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交叉口优化设计范文1
关键词：MEDS 交叉口 竖向设计
中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0044-02
MEDS是Municipal Engineering Design System的简称，中文名称为“市政道路与给排水工程综合协同设计系统”。它是以AutoCAD为平台开发，适应市政行业设计特点的一款专业软件，界面友好，人机交互性好，在市政道路排水设计中得到广泛的运用。
MEDS平面交叉口设计模块采用特征断面法确定各道口控制点，根据等分法绘制高程计算线网。MEDS提供了三种路拱形式：直线、二次抛物线和三次抛物线来加密设计高程。三种路拱形式的数学表达式如下：
直线：
二次抛物线：
三次抛物线：
式中：h―高程计算线两端的高差；B―车行道宽度；ih―路拱横坡；x―计算点到路脊交点的距离。
1 优化案例
某平面交叉口由AC路和BD路十字相交，AC路为城市次干路，BD路为城市主干路，道路等级相近，交角接近90°，道路中线可作为路脊线。各道口设计指标见表1。
交叉口中心点设计高程为21.981m竖向路拱拟采用三次抛物线形式。根据上述参数，MEDS生成道口竖向设计图如图1所示。
图1中在交叉口的中部位置，等高线凸点明显，不够平顺圆滑，意味着在交叉口中部局部范围内不够平坦，主要行车方向上高程起伏较大。BD路道口横坡1.5%与AC的纵坡0.3%差距较大，BD路穿过AC路时横坡发生较大扭转，高程变化过急。考虑到交叉口内径向横坡不小于0.3%即可满足排水要求，该交叉口有条件将边界线整体抬高，即各弧顶处特征点高程有调升的余地。
由此，将道口横坡参数调整为：A、C道口横坡0.5%，B、D道口横坡1.0%，并设置路段横坡向道口横坡渐变过渡段，取横坡渐变率p为1/250，那么各道口渐变段长度为：
LAC=7.5×（1.5%-0.5%）/p=18.75 取5的整数倍20m
LBD=12×（1.5%-1.0%）/p=15
交叉口设置横坡渐变过渡段后的设计结果如图2所示。
比较图1和图2可以看出，图2中交叉口中部等高线较优化前明显平顺圆滑，交叉口更加平缓，AC和BD两个行车方向上高程变化均衡。
2 结语
使用MEDS在交叉口竖向设计中，通过整体抬高交叉口边缘弧顶特征点高程，并在道口路段设置横坡渐变过渡段，能明显优化交叉口竖向，使其既保证行车平稳顺畅又满足排水要求。
参考文献
[1] 杨少伟.道路勘测设计[M].第三版.北京：人民交通出版社，2009.
交叉口优化设计范文2
关键词：城市道路；交叉口；交通设计；计算机辅助设计
中图分类号：U491.114；TP391.72文献标志码：A
Computer aided design system for urban road intersections
WU Zhizhou, YANG Xiaoguang
(Key Lab. of Road & Traffic Eng. of Ministry of Edu., Tongji Univ., Shanghai 200092, China)
Abstract：To improve road capacity, the computer aided design system for urban road intersections is designed and developed with software engineering idea, which is based on traffic design theories and methods for Chinese urban roads. Its data structures are designed reasonably, which can provide interfaces for the generation of traffic control scheme and development of traffic simulation and evaluation software. An example shows that the core models are consistent with the characteristics of Chinese urban roads and the efficiency of plane road intersection design can be improved greatly.
Key words：urban road; intersection; traffic design; computer aided design
0引言
交通问题已成为制约城市发展的关键因素之一，如何针对我国混合交通流的实情给出合理的应对策略已成为迫切需要解决的问题.[1]交叉口是道路交通系统的重要组成部分，是道路网的节点和枢纽，在城市道路网中的重要地位不言而喻.虽然交叉口的存在增加了交通流组织的复杂度，但保证交叉口的通畅，仅从道路的“平纵横”和“路基路面”等土木工程方面进行设计远远不够，只有依据道路的实际交通需求特征，以通行能力最佳化、交通安全为目标，从道路的空间和交通管理与控制结合方面进行交通设计，才可确保其功能的充分发挥.[2]
交通设计的内容和程序相当复杂，需要量化的工作繁多.如何进行交叉口的优化设计？如何对交叉口设计进行科学评价？如何将设计和评价有机地结合？在国内还没有完备的手段和工具，特别是没有针对中国城市道路与交通特点开发的交通辅助设计工具.因此，如何结合道路平面交叉通设计工作的特点，开发一套较为完善的交通设计与配时优化设计辅助系统，并提高设计的效率和科学性有着广泛的需求和实用价值.
1系统总体设计
1.1设计原则
该系统是“城市道路平面交叉通设计评价系统”的后续研究，结合实际交叉口设计的工作，系统从渠化方案的生成、信号控制方案的生成、方案的评价及方案的输出几个方面展开进一步研究.总体设计按照如下原则[3]展开：
(1)功能完备性原则.该系统应该包括一般软件系统的数据管理、存储功能和交叉通设计的各种优化调整功能.
(2)标准化原则.主要是指系统设计应符合计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)的基本要求和标准，同时系统所使用的专业术语、模型等也应符合国家规范或相关规程.当然，系统本身也具有推动交通设计工作标准化的功能.
(3)系统性原则.系统的各个功能模块应有机结合，便于系统未来的升级与发展.这一点在系统数据结构的设计上显得尤为重要.
(4)兼容性原则.数据应具有可交换性，即应该选择标准的数据格式，实现数据与其他相关软件的交换共享.
(5)实用性原则.系统设计中的数据组织应比较灵活，可以满足不同应用分析的需求，真正做到能够解决用户所关心的问题，为生产实践和科研教学服务.
(6)可扩充性原则.系统的总体设计应该采用模块化结构设计，模块的独立性强，模块的增加、减少或修改均对系统影响很小，便于对系统进行改进和扩充.
1.2系统总体构架
系统采用项目管理的方式，每一个交叉口采用一个数据库进行管理，主要内容包括：项目的基本参数、交叉口的交通需求参数(如流量、流向等)、交叉口的空间位置参数(如红线宽度、路段长度等)、时间设计参数(信号控制方案的参数)、方案评价参数(通行能力、排队长度、总体延误、服务水平等).系统后台集成成熟的交通设计理论和模型，通过函数库、规则库和优化算法库支持系统功能的实现，总体结构见图1.
结合交叉口设计的实际流程，系统逐步生成交叉口的设计方案，在实际应用过程中，用户可以根据具体需要调整相应的参数.系统也将结合评价的参数和规则库，辅助用户生成决策方案.其实现流程见图2.[4]
2系统功能模块设计
在总体设计原则指导下，在功能设计上系统遵循以下原则展开：
(1)功能结构的合理性.即系统功能模块的划分要以系统论的设计思想为指导，合理进行集成和区分，功能清楚、逻辑清晰、设计合理.
(2)功能结构的完备性.根据系统的应用目的要求，功能齐备，适合各应用目的.
(3)系统各功能的独立性.各功能模块应相互独立，各自具备一套完整的处理功能，且功能相互独立，冗余度最小.
(4)功能模块的可靠性.各模块的稳定性好，操作可靠，数据处理方法科学、实用.
(5)功能模块操作的简便性.各子功能模块应操作方便，简单明了，易于掌握.
遵照设计原则和总体框架，系统研发共包含6大模块：基础信息输入模块、渠化方案生成模块、配时方案生成模块、方案优化分析模块、方案评价分析及辅助决策模块和方案输出模块.
2.1基础信息输入模块
该模块输入的主要信息包括工程基本信息和交叉口的描述信息，流量信息(机动车、非机动车、行人等)，交叉口空间参数及准静态参数设置；基本配时参数(相位、相序、基本参数)，优化配时参数和优化目标参数，方案评价参数(车道宽度校正、坡度及重车校正、左转校正、右转弯半径校正、行人影响校正、自行车影响校正参数等).实现的基本功能主要包括数据编辑(删除、修改)，部分数据的可视化显示与交互式操作，数据的容错性分析及提示等.
2.2渠化方案生成模块
该模块在红线宽度的范围内，根据各进口道的流量与流向分布，生成初始的渠化方案，包括车道数、车道功能(组合)、车道渐变段的长度等.应用于该模块的基本理论及方法主要包括交叉口进出口道车道匹配理论、流量比均衡理论、饱和流量及通行能力计算方法等.该模块主要生成交叉口渠化设计初步方案，并作为配时优化设计的输入参数.
2.3配时方案生成模块
该模块设计中打破传统配时方案设计过程中的对称性设计原则，其主要存在以下3个问题：(1)信号阶段间不均衡性，即没有按照交通需求配置通行时间；(2)信号阶段内不均衡，即信号阶段内某些车流提前放完造成时空资源浪费；(3)信号阶段连接处时间损失，即相位相序单一，缺乏对交通对象特征的分析.基于不对称原则、信号阶段内均衡原则和灵活合理的相位相序原则进行组合相位的设计，系统开发时则采用相位相序模板实现上述技术原理.
2.4方案优化分析模块
该模块结合评价参数和用户优化目标，从系统自带的模型库中给出相应的优化建议，用户可通过半自动或手工方式完成对控制方案各参数的优化，其应用的主要核心技术有信号周期优化模型与算法、绿信比优化模型与算法、多目标优化函数建模等.
2.5方案评价分析及辅助决策模块
该模块主要实现以下基本功能：节点交通需求基本分析、进口道饱和流量分析、节点通行能力基本分析、节点服务水平基本分析、节点综合评价分析等.选用的评价指标有通行能力及饱和度、延误及服务水平、停车率、排队长度等.在对上述指标的评价过程中，根据实践经验的积累，提出合理的辅助决策建议供用户参考，通过调整相应的参数用户可以得到更加合理的设计方案.评价分析模块设计流程见图3.
2.6方案输出模块
该模块主要实现下述输出功能：节点交通需求基本分析、节点通行能力基本分析、节点服务水平基本分析、节点综合评价分析、节点优化方案相位相序图、优化方案各类参数表等.同时，为了满足用户统计报表的需要，系统还提供将基本参数及评价结果直接导入到Excel表格中的功能.
3系统数据结构设计
数据结构是整个系统设计的重点和难点，好的数据结构将使得后期的系统开发事半功倍，且易于系统维护和升级.
一个完整的城市道路平面交叉口的交通设计方案主要包括交叉口的道路条件(包括渠化及附属设施等)、交通条件(各车流和行人的组成结构、流量流向、到达规律等)、信号控制方案(相位相序、各信号相位的控制车流、控制参数等)等3个方面的对象数据及其相互间的关系.结合系统的数据流和操作流，总结国内外一些交通控制系统的先进经验，可以设计出系统的数据结构.
需要指出的是，由于采用面向对象的程序设计方法，因此基本采用面向对象方法的类/对象/实例(包括类的属性和方法)进行数据结构的表达，而不是一般数据库常用的ER图.
图4给出系统数据结构的最高层数据抽象，共包括3大部分，即路段类LinkList，交叉口类IntersectionList和交叉口群类GroupList.其中TJSIG为城市道路交叉口的基础父类， GroupList用于存储优化设计的交叉口群的基础索引数据(目前系统的开发只是针对单个交叉口，该数据项为将来的系统扩展留有数据接口)；IntersectionList主要用于存储交叉口总体层面的数据(如综合评价数据等)，为衔接交叉口群与进出口道道路的名称提供索引，并存储交叉口信号控制方案的数据，提供信号控制方案与所控制的对象车流(或客流)之间的对应索引；LinkList主要用于存储交叉口的进出口道名(索引ID)、各向车道数、车道功能、车道基本参数(含几何参数和交通条件修正参数等)、流量流向条件等数据，并提供各进口车道、各车道分担流量、各流量组的信号控制相位3者之间的相互关系索引.
4系统模型应用与评价分析
4.1规划模型建立过程与实例化
为了验证系统模型的科学性和有效性，结合广中路―中山北一路交叉口的实际情况，运用上述模型进行信号方案设计.
具体思路如下：通过对交叉口现场调研发现，由于交通信号控制方案的不合理造成车辆排队过长，导致高架道路下匝道车流无法及时疏散，是本次交通问题症结之所在.因此，在这种情况下，燃油消耗与机动车尾气排放量不是主要考虑因素.为了简化问题，本次设计将这两个因素在目标函数中的权重值取0(选取交叉口车均延误最小为优化目标)，这样处理更能反映问题的本质.其他约束条件如下：
(1)安全性约束条件.通过分析可知南北向行人过街最短绿灯为20 s，东西向行人过街最短绿灯为17 s.
(2)服务水平约束条件.改善后整个交叉口的服务水平应不低于D级.
(3)可靠性约束条件.控制各股车流的饱和度不超过0.9.
(4)不出现超长排队.经实测，内环线高架道路下匝道长度为250 m，下匝道距离广中路―中山北一路交叉口约200 m.因此，如果要控制车辆排队不影响高架道路主线运行，排队长度应不超过450 m.以高架道路出口匝道的直行车流量为准计算得C
4.2核心原则体现及对混合交通流的考虑
系统信号配时的两个原则即信号阶段间均衡原则和信号阶段内均衡原则，主要体现在相位相序的安排和设计上，经过系统模型计算推荐得出的方案见表1.
图 5系统操作主界面通过分析可知：经过该系统生成的设计方案取得的效果很好，达到预期目标.同时，也充分验证本系统内核模型的实用性.
5结束语
在很多城市的道路网络中，平面交叉口成为路网容量和通行能力的瓶颈.日常的交通拥挤，大部分是由于平面交叉口的通行能力不足造成的.如何提高平面交叉路口的通行能力是国内外普遍关心的话题.本系统开发的目的在于探索适应我国城市道路交通实际的单个交叉口优化设计理论与模型，以充分挖掘城市道路交叉口时空资源和提高服务水平为基本目标，以灵活、稳定、安全和节约资源为宗旨，以交通设计技术、交通流理论及交通控制与管理理论为基础展开研究，提出交叉口优化设计与信号优化配时理论、模型及应用技术，并最终采用计算机辅助系统的形式加以集成应用，为城市建设和管理部门提供技术支持，达到提高我国城市交通运行效益的目标.
系统从现有平面交叉口和规划平面交叉口两方面进行分析，主要针对十字交叉口和T型交叉口，研究成果使交叉口的优化设计与分析进一步科学化、系统化、效率化，并对规划和设计工作起指导和反馈作用，对于平面交叉口规划与设计方案的优选及完善也有重要意义.系统界面友好，功能完备，提高了交通设计的效率和科学性.通过系统测试和具体应用，验证其科学性和实用性.在后续开发中，系统将基于GIS平台进一步展开研发.
参考文献：
[1]杨晓光. 城市道路交通设计指南[K]. 北京: 人民交通出版社, 2003.
[2]同济大学, 上海市交巡警总队. 城市道路平面交叉口规划与设计规程[S]. 1999.
[3]杨晓光, 王乐志, 刘h. 信号控制交叉通设计计算机辅助系统及其实现[J]. 交通与计算机, 2003, 21(5)：3-6.
交叉口优化设计范文3
关键词：五岔路口；渠化；交通组织；人非一体；相位；信号配时
现代城市道路平面交叉口以“十”字交叉和“T”型交叉为常见形式，然而在漫长的城市发展历程中，由于种种历史原因，旧的城市路网虽然在形式上不尽合理，但在相当长的时间内仍要发挥其交通功能，不能被完全取代，五岔路口这种特殊的交叉口形式就是在这种背景下形成的，如何优化五岔路口的交通组织，最大程度的提高路口的通行能力，是值得设计者去思考的问题，本文结合合肥市北一环与亳州路、长丰路交叉口工程实例，列举了该路口存在的主要交通问题，并有针对性的提出了合理的交通组织优化方案。
一、现状路口概况
北一环与亳州路、长丰路交口位于合肥市中心城区西北端，属于老城区范围，北一环为城市主干道，呈东西方向，是合肥市环加射路网的重要组成部分，交通量较大，该路口北一环主线双向4车道下穿亳州路，辅道双向4车道；亳州路为城市次干道，呈南北方向，双向4车道，与北一环斜交60度角；此处长丰路只有南向1个方向，双向2车道，机非混行。本交口现状交通组织为：北一环方向西侧5进2出，进口道2左2直1右转；北一环方向东侧6进2出，进口道2左1直1右转；亳州路南北向均为3进2出，进口道1左1直1右转；亳州路方向为2进2出，进口道1直左1直右。
二、存在问题及对策
（一）问题1：交叉口进出车道数及渠化长度与现状交通流量不匹配，不能满足现状交通需求。根据现状早晚高峰小时机动车交通流量调查结果，机动车北一环东进口、亳州路南进口车流量较大，但车道数仅有3或2车道，易发生过长排队，造成较大的延误；同时由于多股车流在一个相位汇集与出口道的2个车道上，造成交叉口内部车流挤压，影响下一个相位的放行，严重时导致交叉口内部拥堵，如北一环东出口的2个车道常常发生拥堵。对策：利用部分机非隔离带及路边宽度，拓宽增加进出口车道数使之匹配。具体措施为：1、亳州路南进口西侧拓3米绿化带，进口道由3车道增到4车道，东侧增设渠化岛提高右转通行能力；2、优化北一环东进口左转和调头交通组织，北一环往亳州路和长丰路方向左转各设置2个车道，并设置独立的调头车道；北一环东出口由2车道增到4车道，缓解多股车流的合流造成的拥堵以及右转与直行的冲突。（二）问题2：行人过街距离较远，中间无驻足岛，安全隐患较大，且机非混行，慢行无专有相位，冲突严重，影响交叉口的通行效率。根据现场调查结果，北一环为合肥市骨架路网的重要组成部分，其主线下穿亳州路，道路断面较宽，行人横穿北一环过街人流量较大，虽有人行灯但却无专有相位，与亳州路方向左转冲突严重，同时机动车无独立车道，机非混行，非机动习惯跟随机动车左转。对策：非机动和行人一体化设计，并设置行人驻足安全岛。具体措施：1、非机动与机动车采用栏杆隔离，如长丰路进口现状机非混行，无专用非机动车道，利用右侧绿化拓出3米的非机动车道。2、设置中间驻足岛，减少一次性过街长度，保证行人过街安全，并在岛上设置专门的行人信号灯，加强对慢行交通的引导。3、非机动和行人一体化设计，采用相同的通行规则，提高通行能力20-40%，降低冲突概率30-50%。（三）问题3：交通语言不正规，且缺乏多级指示。现状交通标志信息量不足，信息不连续，重要的信息未重复提示，如分道行驶标志，道路三级预告标志等，地面交通标线也不完善。对策：完善交通语言系统，增设方向指示和路面文字辅助信息；增加交叉口范围内渠化和导流线，增设左转弯待行区。具体措施：1、分道行驶标志增设道路名称辅助信息，指路标志应配置简洁、清晰、明了的五岔路口图形。2、地面车道标线应有道路名称作为二次辅助提示信息；交叉口内应设置路口导向线，辅助车辆行驶和转向，同时应设置左弯待转区，提高路口通行能力。（四）问题4：交叉口信号控制和设置位置和信号灯型式有待优化。亳州路南向放行与长丰路南向放行交通冲突较大，主要原因是亳州路和长丰路南向左转放行时均有两个方向，因此产生3个冲突点；现状信号灯为立柱式，灯型较矮且距离较远，驾驶员很难看清甚至跟车者根本看不到。对策：设置近远灯，信号灯杆改为悬臂式，优化信号相位相序和配时，提高交叉口通行能力，减少延误。具体措施：1、通过近远灯组合设计，将远灯改为悬臂式，解决了机动车视距问题；2、将现状4相位优化为5相位。相位1为亳州路南北向直行放行，右转不受控，南北向过街人行放行，时长22秒；相位2为亳州路南北向左右转放行，亳州路北进口右转让行，时长25秒；相位3为北一环东西向直行放行，左转待转，东西向人行过街放行，时长25秒，相位4为北一环东西向左右转放行，北一环东西向右转让行，时长51秒，相位5位长丰路但路口放行，时长23秒；5相位信号周期146秒。（五）问题5：停车组织混乱，路边停车和占用人行道停车严重。图2北一环与亳州路、长丰路交叉口优化方案天庆大厦在亳州路进口道和长丰路进口设置了出入口，并在门前设置约50个停车位，影响进出口道通行能力；人行道被占用，甚至还有施画线；交叉口60米范围内出口道路边停车影响其通行能力。对策：取缔不合理停车位，加强交通管理，优化天庆大厦停车场交通组织。具体措施：1、取缔慢车道上的停车位，加强对交叉口范围内的停车管理，减少随意停车现象；2、优化天庆大厦前停车场交通组织，亳州路南出口道上的开口位置南移，合理设置机非绿化开口，长丰路上只设置进口，亳州路上开口为右进右出。通过一系列优化措施，该路口的交通组织得到明显改善，具体见下表1：
三、设计要点总结
结合上述案例分析的结果，我们可以归纳出五岔路口的交通组织优化有如下设计要点：（一）通过路口渠化，使路口进出口车道数与交通需求匹配；（二）实行慢行一体化设计，设置安全岛，快慢车道应隔离；（三）设置完善的交通标志、标线系统，重要信息重复提示；（四）合理布设信号灯的位置，优化信号相位、相序和配时；（五）路口范围内的道口应优化交通组织，减少对路口干扰；（六）提高交叉通管理力度，减少路口范围乱停车现象。
四、结语
合肥市北一环与亳州路、长丰路交叉通组织优化方案充分利用现有条件，实现了在最少投资和最小改造范围的条件下对路通组织的最大优化，远期还可通过完善周边路网，对五岔路口的交通量进行分流的方式提高路口通行效率；总体来讲本次归纳的优化设计要点对今后类似五岔路口的优化处理有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]CJJ152-2010城市道路交叉口设计规程[S]
交叉口优化设计范文4
关键词：城市道路交通；平交口设计；通行能力
中图分类号：C913文献标识码： A
1.城市道路平交口的现状分析
1.1通过对我国国内城市道路交通平交口的研究分析表明，我国目前一些城市的道路交叉口是十分拥挤的，这是由于我国人民的生活水平的不断提高，其在出门代步工具上有了很大的变化，这就导致了车辆的增多，各式各样的机动车在道路上行驶，再加上城市人口日益增多，交通总体规划跟不上经济发展形势，人群、非机动车与机动车抢道，导致了我国国内城市道路平交叉口的严重拥挤，这就出现了道路交通不能满足道路需求的情况，进而加剧了城市道路平交口易出现意外交通事故，这就需要不断的对城市道路交通进行扩展。（如下图1-1）
图1-1
1.2城市道路平交口是交通道路设计的中心，对于交通路口的设计直接影响着整个城市的发展。城市道路平交口的组成形式是各种各样的，其具体包括：平面交叉路口的反复分流、道路的分合交叉，这样的道分布路结构非常的复杂化，使一些对交通规则不熟练地新司机出现错误的道路选择，这样就无疑的加大了交通事故发生的频率，容易出现道路交通拥挤的现象。还有一些小的城市由于道路交通交叉路口的设施不够完善，具体表现为道路交叉路口的控制措施较低，这就会发现人群与车辆的相互抢路，所以事实表明，城市道路交叉口的交通拥挤度大于常规道路。（如下图2-1）
2.城市道路平交口的设计原则和优化方法
2.1交叉口设计的基础要求和内容
对交通道路平交口的定义是，不同的道路在同一平面内进行相交被称为道路平交口。在道路交通的格局中会形成不同的交叉路口，在这些交叉口的基础上来确保人们对行驶的流通度。其基本要求是：首先，要保证在道路平交口的车辆和人群能顺利、快速、安全的通过，要让交叉口能满足任何道路行驶的效果；其次，对道路平交口的设计要进行严格的规划，根据不同地区的不同情况对其进行针对性的设计，从而提高道路交叉口的通过能力。对于平交口设计的内容分为了四种，第一，通过对道路情况的实地探查，对其尺寸和结构进行合理布局，对交叉口的设计进行准确规划；第二，对道路交叉口道路的设施进行仔细规划，组织正确的方式对交通信号灯进行安装；第三，对交通信号灯安装距离进行实地计算，确保行驶人员能对交通信号灯准确识别；第四，交通道路交叉要设计成立面的，对其所处位置的排水管道要及时进行处理，以确保流水的通畅，避免道路交叉口出现积水的现象。
2.2道路交通平交口的设计原则
2.2.1在城市道路交叉口的设计上，对于其设计进行了有效地控制，根据道路交通交叉口的蜘蛛网的规划，道路与道路之间的交叉方式按照正交，这样是对交叉路口最安全的方法，若是由于地形的原因需要倾斜时，其最大的交叉倾斜角在四十五度或四十五度以上，还要注意在交叉时减少道路的错交、多条道路的交叉、多形状的交叉；
2.2.2在设计交叉路口的时，要根据其不同地区进行不同形式的设计，按其分类具体对道路交通的通行能力进行设计，掌握交通道路设计的组成、级别、车辆形式的速度等；
2.2.3在道路交通的顺畅度是道路行驶的关键，为确保城市道路的通行能力，可以在道路设计上实施车道的优质策划，实施分隔带等；
2.2.4对设计的平交路口进行实地车速计算分析，能让在平交路口范围内的车辆注意车速，下表是车辆在城市交通道路平交口形式的速度之列表（表2-2）：
2.3城市道路交通平交路口的优化方法
由于现在城市交通道路平交口十分的拥挤，容易出现拥堵和交通事故。而根据相关人员的调查发现，交通道路的扩展速度以及道路的容量远远跟不上对道路的需要，而道路的建设是受一定限制的，这就需要加强在道路交通平交口的合理优化设计，以下是对平交口优化设计的具体方法：
2.3.1提高道路平交路口基层设施的建筑质量，详细设计高模式的道路平交口，在平交路口安装智能化设备，着重建设交通渠化，努力发掘平交口的空间能力，把道路交叉口的次干道的车通流通最大限度的发挥出来，加强对道路平交口的管理力度，做到道路交叉口指挥工作的有效性。
2.3.2根据交叉路口的位置进行具体的设计，对道路交叉口的设计积极引进高新科技，对交叉口的管理增加其法制制约；
2.3.3在交叉口使用专用车道，使在交叉口通行的车辆能清楚的分清自己的行驶路线，由于车辆道路宽窄和各个分道上对车辆的容量不同，可制定不同样式的车道组合。（如下图所示）
2.3.4建设渠化交通，在交叉路口的路面上用不同颜色和样式画一些标致来分隔车流，这样有利于车辆根据标致来行驶，做到车辆、车道的互不干扰。（如下图所示）
2.3.5对道路平交口的交通进行调整，对旧的交叉路口进行交叉口网综布局，使用不同的交通路线来对车辆进行限制、对车辆行驶方向进行有效的控制，对一些道路的主干进行合理的限制通行车辆的类别，从而使交叉口更简便，这样就加强了交叉口车辆的流通度。
3.如何提高平交口的通行能力
3.1影响平交口通行能力的因素
城市道路交通平交口是连接城市活动的便捷通道，以此来选择自己通行的目的地，在交叉口设置交通信号灯来减少车辆通行的危险度，确保车辆的安全通行，给人们的生活带来方便，对于平交路口的影响因素有很多种，而这些因素之间都是相互有关系的，这些因素的交互使得平交口道路的通行能力受到了很大的约束，造成了交叉通事故发生的频率高，这些因素包括行人素质差，在路口通行时不看红路灯，对交通法规认识浅淡；平交路口的交通信号灯安装的位置不恰当，对距离、车速的计算不合理；平交通信号灯与交通信号灯之间没有合理的规划，使其之间的转换不灵活，造成交通信号的混乱；在交通道路平交口发生的意外事故也会影响交通的正常通行，易造成道路的堵塞。这些问题的出现都影响了道路交叉口的同行能力，尽管城市道路交通管理者已经对其进行了很多的改善，但这些改善远远改变不了这样的现状，所以，对提高平交口的通行能力还需要不断地深入探究。
3.2对平交口的研究分析
对平交路口通行能力的计算
对机动车辆的车头间距与车头时距进行计算，这样可以确定每个交通车道的通行能力。
对车头间距进行计算
根据上式进行计算其一条道路的通行能力为：
根据车头时距进行计算
其通行能力为：
通行能力与行车速度的关系图
根据对上图的分析可知，在刚开始车辆车速的变化会带动道路通行能力的变化，当车速变大道路通行能力也会变大，若是车辆的车速在一定限度时，道路的通行能力就会不断地减小，这就辨明了车辆的通行能力与车辆的行驶速度以及车辆的车头间距有密切的联系，所以，若要确保车辆的通行能力就要确保车辆的通行速度。
3.3 提高平交口道路通行能力的方法
第一，根据车辆的行驶速度与道路通行能力的关系，若要提高平交口道路的通行能力，就要确保行驶车辆速度的适当性，这样才能提高平交口道路的通行能力；第二，平交口之间的距离不能太小，适当的间距能提高平交口道路的通行能力；第三，在城市道路交通平交口建设天桥或地下通道，将信号灯停车线向前移动；第四，使用小号交通信号灯，这样可以减少排队等候红灯的车辆和人群，从而避免交叉口的拥挤，从而提高平交路口的通行能力。第五，未来交通规划中，要设计机动车、非机动车、人群的绝对分离，互不扰道，以更好的提高行车快速性、行人安全性。
4.结语
根据以上的分析与探究，对城市道路交通的优化设计和如何提高道路通行能力进行了一些合理化规划，以此来加快市道路交通平交口的发展。
参考文献：
交叉口优化设计范文5
关键词：平面；渠化；设计
平面交叉口渠化设计的根本目的，是为了减少冲突或者明确分开冲突。近年来，交通拥堵的问题已经涉及到了国家的发展，并且对人们的日常出行和商务工作产生了非常恶劣的影响。以北京为例，今年在高考的时候，有些考生为了避免迟到，甚至在半夜的时候就到达考场。这种情况在我国的其他城市也有出现。相对来说，平面交叉口渠化设计并不是一天就能够达到目的的，需要长期的优化设计，才能逐步解决交通上的各种问题。在此，本文就平面交叉口渠化设计进行一定的分析。
一、平面交叉口渠化设计问题
在现阶段的发展中，平面交叉口渠化设计出现了很多的问题，有些地区的平面交叉口渠化设计主要是从理论上出发，与实际不符，导致原来的道路拥堵情况更加严重。有些地区的平面交叉口渠化设计虽然逐渐趋于合理，但是发展太慢，并没有对现有交通上的压力产生太大的积极影响。在此，本文对现有的平面交叉口渠化设计问题进行一定的阐述。
（一）渠化车道与路段车道功能不匹配
随着经济的不断发展，很多地区都开始大力治理交通拥堵问题，但是这方面的问题并不是一天两天就形成的，单单依靠某一个部分的工作，并没有办法得到一个理想的效果，必须对现有的问题进行综合性的分析，才能知道问题的根源，之后进行相应的处理工作。从客观的角度来说，渠化车道与路段车道功能不匹配是一个非常严重的问题。主要表现在：平面交叉口空间不足，车道数缩减或车道宽度不满足要求。车道数在交叉口处缩减，或是车道宽度小于道路设计规范中的最小值。车道数量不满足车流需求，交叉口进出口间车道数不匹配。车流量大的交叉口，车道数量的设置时常不能满足车辆的空间需求。在日后的工作当中，必须将这个问题彻底解决，否则很有可能影响日后的交通建设以及平面交叉口渠化设计。
（二）专左车渠化不合理
平面交叉口渠化设计在实际的工作当中，要以当地的情况为基准。部分地区并没有考虑到当地的一些特殊情况，导致平面交叉口渠化设计出现了很多隐患。目前，专左车渠化不合理已经发展成了一个亟待解决的问题，并且严重影响了日常的交通出行和管理。经过一定的统计和分析，专左车渠化不合理主要体现在以下几个方面：第一，左转半径不足或视距内存在障碍物；第二，专左车道过短，车道渐变过于急促；第三，设有专左车道的交叉口，缺少左转待转区。这三个方面是专左车渠化当中的重点方面。对于平面交叉口渠化设计来说，目前的设计标准远远低于需求标准。在经济迅速发展的今天，私家车的数量会越来越多，如果不能够及时的解决专左车渠化不合理问题，一定会对平面交叉口渠化设计造成客观上的压力，最终导致问题无法解决。
（三）右转车流组织不合理
交通对于一个城市来说，其地位毫不亚于政治和经济，在目前的生活和工作当中，畅通的道路能够帮助市民解决很多问题，并且在未来的发展中，获得一个较大的发展空间。但是，平面交叉口渠化设计问题已经困扰城市很多年了，北上广深四个一线城市在交通方面，一直都在努力的解决问题，尤其是北京，右转车流组织不合理导致经济发展受损，市民在日常的出行中，也受到了一定的负面影响。北京市大多数信号交叉口右转机动车不受信号灯控制，为争夺路权，经常出现人车互不相让的情况，两者冲突严重。第一，受地形条件限制，交叉口设置的专右车道过短，宽度不足。第二，由于路面障碍物影响，专右车道转弯半径小，右转车辆行驶困难且易与非机动车产生干扰。从以上的阐述来看，目前的平面交叉口渠化设计非常不合理，在处理问题的时候没有触及实质，导致部分问题开始恶化，如果在日后的工作当中，仍然没有一个较好的处理方式，那么我国很多地区的交通都会成为严重阻碍国家发展的问题。
二、平面交叉口渠化设计
（一）路口空间与车道功能匹配措施
无论是北京还是我国的其他地区，都要在平面交叉口渠化设计上进行一定的优化，将固有的问题彻底解决，否则会造成很大的经济损失。本文认为，在设计平面交叉口渠化的时候，首先要拓宽路口，需通过拓宽路口增加进出口车道数量与连接路段相匹配，满足进、出口道车流通行需求。其次是要将车道有效的渠化，在无法增加交叉口宽度的情况下，通常利用压缩车道、侧宽等渠化车道宽度的方式来增加车道数。第三，车道功能调整方面，在车道数量不变的前提下将原有车道功能静态或动态改变。从以上的三点措施来看，不仅能够结合当地的实际情况来设计，同时可以逐步的解决交通拥堵和一些不遵守交通规则的问题，在长期的坚持下，势必形成一定的良性循环，最后让交通拥堵程度减弱，达到畅通的目的。
（二）平交路口专左车渠化措施
专左车渠化在目前的设计工作中，一直都处于表面化工作的状态，很多的地区即便是一时的交通畅通，但是没有办法让交通永久解决问题，用不了多长时间，交通更加拥挤。本文认为，在处理专左车渠化问题方面，要从以下几个方面着手：第一，在左转交通量较大且设置专用左转车道与专用信号显示时，需在交叉口内设置左转待转区，该区域起始端与进口道左转弯停车线对应，终止端与对向直行车通行区域对应以明确左转车在路口内的占用权与先行权。第二，在未设置左转专用相位的条件下且左转车流量较小时，可通过设置直左车道来完成左转车道渠化。
（三）渠化设施与人行交通的关系
随着交通的不断进步，很多地区的渠化设施都发生了一些变化，从过去到现在，不难看出，发生变化的地方都与人行交通具有很大的关系。首先，渠化设施的配备，能够进一步舒缓人行交通，无论是红绿灯还是环形街道，都能够将拥堵的交通变得通畅一些；其次，人行交通能够从侧面反映出渠化设施是否合理，通过一段时间的观察，同时对一些特殊时段情况进行统计，就可以知道某项渠化设施是否符合目前的需求；第三，在设置渠化设施的时候，首先应搜集一些人行交通的资料，并且深度优化，而不是一味的采用一些表面化的措施。根据渠化设施与人行交通的关系来工作，势必得到一个理想的结果。
三、案例解析
为了进一步明确平面交叉口渠化设计分析，本文主要以北京朝阳路――西大望路交叉口的设计为例。由于北京是我国的首都，而朝阳路又是北京的市政交通要道，如果平面交叉渠化设计能够在这个方面获得一定的成功，那么就证明上述的措施是可行的。经过不断的研究，此条道路的渠化设计为：重新渠化其辅路车道功能，将原来由于线杆占路而阻塞的车道渠化为直右车道。同时，向北挪移东出口距路肩6 m处线杆1根，至人行步道距路肩0.5m处，优化西进口的直行车辆和南进口的右转车辆的行驶路线。从以上的阐述来看，平面交叉渠化设计还是比较合理的，并且在一段时间以后，总体的交通状况有所改善。值得注意的是，北京是一线城市，因此在很多的方面都要比其他的城市更加发达，交通拥堵情况也更加严重。在设计其他城市的平面交叉渠化时，要根据当地的实际需求来进行，否则很有可能导致最后的结果不理想。
四、总结
本文对平面交叉渠化设计进行了一定的分析，从目前的工作来看，仍然具有很大的提升空间。相对来说，我国的很多城市在设计平面交叉渠化的时候，产生了一定的共同点，这种情况有好处也有坏处，高度统一既有利于管理，又不利于各个地区的自由发展。所以，在以后的平面交叉渠化设计工作当中，必须以当地的实际情况和实际诉求为准，通过一系列有效的措施，将问题彻底解决，尽量减少改动，避免工作量越来越大。
参考文献：
[1]李小帅，贾顺平，孙海瑞.机动车待行区设置方法的实证研究[J].交通运输系统工程与信息，2011（S1）.
交叉口优化设计范文6
关键词：非平衡转向；信号控制设计；信号控制方法；仿真评价
中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0017-04
近年来，我国各大城市机动车保有量的增长，对现有的道路资源合理分配利用提出了极大的挑战，曾经大城市面临的交通拥堵快速的向中小城市蔓延。一些关键节点交通流分配不合理，会引起相邻区域的连锁反应，给城市交通管理造成了不同程度的压力。作为交通系统网络的重要组成部分，城市道路平面交叉口是道路通行能力的瓶颈和交通阻塞及事故的多发地。城市的交通拥堵，大部分是由于交叉口的通行能力不足或没有充分利用造成的，这导致车流中断、事故增多、延误严重。在日本大城市中的机动车在市中心的行车时间约三分之一用于平面交叉口而美国交通事故约有一半以上发生在交叉口[1]。由此可见，对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径之一。现阶段，国内外各科研机构研究的交通信号控制理论已基本成熟，也通过一些产学研合作形成了一定的成果，为本文的研究提供了很好的基础。
1 非平衡转向平面交叉通特点
非平衡转向平面交叉口，顾名思义，主要体现在两个方面，一是交叉口形式为平面交叉，即平面相交的几条道路组成的交叉口；二是非平衡转向，交通流的组成为非对称式的，受传统相位控制模式的影响，一般通行模式为相位对称式放行，非常影响交叉口整体通行效率。非平衡转向平面交叉口的交通主要有几方面的特点：一是交叉口的整体通行受转向交通的影响较大，如左转交通流不合理调配导致对其他方向交通流通行影响较大；二是交叉通流整体为非对称式的，对向交通差异化大，将这样的对向交通并入同一相位不利于整体效率的发挥；三是交叉口的车流通行受非机动车和行人影响较大，同时右转车辆又不会受到控制，信号设置的不协调极大的降低了交叉口车辆的通行效率。
2 平面交叉口信号控制方式
平面交叉口信号控制方式主要包含两种情况，一是对单股或多股交通流限制的信号控制，另外一种是不做限制的情况。对单股或多股交通流限制的模式，主要是指在一些特殊场景下，禁止或分时段禁止某股车流的通行，保障路口通行效率的最大化。传统的信号控制方式主要包含定时控制、感应控制以及自适应控制几种，严格来说，感应控制方式属于自适应控制的一种特殊应用，主要是根据交叉口的实际情况对放行通道的顺序和时间重新设置和组合。
2.1 定时控制
定r控制可以分为两种：单时段定时控制和多时段控制。单时段控制是指每天只用一个事先根据交通历史数据设定好的配时方案；推之，一天按多个时段来采用多种不同的配时方案的控制方法是多时段控制[2]。
2.2 感应控制
为了获取实时的交通流信息，在路面上设置一种检测器，这样能高大大提高信号配时的实时性，这种控制方法叫做感应控制，它一般可以分为半感应控制和全感应控制。
半感应控制主要用于次干道与主干道相交的交叉口上，且主干道交通量大，次干道交通量小、波动大的情况。一般情况下，除非次干道上有车辆和行人要通过而提出要求，否则主干道会一直维持着持续不变的绿灯，在给予次干道绿灯之前，主干道会维持一段最小绿灯时间。
全感应控制：绿灯时间和周期这两大指标会与根据交叉口的检测器检测出来的交通流大小有很大关系，随着它们的变化而变化。一般情况下，相位的顺序都是事先定好的，各个相位的最小与最大绿灯时间也是事先已经定好了的。但是相位可以设置可选，如果在此相位中没有检测到有车辆到达，那么就可以跳过该相位，来运行其他的相位[3]。
2.3 自适应控制
主要包含两种，一种是根据检测器检测参数实时生成信号配时，通过评估系统评估后下发信号控制器执行，另外一种是根据交通参数的变化，生成多种配时方案，根据实时的时段或参数触发机制，完成多种信号控制方案的智能切换。
（1）实时交通信号模拟系统：交通模型贮存在中央计算机内，以综合目标函数（延误时间、停车次数、拥挤程度及尾气排放量等）的预测值为依据，对采集到的实时交通状况信息（流量、速度、占有率等）进行分析，同时对控制区域交通信号配时参数作优化调整，并且为了把交通量图式预测准确性进一步提高，避免控制方的不正常波动，对各项交通信号配时参数的优化调整均小步距且频繁地进行[4]。
（2）方案智能选择切换系统：系统投入运行之后，对交通量等级与配时参数的对照关系进行执行。即针对不同等级的交通量，选择响应最佳配时参数组合，然后将这套事先制定好的交通量与配时参数的对应组合关系储存在中央控制器中。中央控制器再根据输在各个路口的车辆检测器反馈的车流参数，来自动选择合适的配时参数，从而依据所选定配时参数组合对路网交通信号进行实时控制[5]。
3 交叉口信号控制方式选择
交叉口信号控制方式的选择，取决于几个关键条件：一是交叉口类型及渠化特征，二是交通流的组成特征，三是行人和非机动车的干扰特征，四是路口感知设备的应用情况，五是关联路段及交叉口的交通流分布情况。一般而言，主要按照以下几个步骤进行处理：
（1）实地调研，调研对象包含上述的几个条件，交叉口基本特征、交叉口渠化信息、交通流组成、行人和非机动车流量分布、交叉通流感知设备信息以及相邻交叉口及路段的交通流分布情况等；
（2）数据分析，通过对调研数据的整理分析，了解行人、非机动车及机动车的流量分布变化情况，以及交通渠化对现状交通的影响；
（3）模型建立，以交叉口通行能力最大化为目标，在考虑关联区域整体通行提升的基础上，充分考虑交叉口渠化、行人和非机动车流量、关联交叉口通行能力变化等影响因子，建立交叉口信号控制模型，并寻求信号控制策略的最优解；
（4）模型校核，通过模型输出参数的数据与现状调查的数据相互比较，校核结果是否符合实际情况；
（5）仿真优化，在校核后的模型基础上，对交叉口渠化、车道功能等进行优化设计，模型中表现为相应的参数信息变化，并进行信号配时优化，利用Vissim仿真工具最后对各优化方案进行评估，确定最优方案。
4 案例分析
以合肥市高新区黄山路与科学大道交叉口为例，阐述平面交叉口信号控制方案设计的具体思路。
黄山路与科学大道交叉口是高新区建成区一个关键交叉口，黄山路为东西走向的一条主干道，科学大道为南北走向的一条主干道，特别在高峰期间流量比较大，是一个特别有代表性的交叉口。如图1所示。
4.1 基础调查
黄山路与科学大道交叉口为十字交叉口，黄山路东西向均为五进四出，进口道均为直行和左转各一条车道，直行三车道；科学大道南北向均为四进四出，进口道均为执行和左转各一条车道，直行两车道，如图2所示。
4.2 数据分析
通过对交叉口各个进口进行实地的调查得到各个进口道的实测交通流量，经过整理原始数据得到各进口的机动车流量。详见图3、4所示。
各进口道平均排队长度如图5所示。
交叉口排队长度比较长的是北进口和南进口早晚高峰直行车道，特别是北进口早高峰和南进口早晚高峰时段拥堵比较严重，东西方向相对来说交通状况良好，只有东进口的直左出道早高峰排队较长。
4.3 模型建立
根据交叉口调研的渠化、交通流量（包括机动车、行人等）、饱和流量和信号配时等基本信息，通过Transyt及Vissim仿真软件建立路网各时段（包括早高峰、晚高峰、平峰及夜间）现状仿真模型，从而寻找路网最优配时方案，如图6所示。
4.4 模型校核及仿真优化
根据不同时间段的流量分析及模型计算结果，形成了三种控制方案：一是将东西向靠近左转车道的一条直行车道设置为可变车道，能够应对高峰期左转流量大，信号周期长，严重影响通行效率的局面；二是高峰期采用两种周期的定时控制方式，可结合实际时段进行调整；三是平峰期和低峰期采用感应控制的方式，可有效减少车辆在路口的等待时间，提高平峰时期的通行效率。早晚高峰信号配时如表1、表2所示。
以延误作为主要评价参数，早晚高峰路网配时优化前后主要参数对比表如表3所示。
由表3可知，早高峰信号配时优化后每辆车平均延误降低了25%，总延误降低了25%，总运行时间降低了12%，平均速度提高了14%。晚高峰信号配时优化后每辆车平均延误降低了6%，总延误降低了6%，总运行时间降低了3%，平均速度提高了3%。综上分析，经过信号优化后车辆延误明显降低，提高了运行效率，从而缓解了交通拥堵，减轻了空气污染。
5 结语
本文提出的非平衡转向平面交叉通信号控制方法主要是针对现阶段城市交叉通流分布不均等问题，从交叉口通行方式分配、参数分析、模型优化及仿真调整等几个角度，达到交叉口通行效率最优的效果，提高交叉口通行能力，有效减少延误，对缓解节点交叉口矶缕鸬焦丶作用。
参考文献
[1]管再保.平面交叉通控制研究[D].成都：西南交通大学，2004.
[2]诸云.基于交通流模式的交叉口动态信号控制研究[D].南京：南京理工大学，2009.
[3]孙晴.城市平面交叉口信号控制的研究[D].长沙：长沙理工大学，2009.
