（道路与铁道工程专业论文）基于功能需求的城市道路平面交叉口空间设计方法研究.pdf

摘要 本文依托于重庆科学技术项目基于功能需求的城市道路平面交叉口设计方 法研究，通过对重庆市平面交叉口的几何条件、交通流量、交通事故、附属设施 和交叉口交通管理情况资料的收集和整理，对城市道路平面交叉口的设计方法进 行了深入的研究，并对平面交叉口综合评价方法进行了探讨。主要内容为：通过 对重庆市道路交叉口运行状况调研，分析了造成平面交叉1 ：3 交通拥挤和事故发生 的主要因素以及交叉口设计要素对交叉口通行能力和安全性的影响：采用视频技 术和人工观测技术，研究交叉口空间范围内机动车和行人的交通行为，分析交通 行为对交叉口通行能力和交通安全性的影响；通过层次分析法( a h p ) 建立了交叉口 综合评价指标体系，并将这些影响指标进行综合量化，获得交叉口服务能力的综 合量化指标；从通行能力匹配、通行效率、交通安全、环境和谐、附属设施布置 等方面研究交叉口的空间设计方法；最后，建设性地提出了几种典型平面交叉口 设计实例。 关键词：平面交叉口；综合评价；机动车交通特性；行人交通特性；空间设计 a b s t r a c t s u p p o s e db yt h ep r o j e c to fc h o n g q i n gs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ：m e t h o d sf o rs p a t i a ld e s i g no f u r b a ns t r e e ta ti n t e r s e c t i o n sb a s e do n f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s ，t h r o u g ht oc h o n g q i n gi n t e r s e c t i o n g e o m e t r i cc o n d i t i o n ，t r a f f i cf l o w , t r a f f i ca c c i d e n t , a n c i l l a r yf a c i l i t i e sa n dr o a di n t e r s e c t i o nt r a f f i c c o n t r o ls i t u a t i o nm a t e r i a lc o l l e c t i o na n dr e o r g a n i z a t i o nh a sc o n d u c t e dt h et h o r o u g hr e s e a r c ht ot h e u r b a nr o a dp l a n er o a di n t e r s e c t i o n sd e s i g nm e t h o d ，a n dh a sc a r r i e do nt h ed i s c u s s i o nt ot h ep l a n e r o a di n t e r s e c t i o nq u a l i t ys y n t h e t i ce v a l u a t i o nm e t h o d t h ep r i m a r y c o v e r a g ei s ：t h r o u g ht h e i n t e r s e c t i o no fc h o n g q i n go p e r a t i o nr e s e a r c h , a n a l y s i so ft h ep l a n ec a u s e db yi n t e r s e c t i o n sa n d t r a f f i cc o n g e s t i o nam a j o rf a c t o ri nt h ea c c i d e n t 雒w e l la st h ed e s i g ne l e m e n t so ft h ei n t e r s e c t i o no f i n t e r s e c t i o nc a p a c i t ya n dt h ei m p a c to fs a f e t y ；t h eu s eo fv i d e ot e c h n o l o g ya n da r t i f i c i a lo b s e r v a t i o n t e c h n i q u e st os t u d yt h ei n t e r s e c t i o no fs p a c ew i t h i nt h es c o p eo fm o t o rv e h i c l ea n dp e d e s t r i a nt r a f f i c b e h a v i o r , b e h a v i o ra n a l y s i so ft r a f f i cc a p a c i t yo fi n t e r s e c t i o n sa n dt r a f f i cs a f e t yi m p a c t ；t h r o u g ht h e a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ( a r m ) t oe s t a b l i s h ac o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m i n t e r s e c t i o n s ，a n dt h e s ee f f e c t sc o m p r e h e n s i v eq u a n t i t a t i v ei n d i c a t o r s ，a c c e s st oi n t e g r a t e ds e r v i c e s c a p a b i l i t i e si n t e r s e c t i o nq u a n t i t a t i v ei n d i c a t o r s ；m a t c hf r o mt h et r a f f i cc a p a c i t y , a c c e s se f f i c i e n c y , s a f e t y , e n v i r o n m e n t a lh a r m o n y a n da r r a n g e m e n to fa n c i l l a r yf a c i l i t i e ss u c ha ss t u d ys p a c ef o r i n t e r s e c t i o nd e s i g n ；f i n a l l y , p u tf o r w a r dc o n s t r u c t i v ep l a n ej u n c t i o no fs e v e r a lt y p i c a ld e s i g n e x a m p l e w o r d s ： i n t e r s e c t i o n ；c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ； c h a r a c t e r i s t i c so fm o t o r v e h i c l et r a f f i c ；p e d e s t r i a nt r a f f i cc h a r a c t e r i s t i c s ；t r a f f i cc o n f l i c ；s p a c e sd e s i g n 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：日期： 7 年堋眨日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本人学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并进行信 息服务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ，同时本人保留在其 他媒体发表论文的权利。 指导教师签名 日期：圆节 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社c n k i 系 列数据库中全文发布，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规 定享受相关权益。 学位论文作者签名：卞移始 日期。 0 7 年够月n 日 第一章引言 1 1 研究背景 1 1 1 道路交通状况 第一章引言 交通是经济的命脉，也是衡量一个城市文明进步的标志。随着我国经济的高速发展和城 市化进程的加快，机动车拥有量及道路交通量急剧增加。我国的整体道路交通系统在逐年膨 胀之中，导致了交通需求与交通供给之间的尖锐矛盾，不仅降低了道路的通行能力，还对国 民的生命财产造成了巨大的危害。世界卫生组织的资料显示，1 9 7 5 年至1 9 9 8 年，中国道路 交通伤害病死率上升了2 4 3 。1 9 9 9 年中国的道路交通伤害导致损失1 2 6 0 万潜在的生产寿 命年，估计价值为1 2 5 亿美元，几乎相当于中国每年卫生经费预算的四倍。 2 1 而根据我国公 安部全国道路交通事故情况通报显示，2 0 0 7 年，全国共发生道路交通事故3 2 7 2 0 9 起，造成 8 1 6 4 9 人死亡、3 8 0 4 4 2 人受伤，直接财产损失1 2 亿元。尽管全世界为了改善道路通安全状况， 投入了大量的经费、采取了多种措施，但交通安全的现状仍不能让人满意。根据相关资料1 3 ， 对我国的道路交通事故起数、死亡及受伤人数进行了统计，参见图1 1 ( a ) 、图1 1 ( b ) 、图1 1 ( c ) 。 图1 1 ( a )全国道路交通事故起数 f i g u r e1 1 ( a ) t r e n d l i n eo ft h ev e h i c l en u m b e rn a t i o n a l 图1 1 ( b )全国道路交通事故死亡人数 f i g u r e1 1 ( ”t r e n d l i n eo ft h eh i s t o r yf a t a ln u m b e rn a t i o n a l 2 第一章引言 图1 1 ( c )全国道路交通事故受伤人数 f i g u r e1 1 ( c ) t r e n d l i n eo ft h eh i s t o r yi n j u r e dn u m b e rn a t i o n a l 由1 1 ( a ) 、图1 1 ( b ) 、图1 1 ( c ) 可知，我国道路安全形势不容乐观。通过每年死亡人数的 变化可以看出，死亡人数在最近几年有所下降，但是总数还是非常巨大的。提高通行效率、 阻止交通事故尤其是死亡人数上升的趋势，降低因为交通事故造成的各种人身和经济损失， 仍然是中国道路交通的当务之急。 1 1 2 平面交叉口交通状况 平面交叉口是城市道路交通的关键，也是车辆汇集和转向所在地，城市中的机动车很大 一部分时间都消耗在交叉口上。据研究日本大城市中的机动车在市中心运行时间的i 3 左右 发生在交叉口。交叉口复杂的交通特征使其容易成为交通持续混乱和事故的多发点。城市道 路交通事故的发生频率相比于公路上要高得多，据我国研究人员的统计，我国城市道路交通 事故有6 0 的发生在交叉口“1 ，在日本，有5 8 7 的交通事故和4 4 7 的死亡事故发生在道路 交叉口或其附近。1 。表1 1 中罗列了美国交叉口事故数和严重程度譬1 。 表1 1 美国2 0 0 2 年交叉口事故数和严重程度 t a b l e l 1i n t e r s e c t i o na c c i d e n td a t ai nu si n2 0 0 2 类型事故数( 万起)事故数比例 事故伤亡人数( 万人) 伤亡比例 非交叉口事故3 5 9 95 7 1 0 2 2 55 2 交叉口事故 2 7 1 74 3 9 4 4 84 8 信号交义口事故 1 2 9 92 1 4 6 2 82 4 非信号交义口事故 1 4 1 8 2 2 4 8 2 02 5 合计 6 3 1 61 0 0 1 9 6 7 31 0 0 从以上数据可以看出，要想改善城市道路网的通行能力和安全性，必须把解决交叉口的 相关问题作为当务之急。长期以来，我国在交叉口方面采取的措施多是对现有交叉口的改造 和后期的管理，导致设施建成后引发不少无法满足交通运行的问题。本论文基于这一点，在 第一章引言 3 现有研究的基础上，从设计方面入手改进设计方法最大限度的增大交叉口的通行能力和安全 性。 1 2 平面交叉口研究现状 1 2 1 综合评价研究 国外对信号交叉口的评价进行了专门研究，其研究重点主要放在对信号交叉口的服务水 平的划分上，如美国通行能力手册( h c m 2 0 0 0 ) 采用延误计算的结果作为评价指标，把交叉口的 服务水平分为a f 六级引；日本根据交通量与通行能力之比即饱和度指标将信号交叉口的服务 水平划分为三个等级m ；前苏联根据实际行驶速度与自由行驶速度之比即速度系数将信号交 叉口服务水平分为四个等级“。 国内对城市道路交叉口综合评价有较多的研究，从综合评价指标体系、综合评价方法、系 统设计等多方面进行了有益的探讨。 北京市市政设计院建议同时考虑排队长度、损失时间和驾驶员感受将信号交叉口服务水 平分为五个等级，考虑了多种因素对交叉口的评价指标的影响。 吴海燕等。1 。3 在对城市道路交叉口的交通进行分析的基础上，从技术、经济、环境等层面 选择指标，通过层次分析法建立交叉口综合评价指标体系，并将指标进行综合量化，得到了 交叉口的综合评价值。 同济大学江欣国等将城市道路交叉口评价系统分为4 个子系统，包括交叉口布局指标、 营运指标、管理指标和环境指标，并分别给出了各个子系统的相关指标及其评价指标等级的 建议值，采用系统工程中的矩阵综合评分法和特尔斐法( d e l p h i ) 进行综合评价乜。 北京工业大学的杨峰。纠从分析信号交叉口的系统特性入手，探讨与交叉口相关的各种因 素，从效率、安全和环境三个方面出发，建立了评价指标层次结构体系。然后，参考以往的 研究并结合一些实测数据的分析，采用定量与定性结合的方法确定了各项评价指标及其分级 标准。并用层次分析法确定各评价指标的权重，建立综合评价模型。 江苏大学的陶经辉“? 。提出了对各种常用评价指标进行筛选的各种方法和用于指标相关性 粗选的最小独立变量模糊聚类方法。次要指标筛选采用保持信号交叉口综合实力按线性加权 效应排序其顺序不变的方法，并对该法进行了探讨。借助于专家咨询和层次分析法原理，建 立了信号交叉口交通系统分层评价指标体系，并给出了评价标准建议值。在对信号交叉口交 通系统综合实力排序方法进行系统地探讨之后，指出单一准则下的不同的指标权重计算方法， 并对具体信号交叉口进行了应用性研究。 同济大学杨晓光等_ 钉总结了适合我国混合交通的交叉口交通设计评价方法，开发设计了 城市道路交叉口交通设计评价软件，选用的交通效益指标为：通行能力及饱和度、延误及服务 水平、停车次数和排队长度，提供了一套简易、实用的评价工具。 4 第一章引言 1 2 2 通行能力研究 国外对信号交叉口研究比较多主要集中在交叉口的信号配时交叉口延误计算分析交叉口 的交通模拟等。交叉口通行能力方面，最具代表的主要还是以美国8 5 年及2 0 0 0 年通行能力手册 交叉口通一1 t i 藐力是在服务交通量的基础上通过对对应交叉口的交通条件道路条件及环境条件 进行修正而得到的。 得克萨斯运输学院研究小组对路口也做了大量研究峙：，提出了临界车道法的概念。对每 个入口的临界车道求出一个通行能力，那么对于整个交叉路口可以求出一个临界车道容量， 得出临界车道通行能力与周期的关系，从关系式可以看出临界车道通行能力与周期成反比关 系，同时表明周期相同的条件下，入口数越多临界车道通行能力也相应降低。该研究成果在 某种程度上有助于理解信号周期对交叉口通行能力的影响。 w e b s t e r 通过计算机和广泛的现场观测研究出一种确定最佳周期的公式，这个公式是以延 误最小作为目标。w e b s t e r 还推断当周期在( 0 7 5 - - - 1 5 ) c o 范围变动时，延误没有显著增加， 因此在选择周期时，同时要考虑到路口的实际情况，还要考虑交叉口好的通行能力理论上的 周期并不一定适合该交叉口。引。 我国在通行能力方面的研究，相对于国外起步较晚。彭国雄仃：分析了自行车对信号交叉 口通行能力的影响，在自行车对信号控制交叉口通行能力的影响一文中提出了交叉口进 口车道机动车饱和流率和绿初损失时间等表征通行能力的计算指标与自行车交通量的定量关 系模型。并采用对比分析法通过计算实例从定量的角度揭示了自行车交通对典型信号控制交 叉口通行能力的影响。在最后，提出可用于指导信号配时的左转自行车交通量“临界值 的 概念。 在信号配时优化方面，国内基本上依据英国w e b s t e r 公式来计算信号周期由于该公式的应 用具有一定的适用范围，对较低饱和度的交叉口才能达到优化的目的。它是以延误最小为目 标函数推得的。 顾怀中、王炜m ：提出了交叉1 ：3 交通信号配时的模拟退火全局优化算法。该算法选用延误 时间、停车次数及通行能力为优化目标函数，各性能指标的加权系数随交通需求的( 一般分 平峰和高峰) 不同而变化，以适应不同交通状况下对配时优化的不同要求。 杨锦东撑j 等人指出信号控制目的在于最大限度地提高交叉口的使用效率，一方面要以人 为本体现道路使用者的利益使延误和停车率尽可能小，另一方面，要合理利用道路交通设施 使用效率，使道路通行能力尽可能的大。在正常的周期时长范围内，周期时长越长通行能力 越大，但车辆的延误及停车率也随之增长。当延长周期时长所提高的通行能力远大于交通需 求时，对通车状况并无好处，却无谓的增加延误。信号交叉口的配时，应配以适当的周期时 长让通行能力稍高于交通需求而使延误、停车、排队等指标到达最小。因此作者提出了以延 误时间最小排队车辆数最少为目标函数，以饱和度为约束条件的两目标优化模型。 第一章引言5 张鸥鹏。研究的出了转弯半径对通行能力的影响模型。钱宇彬对通行能力进行了研究， 得出车道数对通行能力的影响最为显著；专用左转车道的右移，可以增大左转车辆的转弯半 径，提高交叉口的通行能力；左转车道远引右转是解决车辆对交叉口通行能力负面影响的有 效途径。马泽丹对城市信号控制交叉口右转专用车道通行能力进行了分析，给出了针对混合 交通影响的右转车道通行能力计算方法。张海对出口道短车道对信号控制交叉口交通通行能 力的影响进行了分析。 1 2 3 交通安全研究 有关交叉口安全方面的研究，国外起步较早，并取得了许多成果。2 0 0 1 年，t r b 发表了 n c h r p 第2 2 9 号综合报告改善道路安全与操作的几何设计最新研究这篇报告在交叉口部 分，重点考查了交叉口形式、交叉口视距、车道设计、交叉口范围的进出交通控制、左转车 道、右转车道、卡车、行人和骑非机动车者、老年驾驶员以及交通事故或交通冲突这十个方 面。 澳大利亚学者k w o g d e n 在更安全的道路：道路安全工程导论一书中，k w o g d e n 根据交叉口控制方式的不同，对无控制交叉口、优先控制交叉口、环形交叉口、信号控制交 叉口在安全方面的优劣性质以及如何提高这些交叉口的安全性进行了总结与分析，并特别强 调了交叉口的视距和渠化在促进安全方面的突出作用2 。 h a r w o o d 和b a u e r 等人通过对2 8 0 个实施了改善措施的交叉口和3 0 0 个类似的没进行改 善的交叉口的对比研究发现，增设左转车道可以有效地提高平面交叉口的安全性。在城市无 信制交叉口某进口道增加一条左转车道，可使交通事故减少2 7 ( 四岔) 或3 3 ( 三岔) ；在 城市四岔信控交叉口某进口道增加一条左转车道，可使交通事故减少1 0 誓圳。 r i m i l e r 、i v a n 和g a r r i c k 对康涅狄格州1 4 个交通事故高发的交叉口进行的研究表明： 当四岔交叉口的年平均日交通量( a a d t ) 小于2 5 0 0 0 辆时，左转车道具有最大的安全效益； 左转车道最好在交叉口相对的两个进口道对称设置；加宽车道会增加绝大多数类型的交通率 事故- 。 g a n 和s t e p h e n s 等人对佛罗里达州的进口道设计三条左转车道的交叉口进行分析后发 现：三条左转车道并行设置与两条或一条左转车道设置相比，在车辆碰撞类型、碰撞严重程 度、碰撞发生时间等方面均无较大差别。即三条左转车道并行设置并不会给交叉口带来不良 的安全后果。在安全与效率的关系方面，s h e b e e b 和a n j o m a n i 做了有意义的分析。他们以交 通事故次数表征安全指标、以停车延误表征效率指标，对m u t c d 所定义的四种交叉口左转信 号控制方式进行了对比分析。n o y c e 、f a m b r o 和k a c i r 还对上述四种信控方式中的一种一“直 左混行左转专用”控制方式进行了详细分析。而n c h r p 第4 9 3 号报告对“直左混行左转专 用”控制方式进行了更系统全面的试验和研究2 “。 国内对交叉口安全方面也作了不少的总结和研究。2 0 0 1 年，邹联赐和薛博2 i 在深圳市交 6第一章引言 通整治工程的基础上，总结了交叉口渠化的方法，包括增加进口道车道数目、完全释放右转、 在进口道上留出公交专用道和禁止部分或全部机动车左转； 潘晓东、方守恩m ：等对交叉口安全改造设计中如何应用错觉原理的技术进行了探讨，应 用计算机仿真技术，研究了将错视觉原理在公路交叉口交通安全改造中的路面标线设计的可 能性，可望体高交叉口的视觉效果和行车安全。 佟守愚、程三伟、李江咄等研究了车辆在平面交叉口的转弯时的违章行为，建立了车辆 违章右转车辆的检查与跟踪算法，给出了违章右转行为的判定方法。 袁黎、陆健、王文卿11 吼等从公路平面交叉口现有的配置状况出发，提出了从工程角度， 采用非事故分析、现场调查等方法判定产生交通事故发送的可能原因，用于改善交叉口安全 状况。 1 3 本文研究内容与技术路线 1 3 1 主要研究内容 本文以重庆市城市道路平面交叉口为研究对象，通过以下三个方面为内容对交叉口进行 研究。 1 、城市道路平面交叉口使用状况调研分析。通过对重庆市道路交叉口运行状况调研，分 析造成平面交叉口交通拥挤和事故发生的主要因素以及交叉口设计要素对交叉口通行能力和 安全性的影响。 2 、城市道路平面交叉口交通行为研究。采用视频技术和人工观测技术，研究交叉口空间 范围内机动车和行人的交通行为，分析交通行为对交叉口通行能力和交通安全性的影响。 3 、城市道路平面交叉口空间设计方法研究。从通行能力匹配、通行效率、交通安全、环 境和谐、附属设施布置等方面研究交叉口的空间设计方法。 1 3 2 研究技术路线 研究的技术路线如图卜1 所示 第一章引言7 图1 1技术路线图 f i g u r e1 1t e c h n o l o g yr o a d m a p 8第二章平面交叉口使用状况调研及评价 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 2 1 平面交叉口使用状况调查 2 1 1 平面交叉口使用状况调查 ( 1 ) 交叉口的几何条件调查 几何条件调查，即是了解道路的等级、设计车速、红线宽度、车道数、车道宽、人行道 宽、分隔带宽等基本内容。 各相交道路等级，确定交叉口的控制方式和几何设计原则； 各道路设计车速和行驶车速，用于确定车道展宽渐变段长度及转弯半径，交通岛的大 小和形状； 各道路的红线宽度、车道宽、分隔带宽等，这是交叉口进行空间设计的基础资料。 以上基础数据均可以从城建单位得到。 车道数、车道功能划分，调查道路目前的车道数，有无左、右转弯专用车道。 ( 2 ) 交叉口的交通流量调查 行人交通量。用来确定人行横道线的宽度和设置信号灯的依据，通过实际观察测量 得到； 非机动车流量。确定交叉口的非机动车流的组织和停车空间。由于重庆属于重丘地 区，所以自行车等非机动车非常少； 机动车流量。分流向、车种调查交叉口范围内的小时交通量，以1 5 m i n 为计测单位 观测各进口道各流向高峰和平峰时期的交通量，高峰小时交通量为高峰1 5 m i n 交通量乘以4 得到。通过机动车流量调查为车道功能划分提供基本依据。 ( 3 ) 交通事故调查 调查交叉口交通事故发生情况，主要是了解交叉口的交通安全性。要调查交叉口发生事 故的数量、伤亡人数和经济损失，分析事故发生的时间、地点、事故类型以及发生事故的主 要原因等，要明确事故发生的时间分布和空间分布，明确事故发生的主要原因，为交叉口进 行适当的安全设计提供依据。 ( 4 ) 附属设施调查 重点了解包括灯杆、电杆、垃圾箱、邮政信箱、电话亭的布局及其合理性。交叉口范围 内的邮政信箱、电话亭、垃圾箱的设置比较普遍。 电杆和路灯杆，现在大部分城市实现了无电杆化，因此主要考虑路灯杆。路灯杆主 要调查离路口的远近、分布、有无广告设置。 垃圾箱、邮政信箱、电话亭，主要调查其位置布局，是否影响行车视距、遮挡行人 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 9 步行空间。 ( 5 ) 交叉口交通管理情况调查 禁行规则( 禁止左转、停车让行等) ； 按不同行进方向设置专用车道( 左转专用车道、右转专用车道、直行车道等) ； 单向通行； 标志设置状况； 交叉口的控制方式。 2 1 2 平面交叉口调研结果 通过对重庆市平面交叉口现场调查，总结出重庆市城市道路平面交叉口设置具有以下优 点： 1 、交叉口的绿化情况较好； 2 、多数交叉口都设置有左转专用车道，且左转交通管理较好； 3 、多数交叉口附近的交通标志设置较为完整 4 、多数交叉口人行横道线设置位置较合理。 重庆市城市道路平面交叉口设置具有以不足之处： 1 、部分交叉口没有设立专门的右转专用车道，加大了车辆通过交叉口的时间，降低了交 叉口通行能力。同时，右转车流与行人的冲突严重，行人过街安全无法保障。 2 、部分交叉口处的中央分隔带宽度设置不合理。一些中央分隔带的宽度设置不够，没有 发挥其阻碍行人横穿马路的功能；有些中央分隔带宽度虽然满足要求，但其上所种的绿化植 物不连贯，行人能够非常容易的从植物空隙中穿过，仍然没有起到阻隔行人违章穿越的作用 3 、一些面积较大的交叉口，造成行人过街距离过长，其间又不设置安全岛，过街行人安 全无法保障。 4 、部分交叉口处广告牌位置设置不合理，影响交叉口的行车视距。 5 、部分交叉口处没有设置路侧分隔带阻碍行人违章穿越行为。 6 、部分交叉口的左、右转的转弯半径不足，影响其后机动车顺畅的通过交叉口 2 1 3 平面交叉口交通拥挤和事故发生的主要原因 2 1 3 1 平面交叉口交通拥挤原因分析 道路交通拥挤是通行能力严重不足造成的。影响通行能力的因素可以分为三种： l 、永久影响。如车道宽度、车道数、坡度、转弯半径等，这些因素对通行能力的影响将 是永久性的，除非进行工程改造。 ( 1 ) 车道宽度 1 0 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 一般观点认为交叉口车道宽度越宽越好，但根据对重庆市交叉口的现场调查研究发现宽 车道也存在弊端。在车道宽度较宽的交叉口机动车放行过程中，部分驾驶员为了能快速通过 交叉口，通常会利用该车道富余的宽度强行超车，增加了与相邻车道机动车的冲突，影响后 续车辆的通行效率。同时较宽的道路会使驾驶员片面的认为交叉口的行车条件良好，从而提 高机动车的行驶速度，增加了与其余车道机动车冲突的可能性。如果通过将交叉口车道宽度 适度的压缩以增加车道数，不仅可以增加交叉口的通行能力，较窄的车道宽度还可以强制降 低车速，增加行车安全。 ( 2 ) 转弯半径 机动车在交叉口转弯会影响到车辆的行进速度，进而影响相应车道上车流的饱和流 率。转弯半径越小，速度下降就越大，进而对通行能力的影响就越大。当车辆长时间不能顺 利通过，在这一段时间内，其他方向的非机动车和行人等交通实体聚集，本来影响不大的冲 突车流甚至出现抢道等严重的冲突现象和局部的拥挤。 张鸥鹏，彭国雄等对交叉口转弯半径对通行能力的影响进行了研究。建立了交叉口的转 弯半径和车头实距的关系，如图2 一l 所示础“。 图2 1转弯半径和车头实距 f i g u r e2 it u r n i n gr a d i u sa n dh e a d w a y ( 3 ) 车道纵坡 车道纵坡的大小对交叉口通行能力会产生一定的影响。过大的纵坡不仅会影响车辆通过 交叉口的速度，还会加大交叉口处的环境污染。 2 、持久影响( 或干扰) 。如车型组成，非机动车的干扰，行人的干扰，占道经营的干扰， 相邻路口或路段的干扰，驾驶员驾驶水平、车况的影响以及道路路面状况，如平整度、积雪、 结冰情况的影响等。这些因素，在一定时期内对通行能力的干扰作用较为持久与稳定。 ( 1 ) 行人干扰 行人的干扰对交叉口的通行能力有一定的影响。城市平面交叉口行人违章穿行比较严重， 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 1 1 经常有行人从机动车前快速穿行而过。如果交叉口处没有设置路侧分隔带用来阻止行人违章 穿越行为。违章穿越的行人将对通过交叉口的机动车的运行产生干扰，使其与其后行驶的车 辆发生同向交通冲突，影响机动车的顺畅运行，严重的情况可能引发交通堵塞甚至交通事故。 ( 2 ) 车辆组成 重庆现在的交通组成以小汽车、公交车和摩托车为主，摩托车由于体积小、启动快等优 势，经常在交叉口内部随意穿行，干扰其它机动车量的行驶，降低交叉口的通行能力。重庆 市交叉口的面积受到地理条件的限制，没有设置专门的公交专用车道，公交车等大型车辆和 小型车辆混合行驶。在混合车流中，大型车车身长，行驶速度低、加速性能小，通过交叉口 的时间要比小型车长；同时大型车对小型车也会产生阻滞作用，并由此导致整个车道饱和流 量下降。 ( 3 ) 车辆停驻、占道经营 交叉口附近有车辆停驻、占道经营挤压交叉口通行面积，也是造成交通拥堵的一大因素。 据交叉口现场调查，某些广告牌设置在交叉口的转弯处，影响交叉口处转弯机动车的行 车视距动，使相离车道的机动车发生右转冲突，影响交叉口通行车辆的顺畅运行。 3 、短时影响( 或干扰) 。如事故、灾害、道路维修的发生，这类干扰不经常出现但一旦 发生，对通行能力的影响往往较大，有时甚至导致全段阻塞并波及到相邻道路。 2 1 3 2 平面交叉口事故原因分析 ( 1 ) 道路交通事故原因分析 人、车辆、道路和交通环境是构成交通系统的基本要素，因此在分析造成交通事故发生 的原因时，应从这几方面入手。 人的因素 道路交通系统中，只有人一车一路及环境的有机协调配合，才能保证道路交通功能的实现。 一旦系统的协调性遭到破坏，将导致事故的发生。我国机动车驾驶员原因造成的事故和死亡 分别为8 5 2 和7 4 4 。进一步分析发现，在5 4 项事故原因构成中，机动车驾驶员不按规定让 行、占道行驶、纵向间距不够、措施不当、疏忽大意、超速行驶、违章超车等7 项原因所引起 的交通事故占总事故6 8 4 ，死亡占5 3 8 。也就是说，1 3 的事故原因，造成了近7 0 的事故， 5 0 以上的死亡。因此，除了加强交通参与者，尤其是机动车驾驶员的安全教育以外，应加强 交叉口的设计，规范驾驶员的行车。 在人的原因中，除了机动车驾驶员外，非机动车驾驶人、行人和乘车人在交通事故中也 是不可忽略的因素。重庆由于地理原因，非机动车在交通中所占的比例相当低，因此由非机 动车驾驶人引起的交通事故也很少。行人和乘车人引起的交通事故所占比例较大。 第章平面交叉口使j h 状况凋研及评价 目* g $ 目r m 性z 0 的$ 战* r 十_ 靛殷的事敲* r 9 50 3 v 匹尘型曼! 坐芏! 堡兰! 三苎! ! ! 竺jl ! ! 堡! 塞堡l! ! ：! ! ! ! ! ! ：翌! ! ! ! ：! ! 兰! ! ! ! 坚圭i 图222 0 0 7 年重庆市交通不同参与者在事故中所占的比例“ f i g u r e22 t | 1 ep r o p o r t i o no f t r a f f i ca c c i d e n t sa t t h e d i f f e r e n ip a m c p a n l s i n2 0 0 7 i n c h o n g q j ”g 交叉口是车辆和行人集中然后分散的地方，行人多在交叉口处穿越马路、乘坐公交。行 人都是无防护的交通参与者，在道路交通事故中最易受到伤害，受到伤害后也晟易形成死亡 或重伤，是交通弱势群体。据分析各地区行人伤亡事故原因均以违章穿行车道、疏忽大意、 管理措施不当等为主。城市交通设计往往重视机动车辆，而对行人的考虑相对较少，许多行 人交通设施设计不够合理，违章行为经常发生。在进行交通规划设计时，应充分考虑附近行 人的交通需求，尽可能完善步行系统，改善彳亍人交通设旌。 车的因素 重庆市发生的交通事故中，因车辆故障原因造成的比例非常低。重庆市2 0 0 7 年所发生的 事故中9 6 6 6 的事故车辆都是符合国家规定的安全技术性能的车辆，只有33 4 的事故车辆发 生的事故是由于车辆的安会技术性能达不到国家的规定导致的”“。所以，机动车原因不是引 起交通事故产生的主要因素。但足，机动车是具有一定动能的道路交通物体具有破坏性， 冈此，要求机动车必须完全符合安全技术条件，加强监管也具有其必要性。 道路及环境因素 道路及环境因素与交通事故之日j 的关系是密不可分的。但在我国的有关统计中，其所占 的比例却很低。那是凼为割裂了人一车一路体系巾3 个因素之间的内在联系，忽略了道路因素 会作用于驾驶人员从而在相当大程度上问接影响交通安全，夸大了人为事故的比例而缩小了 由于道路因素引发的事故比重。实际上，在大量的人为事故巾，相当部分事故的深层原因是 不良的道路及环境因素。 城市道路交叉口附近的道路环境复杂，特别是主干道、次干道两侧的土地开发利用强度 过高( 集l | 了大量的大型商场、服务设施等) ，使得主干道、次干道上有大量的行人、非机动 车的横穿行为，造成了对纵向机动车的干扰很大，使得纵向交通行驶速度降低。同时，山于 行人变通设施设置的不合理与不完善，使过街行人感到既不方便义不安全，形成恶性循环； 而机动_ 乍辆在进入支蹄后，车速大幅提高，山于这些道路j ：的行人过街交通设旌直被忽视 行人穿越纵向交通的随意性强、安全系数低，从而增：! | 了事故的风险性。现在大部分交义 都通过设置行人过街信号灯来规范行人过街行为，虽然它可以在一定程度上降低行人干机动 爹oi 。昂 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 1 3 车在交叉口的冲突，但同时也降低了交叉口的通行能力，延长了信号周期，增加了延误，无 论是行人还是机动车驾驶员，都很容易产生焦躁心理，进而产生闯红灯的行为，加大了交通 事故发生的可能性。同时，道路的宽度、视距、功能划分、人车隔离程度等均与事故有密切 的关系。随着道路宽度、视距的增加，相对事故率明显下降；道路中间设置中央分隔带与不 设置对交通的安全性影响也很大。因此，事故的主要部分往往是不安全与危险的道路条件和 环境引起的。 2 2 平面交叉口综合评价 2 2 1 评价指标的建立原则 要建立交通安全评价指标，首要的是确定评价指标所必须遵循的原则，这样可以使评价 指标的建立更具有目的性，使评价方法更容易被人们所接受。因此评价方法应遵循以下4 项 原则： ( 1 ) 科学性原则 评价方法能够真实地反映平面交叉口实际状况，体现通行能力和安全性要求，科学合理， 客观公正。 ( 2 ) 可行性原则 评价方法切实可行。基础数据的获得要切实可行，即应选择尽可能少并易于得到的数据 进行评价。 ( 3 ) 实用性原则 评价方法应紧密联系实际，能体现目前的道路交通现状，便于实际应用。 ( 4 ) 可比性原则 评价方法可以对交叉口的运行状况做出公正合理的比较，进而做出评判。 2 2 2 评价指标的选取 按照交叉口的评价指标的选取原则，针对城市道路交通的功能定位来确定交叉口的评价 指标。反应交叉口情况的指标包含了交叉口的物理设置、信号控制情况、管理状况和行人交 通状况等。下面将对各指标进行分析。 1 4 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 2 2 2 1 通行效率评价指标 1 、饱和度：它是交叉口实际交通量与通行能力的比值。 各车道组饱和度的计算方法如下： x j ：j l c a p , 式中： u 一第i 类车道组实际交通量( p c u h ) ； c 么p 一第i 类车道组通行能力( p c u h ) 。 交叉口的饱和度按算术平均得到： 彳= 争上c a p , 厶 反映交叉口机动车的繁重程度； ( 2 1 ) ( 2 2 ) 式中：a 一交叉口的饱和度； i r 交叉口的车道总数。 参考同济大学周商吾教授p 的研究成果，提出城市交通网络的五种服务状态及相应的服 务水平等级，结论见下表2 5 ： 表2 5 饱和度的评分标准建议值 t a b l e2 5r e c o m m e n d e dc r i t e r i av a l u e so fs a t u r a t i o n 泌 四 五 饱和度e l 0 5 时： ql=025xc彳尸(x一)+一(x_1)2 8 x ( x - 0 5 ) c 2 3 ， 否则q 1 = 0 q 2 的计算： 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 q 2 = c 兰去 各车道平均排队长度为： o = 鸟+ q 2 式中： x 一车道饱和度； a 一绿信比； c 一周期时长( s ) ； g 一实际交通量； c 么尸一车道通行能力( p c u h ) 。 交叉口排队长度等级的划分值详见表2 - 6 。 表2 6 排队长度的评分标准建议值1 3 2 1 t a b l e2 6r e c o m m e n d e dc r i t e r i av a l u e so fr e c o m m e n d e dq u e u el e n g t h 垡 指心 四 五 排队长度e 2 3 0 3 0 ，6 0 ) 6 0 ，8 0 ) 8 0 ，1 0 0 )兰1 0 0 评分标准 1 0 0 9 08 9 - 7 06 9 5 04 9 - 3 02 9 - 0 ( 2 4 ) ( 2 5 ) ( 3 ) 延误：延误是间断交通流的一个关键运行性能指标，是车辆在通过交叉口的过程中所 造成的时间损失，它不仅反映了交叉口通畅情况，也反映了交叉口的服务水平，是使用者最 关心的一项指标。指标可以通过直接调查停车延误的方法获得，也可以通过调查流量，利用 延误的计算公式得出，延误的计算公式为： d = 4 + 吃 ( 2 6 ) 式中：d 一各车道每车平均停车延误( s p c u ) ； 蟊一均匀延误，即车辆均匀到达所产生的延误： 以一附加延误，即车辆随机到达并引起超饱和周期所产生的附加延误。 d 。= 0 5 c 忐岛 纠啷卜，+ ( x - 8 嘉e x 式中：c a p - - 所计算车道的通行能力； c 一周期时长( s ) ； a 一所计算车道的绿信比； ( 2 7 ) ( 2 8 ) 1 6 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 x 一所计算车道的饱和度，即交通流量与通行能力之比：”c a p r = 一 s = s + & + 墨 r 一分析时段的持续时长( h ) ，取0 2 5 h ； p 一单个交叉口信号控制类型校正系数，定时信号取e = o 5 。 交叉口的通行能力为： c a p = 。c a p , 2 莩s 丑2 军s c 詈j ， q 9 ， 式中：c 么一第i 条进1 2 1 车道的通行能力( p c u h ) ； s 一第i 条进口车道的饱和流量( p c u h ) ； 允一第i 条进口车道所属信号相位的绿信比； 一该信号相位的有效绿灯时间( s ) ； c 信号周期时长( s ) 。 在确定延误的标准值时，参考h c m 2 0 0 0 1 3 3 1 的服务水平标准和文献吲的标准值，对其等 级进行划分。其等级的划分值详见表2 7 。 表2 7 延误的评分标准建议值 t a b l e2 7r e c o m m e n d e dc r i t e r i av a l u e so fr e c o m m e n d e dd e l a y 焦 指泌 四五 延误e s 6 0 评分标准 1 0 0 - 9 08 9 - 7 06 9 5 04 9 - 3 02 9 一o ( 4 ) 交叉口条件 1 ) 车道功能划分 车道功能的划分方式会对交叉口的通行能力产生一定的影响，当高峰小时一个信号周期 进入交叉口左转车辆多于3 p c u 或4 p c u ( 小交叉口为3 ，大交叉口为4 ) 时，应增设左转专用 车道。高峰小时一个信号周期进入交叉口右转车多于4 p c u 时，应增设右转专用车道，否则左 ( 或右) 转车量会对直行车造成干扰，影响交叉口的通行能力。 第二章平面交叉口使用状况调研及评价 表2 8 车道功能划分的评分标准建议值 1 a b l e2 8r e c o m m e n d e dc r i t e r i av a l u eo f r e c o m m