城市主干道接入口左转交通组织仿真研究

城市主干道接入口左转交通组织仿真研究侯佳 周广 杜小川 过秀成（东南大学交通学院，南京 210096）摘要：利用微观仿真软件VISSIM对城市主干道接入道路的三种左转组织方法进行对比分析，得出每种方法适用的干路和支路交通流量的范围。

当主路和支路交通量都较小时，适宜采用直接左转；随着流量逐渐增大到某一临界值时，远引掉头的延误和行程时间都将小于直接左转；当流量继续增大，远引掉头的左转方式对应的延误和行程时间骤增，此时最高效的组织方式是在接入道路路口设置信号灯控制。

关键词：接入口交通组织远引掉头仿真Research on the Traffic Organization of the Left-turn on the Accessof the Urban Aerial RoadHou Jia Zhou Guang Du Xiaochuan Guo Xiu-cheng,(Nanjing, Southeast University Transportation College, Nianjing 210096,China)Abstract：Comparison of three different kinds of operations of the Left-turn is made by means of the micro-simulation software VISSIM. The direct turn should be permitted at a low traffic. When the flow reached a certain threshold, U-turn should be better. However, when traffic continues to increase, the delay of the U-turn reaches a rather high level abruptly. At this point the most efficient organization was set up in the signal controlled operation.Keywords: access，traffic operation，U-turn，simulation1 引言城市主干道接入道路的左转组织方法有三种，分别为无信号控制的直接左转、远引掉头和有信号控制的左转。

其中直接左转存在较多冲突点，对主路交通有较大影响。

当支路左转流量和主干道交通量较大时，可采用远引掉头的交通组织方法代替直接左转[1]。

相关研究证实[2]，在一定交通流量范围内，远引掉头的组织方法与直接左转相比，主路及支路左转车辆的行程时间和延误都较小。

但当主路和支路的交通流量超过某极限值，远引掉头就不再适用，需要在支路与主路相交处设置信号灯组织左转交通。

本文将运用VISSIM微观仿真软件对三种左转组织方法进行模拟，并通过对仿真结果的分析来比较不同的支路左转交通组织方式适用的范围。

2 仿真模型建立2.1 路口型式确定主干道和接入道路相交的路口假定为T型路口，而非一般的十字型路口。

这样，对侧道路上没有出入口，也不必考虑支路上的直行车流。

这样对路口做简化，可以不计对侧车流的影响，而将研究的重心放在本侧左转车辆上。

2.2 道路横断面状况典型环境假定为：主干道双向8车道，车道宽度为3.75 m，掉头转向都有专用转向车道，中央分隔带宽度为5~6m的宽中央分隔带[6]；支路为双向4车道，无中央分隔带，有专用的左转和右转车道。

2.3 掉头点范围限定掉头点的选址要能够保证掉头车辆与直行车辆顺利完成交织[7]。

模拟典型环境为：禁左路口至下游信控路口的距离足够长，可以设置路段中的开口，既能保证交织完成，也能保证信控路口的正常运行[5]。

而且，在禁左路口与下游信控路口之间，路侧再无其他的支路出入口。

至此，道路典型环境定义完成，如图1所示。

图1 道路典型应用环境示意图2.4 道路设计车速设计车速这一指标是作为一个主要的仿真输入条件，以此来衡量在不同的设计车速下，不同支路左转方式的优劣。

具体确定主路和支路的设计车速，考虑到远引掉头多用于主路与支路平交的路口，城市主干道的车速是60km/h，而支路的设计车速约为30 km/h。

2.5 交通流量影响左转交通组织实施效果的流量，可以细分为以下几个：主路直行通过的车流量，主路左转进入支路的车流量，支路左转（直接或者间接）进入主路的车流量，支路右转而并不在下游掉头的车流量。

共建立了3种车辆类型，分别为小汽车，公交车，卡车。

机动车道的交通组成均设置为85%的小汽车，15%的大型车。

对于各个流量做如下分析和假设：（1）主路直行通过的车流量。

具体范围的限定由相关研究成果确定其下界，由道路通行能力界定其上界；在该范围内选取三个水平值，单向小时流量依次为1000 veh /h，1500 veh /h，2000veh/h。

（2）支路驶出的车流量。

由于路口为T型路口，所以不存在直行车流。

支路驶出的车辆分为两部分，一为需要左转的车辆，通过直接左转或者远引掉头实现左转；另外一部分为仅仅是右转汇入主路而无需掉头的车辆。

由于支路右转后直行的车辆对主路的运行效率也有一定的影响，为简化仿真试验，不妨假设需要左转和仅仅右转的车流量相同，根据双向2车道的支路一般交通量状况，在四个水平下进行仿真试验：100 veh /h，300 veh /h，500 veh /h，600 veh /h。

（3）主路左转进入支路的车流量。

如上文所述，主路左转进入支路的车辆，允许其直接左转；虽然在非信控路口为主路优先的行驶规则，然而左转车辆的存在，依然会给主路直行车辆增加额外的延误。

但考虑这一因素并没有直接影响远引掉头车辆，对主路直行车辆的影响也较小，因此不作为主要因素重点考虑，其流量设定为100 veh /h。

上述的车速和交通量条件，构成了基本的交通条件；通过仿真试验可以分析主路和支路在各种交通条件下，对交叉口延误以及远引掉头的行程时间的影响。

3 仿真试验及数据整理3.1仿真参数（1）仿真时间。

经过仿真试验验证，每次试验经过300 s左右的时间，路网已经能够达到平衡，因此，综合考虑各种因素，将仿真的持续时间设置为3600s。

（2）仿真次数。

由于仿真的随机性，需要在同样的外部道路、交通条件下，进行多次平行的仿真试验，试验结果的均值才能够代表在本次外部条件下的仿真结果。

按照一般的仿真实例，平行进行10次仿真试验。

3.2 仿真评价指标选择延误和行程时间被选择作为最终的评价指标[4]。

由于不仅要考虑支路转向车辆的运行效率，主路的运行效率也必须考虑，远引掉头、直接左转和信号控制左转对主路直行车流影响效果不同，所以主路直行车辆的行驶时间和延误也是重要的指标。

由于掉头车道和左转车道共用一个车道，当掉头车辆过多发生排队时，主要影响的是左转车辆，所以左转车辆的运行效率也作为评价指标之一。

车辆掉头后插入对向车流，与对向直行车流交织运行，形成一定的影响，所以对向车流的行程时间和延误也被纳入评价体系。

3.3 仿真结果分析图2 支路左转流量为100 veh/h左转延误比较图3 支路左转流量为100 veh/h对向延误比较图4 支路左转流量为300 veh/h左转延误比较图5 支路左转流量为300 veh/h对向延误比较图6 支路左转流量为500veh/h左转延误比较图7 支路左转流量为500 veh/h对向延误比较（1）直接左转和远引掉头的比较。

当主路流量小于1000veh/h，支路流量小于300veh/h 时，直接左转的左转车辆、直行车辆、对向车辆和左转本身的行驶时间和延误均小于远引掉头（如图1、2）。

当主路和支路流量分别超过上述阈值，直接左转的延误超过了远引掉头的延误（如图4）。

但当流量继续增加，例如，主路流量超过1500veh/h，同时支路流量超过500veh/h，远引掉头就会因为在掉头车道处排队，使得各个指标都发生骤增（如图6）。

所以，在交通量较大，特别是支路左转交通量大的路段，要慎重采用远引掉头的组织方式。

（2）远引掉头和信号控制的比较。

由于信号控制造成了主路车辆的延误，所以当主路和支路流量较小时，信号控制造成的延误比较明显。

当支路流量增加到一定的阈值，信号控制的优势才显现出来。

当主路车辆超过1500veh/h,支路流量超过500veh/h时，支路左转的行程时间和延误明显低于另外两种左转组织方式（如图6），直行和左转延误略微高于两者。

如果将信号控制与下游交叉口实行协调控制，直行和左转延误就会有所减少。

整体效率达到最好。

所以，在支路交通量大的时候，应当设置信号灯，并为左转留出专门的相位。

（3）对向车道的影响比较。

三种方式中，由于掉头车辆汇入对象车道的速度最低，所以掉头车辆造成的对象车道的延误最多（如图3、图5、图7）。

所以，当对向车道交通量较大的时候，要慎重采用远引掉头的方式。

4 结论通过VISSIM仿真探究主路和支路不同流量下远引掉头、支路让行控制直接左转、支路信号控制直接左转的路网运行效率，主要得出以下结论：当主路和支路流量超过某个范围时，远引掉头的左转延误和主路延误都小于直接左转。

但远引掉头的各项延误在流量到达某临界值时会突然增大，甚至会引起道路的阻塞。

此时，采用信号控制的交通组织方式相比于直接左转和远引掉头对于路网的整体效率是最有利的。

与其他两种组织方法相比，远引掉头条件下对向车流的行程时间和延误最大，在对向交通量比较大的情况下，尽量避免采用这种组织方式。

参考文献[1]Access Management Manual, Washington, D.C. Committee on Access Management, TRB,2003.[2]Xiao Kuan Yang , Hua Guo Zhou.CORSIM-Based Simulation Approach to Evaluationof DirectLeft Turn versus Right Turn Plus U-Turn from Driveways[J].Journal of Transportation Engineering, 2004(01/02):68-75.[3]翟忠民．道路交通组织优化 [M]．北京：人民交通出版社，2004[4]陈吉发，李文权．城市干路接入口管理及评价技术研究[J]．交通科技，2007.05.[5]罗美清，隽志才．VISSIM在交叉口交通设计与运行分析中的应用[J]．武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2004,28（2）：232-235.[6]张宁，陈恺，何铁军，黄卫.城市道路中间分隔带对比分析及设计[J].城市交通，2007，5(3):86-91.[7]陈恺，张宁，黄卫.平交路口远引掉头技术应用研究的思考[J].交通运输工程与信息学报，2006.12，4（4）：82-86.作者简介：侯佳书（1985-），硕士研究生，东南大学，研究方向为交通运输规划与管理。