城市道路交叉口通行能力的分析与应用_杨开春

第8卷第4期2005年10月西安文理学院学报(自然科学版)Journal of Xi an University of Arts &Science(Nat Sci Ed)Vol.8 No.4Oct.2005文章编号:1008 5564(2005)02 0019 05

收稿日期:2005-03-25

基金项目:西安文理学院科研基金资助项目(200328)

作者简介:杨开春(1948 ),男,陕西西安人,西安文理学院数学系副教授.

城市道路交叉口通行能力的分析与应用

杨开春,段胜军,许迅雷

(西安文理学院数学系,陕西西安710065)

摘 要:结合实际道路交叉口的通行能力,给出理论上不同车道的通行能力,用冲突点法,分析造成

十字交叉口堵塞的原因并提出解决交叉口堵塞的具体方案,对缓解城市交通拥挤具有一定的实际意义.

关键词:车道通行能力;交叉口通行能力;冲突点法

中图分类号:F294.3 文献标识码:A

2005年3月对西安市主要交通堵塞路段万寿路与长乐中路的交叉口作了一番调查,得知交通流量的高峰期为早上7:30~8:30,中午11:30~12:30,晚上18:00~20:00.这一交叉口是西安东郊的繁华路段,有30多条公交线路,从火车站长途汽车站发出的客运汽车也从这一交叉口通过,加之交叉口没有非机动车车道,导致交叉口交通堵塞很严重,车辆通行能力大大降低.长乐中路与万寿路交叉口东西路段是主干道,设计是四车道,即左转一条,直行道两条,右转车道一条.南北路段是次干道,只设两条混合车道.

1 计算资料

(1)十字交叉口的平面布局 本交叉口为标准十字交叉,四条进口道的行车方式如下:

南进口道只有一条机动车道,直行车左右转混合使用;北进口道有两条机动车道,一条直行同右转使用,一条专用左转车道;东进口道有四条机动车道,两条直行车道,一条专用左转车道,一条专用右转车道;西进口道有四条机动车道,两条直行车道,一条专用左转车道,一条专用右转车道.各进口道直行车及左转车从停车线到冲突点的行驶距离见表1.

表1 各进口道直行车及左转车从停车线到冲突点的行驶距离(m)

南

北东西南北东西直行车20202525左转车20201420 (2)交通流量 由调查资料,高峰小时流量为2811pcu/h,其中,东西向:937+934=1871pcu/h,占67%;南北向:174+766=940pcu/h,占33%.

转弯车辆比重 左转车:北东约20%,东南约20%,其他方向各约10%.右转车:各个方向约10%.车流组成 东西向:长车(公共汽车)20%;中车(货运卡车,大型客车)30%;小车(小型货车,小汽车)50%;南北向:长车(公共汽车)30%;中车35%;小车35%.

(3)两相位信号灯配时相同.绿灯时间80s,黄灯时间0s,红灯时间80s,周期时间160s.

(4)高峰期车辆通过时平均等待时间长度大约为480s.

2 理论上十字交叉口的通行能力

2.1 路段通行能力分析

通过观测路段的断面车流数量即可得到路段的通行量.国内外许多研究表明,路段上一般不会发生阻塞和拥挤现象.路段是不会因为通行能力不够而产生堵塞.于是交通拥挤现象的症结在道路交叉口.还有其他原因,比如:

(1)没有专用公交车道,也没有停车港湾,公交车停靠、启动等对车流影响较大;

(2)车道过窄,人流太多,万寿路和长乐中路都没有自行车道,横行人流对行车影响很大;

(3)前面交叉路口红灯排队长度过长;

(4)右行车辆和左转车辆对直行车辆的干扰等.

2.2 不同车道的设计通行能力

(1)一条直行车道的设计通行能力计算公式C s=3600

T

(

t g-t0

t i

+1)

式中,C s 一条直行车道的设计通行能力(pcu/h).T 信号灯周期(s).t g 信号每周期内的绿灯时间(s).t0 绿灯亮后第一辆车启动,通过停车线的时间(s),一般采用2.3s.t i 直行或右行车辆通过停车线的平均时间(s/pcu). 折减系数,可用0.9.万寿路段大车小车之比大概为5 5,t i值取3.26s.计算C s=503

(2)直右车道通行能力计算公式C sr=C s=503

(3)直左车道通行能力计算公式C sl=C s(1- /2)

式中,C sl 一条直左车道的设计通行能力(pcu/h).

直左车道中左转车所占比例,在万寿路段中左转车所占比例大致为40%.计算C sl=402.

(4)交叉口进口道的设计通行能力

长乐中路与万寿路交叉口,设有左转车道、右转车道和直行车道.

进口道设计通行能力C el r= C s/(1- l- r)

式中,C elr 设有专用左转与右转车道时本面进口道的设计通行能力(pcu/h). C s 本面直行车道设计通行能力之和(pcu/h). l, r 分别为左,右转车到站本面进口道车辆的比例.在长乐中路与万寿路交叉口, l=0.4, r=0.1.计算C elr=2012.

专用左转车道设计通行能力为C l=C elr l=805;专用右转车道设计通行能力为C r=C elr r =201.

2.3 影响车辆通行能力的主要因素

(1)在城市主干道,一般越靠近路中心线的车道,通行能力为最大,其折减系数假设为1.00,第二条车道为0.80~0.89,第三条车道为0.65~0.78,第四条车道为0.50~0.65.在此取其平均值第二条车道为0.85,第三条车道为0.71,第四条车道为0.575.

(2)交叉口对路段通行能力的影响 当车速为20km/h时,此交叉口折减系数 交=0.89.

(3)行人过街对路段通行能力的影响 当过街人数达到500人次时,此交叉口折减系数=0.63.

(4)车道宽度路段通行能力的影响 道路的通行能力C是车道宽度b的函数.车道宽度b 3.50 m时,不影响通行能力;当b<3.50m时,则车速下降,通行能力减小(见表2).

表2 根据车道宽度b的通行能力折减系数

车道宽度b/m通行能力折减系数

3.501.00

3.250.94

3.000.85

2.750.77

考虑上述影响的折减系数,则路段上一条车道的通行能力为:C路段=C s( 条 交 人 车道) 20西安文理学院学报(自然科学版)第8卷