一步对交叉口的交通冲突进行分析，并从另一种角度实现交通冲突的分类。1.1.1交叉冲突在交叉现象中，两个不同方向的交通流相互交叉时发生的冲突称为交叉冲突，此时，两个不同方向交通流的交叉点称为交叉冲突点。两个方向交通流的夹角称为交叉冲突角，简称交叉角。典型的4种交叉冲突如图3-1所示。由此可以看出，不同的冲突角对交通冲突有不同的影响。随着交叉角的增大，处于交通冲突中的车辆所产生的危险性就越大，故而对交通安全的影响越大。图3-1交叉冲突角1.1.2分流冲突在分流现象中，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称为分流冲突，分离点称为分流冲突点，如图3-2所示。在分流过程中处于交通流中的车辆所发生冲突的最大可能是追尾冲突。当分流冲突角增大时，车辆发生追尾冲突的机会减小，反之，当分流冲突角减小时，相互分流的车辆发生追尾冲突的机会增多，因此，随着分流角的增加，其产生的危险性相对减少，故而对交通安全的影响也相对减少。1.1.3合流冲突在合流现象中，转向的交通流加入另一方向交通流时，即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称为合流冲突，汇合点称为合流冲突点，其合流冲突角用表示，如图3-3所示。由图可以看出，在合流过程中，随着合流角增大，处于合流过程中的车辆所产生的危险性亦越大。图3-2分流冲突角图3-3合流冲突角本文把交叉冲突点、分流冲突点和合流冲突点统称为冲突点。而且冲突点和冲突角是交通冲突形成的两大要素，即冲突点越多，所发生的冲突越多。在三种冲突点中，分流冲突点的影响最小，交叉冲突点的影响最为突出。冲突角的变化对冲突所产生的危险程度也不一样。因此解决交通冲突，保障交通安全，其根本途径有两条：(1)减少冲突点，尤其是交叉冲突点；(2)改善冲突角，尤其是交叉冲突角。1.2交通冲突点的安全度所谓冲突点是指道路交通事故的潜在碰撞点，它与交通冲突的含义是有所区别的。交通冲突是事件，而冲突点是在一条道路或车道上穿越、合流、分流的道路使用者与另一使用相同道路或车道的用户发生交通冲突的地点。在交叉口，不同的交通流现象会出现不同形式的交通冲突，它们的形成方式不同，对交通的影响也不同。对不同形式的冲突进行分析，可以探索解决交通冲突的根本途径。此外还应说明的是，本章分析的各种冲突是按交通冲突技术中的定义来进行的，不是按传统意义上所定义的只要道路用户有轨迹上的交叉、分流以及合流现象出现即称之为冲突的要求来进行的。调查表明，轨迹上的“冲突”越多，冲突点也越多，冲突点越多，交通冲突就越多。然而存在轨迹上的“冲突”，并不一定就会产生交通冲突，如果以轨迹上的“冲突”来进行评价，将会降低安全评价的精度。所以以交通冲突技术中定义的交通冲突来分析评价交叉口的安全状况更具有意义。但需要说明的是，虽然评价交叉口的安全状况不宜用轨迹上的“冲突”作为指标，但在减少交通冲突的发生上，可以以减少轨迹上的“冲突”作为一种实现手段。交叉口的安全隐患主要来自于交叉口内部在时间和空间上无法分离的冲突点，因此对冲突点的安全度进行评价，可以反映交叉口的安全状况。冲突点上的安全度与通过该冲突点的两股冲突交通流的流率有直接的关系。同时，交叉口的安全状况还和通过交叉口的出行者的交通行为有密切的关系。因此，可以由下面的冲突点安全度计算模型REF_Ref295762810\r\h[10]求出：式（3-1）式中：——冲突点的安全度，直接与机动车在冲突点上的运动相关；——冲突流向一的流率；——冲突流向二的流率；——考虑出行者交通行为的安全度修正系数，在此简单假设出行者的尊章率与安全度呈线性关系。交叉口的安全度计算模型为：式（3-2）式中：——交叉口的安全度；——交叉口实际冲突点个数；——一个信号周期内的相位衔接数。1.3交通冲突点的影响因素1.1.1交叉口条件在交叉口，影响交通冲突点的因素很多，如交通流类型、交通流运动方向和运动轨迹(如机动车的大转弯或小转弯)、交叉路口分岔道路条数、分岔道路的走向以及交叉路口区域面积的大小等，它们都会对交通冲突点的数量和分布带来影响。为便于研究，可以从复杂的因素中抽取主要的东西，分析某特定条件下交叉口的交通冲突，从而由特定条件来认识一般交叉口交通冲突的规律。为此，可以假定交叉口的条件为：1.交通流只作为一种抽象的规定，不限于某种车辆、车型或行人的具体的交通流，且轨迹“冲突点”即认为是交通冲突点：2.交叉路口分岔道路的车道数为双向单车道，以便于研究且能够反映多车道道路交通冲突的规律；1.交通流转向的运动轨迹是确定的，如右转弯交通流的运动轨迹是紧靠路缘石车道的中心线行驶，左转弯交通流的运动轨迹是紧靠交叉口中心的内侧行驶，即按左小转弯轨迹行驶。1.1.2相交道路的条数在平面交叉口，相交道路上的交通流进行汇集和转向，当车辆以一定的概率分布到达交叉口时，由于车辆在分流时往往要先减速，以便观察行进方向的交通情况，并判断分流的可能性，这样就影响车辆进入交叉口的通畅性，从而干扰交通，分流方向越多，干扰就越严重；交通流从出口道路引出时产生合流，为了尽量减少碰撞，车辆也要减速缓行，从而干扰交通，另外如果车辆此时加速和插行，也会对交通产生干扰；此外，进入交叉口不同方向的左转车流、直行车流相互冲突，当直行、左转车流以较大的角度相互穿行时会形成交叉。车辆通过冲突点时，有相互挤、碰、撞的可能性，冲突点越多，对交通安全及交叉口通行能力的影响就越大。从产生冲突点的交通状态分析可知，交叉点对交叉口的行车安全和交通影响远比分流点和合流点要大。此外，机动车还与非机动车和行人产生冲突。根据上述条件，若相交道路均为双车道时，在没有交通控制的路口，通过几何作图方法，其交通冲突点的分布可以用式3-3表示REF_Ref295762836\r\h[11]:式（3-3）式（3-4）式中：分流冲突点数量；合流冲突点数量；（直行与左转车辆造成的）交叉冲突点总数；__交叉口相交道路条数。三岔路口：四路交叉口：五路交叉口：研究表明冲突产生的原因主要是由于直行和左转车辆相交所致，它是引起各种车辆之间，车辆与行人之间肇事的最主要、最直接的因素。另外，在没有实行交通控制的三路、四路、五路及六路交叉口以每向为单向机动车流来统计，交叉冲突点数分别为3、16、50、120。可见五路交叉的冲突点数总数已经由三路交叉的3个增加到50个。因此规划道路系统时，应该尽量避免5条或者5条以上的道路相交叉，以便道路交通的简化和畅通。1.1.3信号控制与无信号控制信号控制(这里是两相位信号控制)交叉与无信号控制交叉口相比较，冲突点数明显减少，相位设置越多，冲突点个数越少。下面将两相位控制下的交叉口各类冲突点列于表3-1：表3-1两相位信号控制标准十字路口机、非、行各类冲突点数目统计表冲突类型交叉点合流点分流点小计总计机—机4441240个其中：交叉点30个分流点8个合流点8个机—非140014机—行4004非—非44412非—行4004四相位信号控制交叉口由于将直行、左传、右转车流实现了时间上的分离，所以基本上排除了机动车之间的交叉冲突，大大降低了发生交通事故的可能性。表3-2为四相位的各类冲突点：表3-2四相位信号控制标准十字路口机、非、行各类冲突点数目统计表冲突点无信号控制（四路）信号控制（两相位四路）相交道路的条数相交道路条数345345分流点38152或144合流点38152或146左转冲突点312451或024直行冲突点045000冲突点总数932805或210141.4冲突点影响因素小结通过以上分析可知，影响冲突点的因素有：1.交叉口相交道路的条数交叉口冲突点数，随相交道路条数的增加而成几何级数增加，特别是交叉冲突点增加速度更快。2.左转交通流如果对交叉口中一条或多条分岔路口的左转交通流实行有效地