（交通运输规划与管理专业论文）交叉口禁左通行控制.pdf

摘要 摘要 本论文的研究主要是针对信号控制交叉口。论文首先研究了国内外 在交叉口禁左方面现有的研究成果和实用情况，接着系统分析了交叉口 左转交通流的运行特征和对交叉口在时间和空间上的影响，然后讨论了 禁左交通组织的实施条件、组织方式、各组织方式的适用情况及禁左控 制的优缺点，之后，提出了禁左交通效果评价的原则，确立了以交叉口 延误为主要指标的评价体系，并以单个交叉口的评价方法推导出了“系 统 评价的计算方法。 论文以中山路与建设大街交叉口为实例，对其实施禁左控制，然后 对其所在路网系统的流量分布变化进行计算，并进行禁左前后的系统以 该文所提出的评价系统进行评价。然后以该实例为基础，简单分析和讨 论了禁左交通控制的适用性和局限性。 最终，针对论文中的不足和未来交叉口禁左控制的发展进行了讨论。 关键词：信号控制交叉口，左转交通，禁左交通控制，交叉口延误， 系统评价 a b s t r a c t a b s t r a c t t h er e s e a r c ho ft h i st h e s i si sm a i n l ya i m e da tt h es i g n a l i z e di n t e r s e c t i o n f i r s t l yt h es t u d yr e s u l ti n e x i s t e n c ea n dc o n d i t i o no fa p p l i c a t i o na b o u t f o r b i d d i n gl e f t t u r n i n gi ni n t e r s e c t i o n sa r ei n v e s t i g a t e di nt h et h e s i s ，t h e nt h e c h a r a c t e r i s t i c so ft h ei e r t u r n i n gf l o wi ni n t e r s e c t i o n ，a n dt h ei n f l u e n c e so n t i m ea n ds p a c eg i v e nb vl e r t u r n i n gf l o wa r em e t h o d i c a l l ya n a l y z e d a n d 一 一 t h e nt h eq u a l i f i c a t i o no fi m p l e m e n to ff o r b i d d i n gl e f t t u r n i n gm e t h o d sf o r o r g a n i z i n gt h el e r t u r n i n gf l o w ，t h ec o n d i t i o n t oa p p l i c a t i o no ft h e s em e t h o d s ， a n ds t r o n gp o i n t sa n dw e a k n e s so ff o r b i d d i n gl e f t - t u r n i n ga r ed i s c u s s e d ，a n d t h e n ，f i r s t l y ，t h ep r i n c i p l eo fe s t i m a t ef o rt h et r a f f i cm a n a g e m e n to ff o r b i d d i n g 一 一一一 。 一一一一 l e f t t u r n i n gl sp u tf o r w a r d ，a n dt h ee s t i m a t es y s t e mi se s t a b l i s h e d ，w h o s ec o r e i n d e xi sa v e r a g ec o n t r o ld e l a yi ns i g n a l i z e di n t e r s e c t i o n a f t e rt h a t ，t h em e a n o fc a l c u l a t i o nf o rd e l a yo ft r a f f i cn e t w o r ki se s t a b l i s h e df r o mt h em e a no f c a l c u l a t i o nf o rs i n g l ei n t e r s e c t i o n t h et r a f f i cn e t w o r k ，w h i c hc o n t a i nt h ei n t e r s e c t i o no f z h o n g s h a nr o a d a n dj i a n s h es t r e e t ，i su s e da sae x a m p l ei nt h i st h e s i s ，i nt h ee x a m p l e ，t h e i n t e r s e c t i o no fz h o n g s h a nr o a da n dj i a n s h es t r e e ti sa s s u m e dt om a n a g e d t o f o r b i dl e f tt u r n ，t h e nt h ec h a n g eo ft h et r a f f i cv o l u m ei nt h en e t w o r ki s c a l c u l a t e d ，t h e nt h en e t w o r ku n d e rm a n a g e m e n to f n ol e f t t u r n i n gi n i n t e r s e c t i o no fz h o n g s h a nr o a da n dj i a n s h es t r e e ti se s t i m a t e dw i t ht h e m e t h o dp u tf o r w a r di nt h et h e s i s a tl a s t ，o nt h eb a s i co ft h i se x a m p l e ， a p p l i c a b i l i t ya n d l i m i t a t i o na r ea n a l y z e da n dd i s c u s s e d i nt h ef i n a l i t y ，t h ep r o b l e m sr e q u i r i n gf u r t h e rs t u d i e sa n dt h el i m i to ft h i s t h e s i sa r ed i s c u s s e d k e y w o r d s ：s i g n a l i z e di n t e r s e c t i o n ，l e f t t u r n i n gf l o w ， “f o r b i d d i nl e f tt u r n i n g ，d e l a y n t e r s e c t i o n m a n a g e m e n to ft o r b i d d i n gl e r - t u m m gd e i a yi ni n t e r s e c t i o n ， ， ， e s t i m a t eo fs y s t e m i i 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同 意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学 校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数 字化或其它手段保存论文：学校有权提供目录检索以及提供本学位论文 全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机 构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以 适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：贾朝坡 2 0 0 8 年1 0 月 第1 章概述 第1 章概述 1 1 研究背景 随着我国经济实力的不断增强，交通运输业得到了空前迅猛的发展，城市汽车保 有量迅速增长，交通需求不断增加。需求的增加对交通基础设旌的建设提出了快速发 展的要求，也使得我国目前车多路少的矛盾日益突出。因此如何充分有效的利用有限 的资源满足日益增长的交通需求，更好的发挥已有道路网的功能，改善交通管理、控 制，充分挖掘现有交通设施的潜力，以缓解我国供求关系失衡的现状是一个亟待解决 的问题。在时空资源紧张的条件下，如何不进行大规模的土木工程，且有效的提高现 有路网的交通效益，逐渐成为社会关注点。 在经济迅速发展的中国，城市交通的功能和重要性已经日渐凸显。城市交通中， 车型繁多，交通流情况复杂，局部区域内道路网络中各道路上的交通流量不平衡现象 明显，在交叉口内，各流向的交通量也存在极大的差异。针对交通流的多样性和不均 匀性的特征越，城市道路等级分级增加，造成交叉口的交通流情况愈加复杂。目前， 交叉口已经成为城市交通的瓶颈，如何改善交叉口的通行能力，确保城市交通的通畅 成为了目前交通研究的重点课题。 立体交叉口的建设虽然能够从空间上分离交通量，但是立体交叉口占地面积大， 建设周期长，建设成本高，管理控制灵活性差，在“寸土寸金”的城市中心区域，想 要大范围的利用立交来解决交叉口通行能力不足的问题是不现实的，所以许多交叉口 拥堵问题仍需要在平面交叉口的基础上解决。 交叉口交通流组织设计是最基本、最重要的一环，它的目的在于提高交通流的流 动性和减少交通事故，这些可以通过控制车辆的行车路线和减少冲突点实现。左转交 通流组织一直是提高平面交叉口通行能力的一个难点，它不仅是产生冲突点的主要因 素，而且也影响直行车流的通行。特别是在进行信号控制交叉口配时时，往往会因为 考虑左转交通流的配时而使交叉口的延误大大增加，服务水平下降，车辆排队造成交 通阻塞，废气排放加剧。所以无论是保证交通安全或是提高交叉口的通行能力，组织 好左转车辆是一个关键问题。 当交叉口各流向的交通量出现明显的不均匀现象时，特别是次要道路上的左转交 通量相对很少的情况时，如果再将其按照一般的交叉口进行交通控制，为保证交通流 的通行，会使得信号周期延长，造成较大的信控延误和拥挤，影响交叉口的正常通行， 对路网的整体交通效益造成影响。禁左通行控制是为了确保主辅路相交的交叉口中， 主路交通流的通畅而实施的一项控制措施。因此在遇到此类情况时，若能在交叉口对 交通量相对较少的左转交通流采取禁左控制，能有效地提高交叉口的通行能力，减少 共4 4 页第1 页 第1 章概述 延误，提高通行安全性，从而改善整个路网的运行状况。 目前，图内很多城市己经开始在各大交叉口实施禁左通行控制了，根据新闻媒体 的报导来看，交叉口实施禁左通行控制后的效果好坏不一。这主要是对禁左通行控制 的适用条件及禁左后对路网的影响分析、评价不合理。从而导致一些交叉口禁左后， 不但没有解决现有的问题，反而产生了新的不良影响。 1 2 国内外禁左控制研究情况 国外很早就认识到了通过平面交叉口的交通控制解决交叉口拥挤问题。在二十世 纪七十年代，欧洲国家就开始在城市道路交叉口中采取限制转向车流的措施。在英国， 对交叉口的右转( 英国左侧行车) 处理的方式是采用了“t 转弯、“g 转弯和“q 转弯限制右转车的通行( 如图卜1 ) 。法国在一些主要的交叉口，只允许直行，禁止 左转，为了保证主干路车流通畅，甚至封死与主干路相联的交叉口，形成“封闭式” 的干路走廊。香港的交通之繁忙在世界上名列前茅，但香港的交通却非常通常畅，因 为其城市路网较密，道路较窄，所以从上世纪七十年代开始，香港就在大部分交叉口 都限制右转( 香港左侧行车) 。现在上海、北京、南京、西安、厦门、深圳各大城市 都已在部分交叉口实施了禁左控制。 厂_ r 广 厂 厂 “t ”转弯 “g ”转弯 “q ”转弯 图卜1 英国右转车流组织万式 交叉口禁左通行控制，根据其控制对象和时间可分为以下四种： 1 固定式禁左 对道路上行驶的所有车种在全部的时间内实施禁左通行控制。这种禁左控制方式 对路网的要求较高，一般为路网密度很大的棋盘式道路布局格式。 2 时间性禁左 对道路上行驶的所有车辆在部分时间内实施禁左管理。这种方式主要考虑道路交 通量随时间波动明显的交叉口。一般是在早晚高峰时段实施禁左控制。 3 方向性禁左 对部分进口道或全部进口道的左转交通实施禁左控制。这种控制方式主要是基于 _ i l i i _ i _ l i - - - l l - - l - - l l - _ i - _ - - - - l _ l i 共4 4 页第2页 第1 章概述 交叉口内各流向的交通流特征考虑的。在某个方向的左转交通对直行交通影响较大或 明显存在不连续现象时，可以考虑禁左控制。 4 车种性禁左 除某些特殊类型的车辆外，其他类型车辆实施禁左控制的方式。这种禁左控制方 式常应用于具有明显的方向性及对社会秩序、人民生活影响较大的车种，比如公交车、 救护车、巡警车等。 虽然禁左控制在实践上取得一定的尝试，但也存在较多的争议，国内外理论上还 没有较为系统的研究。 1 3 研究目的与研究内容 目前在国内，虽然关于左转交通流的组织的研究有很多，但是禁左交通控制的研 究却鲜有人涉及。本文以禁左通行控制为研究对象，做一次尝试性的研究，希望能够 对禁左通行控制进行一个比较系统的研究，得出较有深度、具有指导性质的结果。 本文的研究内容包括：分析左转交通流对交叉口的影响，分析总结禁左交通控制 的适用条件，探讨实施禁左交通控制交叉口的交通组织方式设计以及对禁左通行后的 路网进行评价等。 论文的成文结构如图卜2 所示： 图1 - 2 文章结构 共4 4 页第3 页 第2 章左转交通流对交叉口的影响 第2 章左转交通流对交叉口的影响 平面交叉口是路段上车辆的集散点，具有交通流量大、密度大、车速低、冲突点 多、交通设施集中等特点，交叉口的通行能力影响着路网的容量，因此保证交叉口的 通畅对城市交通具有极大的意义。 2 1 空间影响 交叉口的交通流向有：直行、左转、右转。进入交叉口不同方向进口道的直行、 左转车流以较大的角度相互穿行时会形成交叉，交叉时车辆可能发生碰撞，碰撞点则 为交叉冲突点。冲突点对交叉口的交通安全和通行能力有很大的影响。一股左转车流 在无信号控制的十字交叉口内运行时，至少将会产生四个交叉冲突点，如图2 - i 所示， 则四个进口的左转交通将在交叉口内产生十二个冲突点。 目前城市中的交叉口多为信号控制交叉口，在常见的两相位信号控制下的十字交 叉口，从时间上分离了南北进口道和东西进口道的交通，每股左转车流至少会产生一 个交叉冲突点，如图2 - 2 所示。 一一 一，| x “ ，7 一t “j 。一一。一_ 。- ! ， 、一一 一一一 、卜， - 一一 图2 1 交叉口一股左转交通流所产生冲突点 。、， ：、 、 一 ；! ；：j f ； 在具体交叉口中，左转车流产生的冲突点的多少随交叉口的进口车道安排而变 化。如左转车道( 或直左车道) 数为一，直行车道数为二，则左转车流与对向直行车 流将产生两个冲突点。从中我们不难观察到，车道数越多，左转车所产生的冲突点也 就越多，而车道数多表示交通量大，即交通需求越大的交叉口，交叉口的左转车流所 产生的冲突点就越多，左转车对直行车的影响就越大，其通行能力越受限制。所以， 在大流量的交叉口，即使是小流量的左转交通对交叉口的通行能力也有极大的影响。 冲突点是在将交通流简化为线性的情况下抽象而来，在现实生活中，车辆在速度 较慢的交叉口往往以面的形式通过交叉口，这时冲突点就扩大为冲突区域，交叉口内 共4 4 页 第 4页 il 二二l f _ 一 一 第2 章左转交通流对交叉口的影响 的交通安全与通行能力将受到更大的影响。 在设置左转相位的交叉口，则无左转车与直行车交叉冲突的现象发生，消除了左 转车在交叉口产生交叉冲突的影响，但需设置与左转相位相应的左转专用车道，这对 于交通设施比较集中，占地面积有限的交叉口也是一个不小的限制，若是因为设置左 转专用车道而拓宽道路，则会增加行人过街的时间，增加行人在交叉口内的时间和最 短绿灯显示时间。 2 2 时间影响 左转车流对交叉口时间上的影响视信号控制的方式不同而不同。无左转专用相位 时，左转车辆对交叉口的直行车时间影响主要分为：安全冲突时间和安全通行间隙两 部分；设置了左转专用相位时，相对于无左转相位控制交叉口，其消除了冲突时间， 但是增加了相位之间的绿灯间隔时间和直行车的等待时间。 2 2 1 无左转相位情况 在进行影响分析之前，首先要明确在直行车辆与左转车辆发生冲突时，双方的优 先级。表2 一l 中列出了交叉口各流向的优先等级。 表2 - 1 交叉口各流向优先等级 优先等级等级1等级2等级3等级4 交通流向主路直行，右转主路左转。支路右转支路直行支路左转 从上表可以看出，在两相位信号控制交叉口，无论是主路还是支路，当直行车与 左转车发生冲突时，直行车的优先级均高于左转车。 左转车与直行车的情况可由图2 - 3 所示。图中，t 。和，2 分别为左转车和直行车从 停车线行驶至冲突点c 的时间，拓和红分别为左转车和直行车安全穿越的最小车头时 距。根据图中所示，直行车与左转车在无左转相位的两相位信号控制的交叉口相遇时， 根据左转车需避让直行车的规则，车队首位的左转车需要等待进入交叉口( 驶离停车 线) 的时间最短为：t = t + 一t ， t 就称为左转车的安全冲突时间。左转车流要通过交叉口必须等待直行车流提供 可以接受通过的间隙出现，这个间隙称之为通行间隙。允许车流通过的可接受的最小 间隙称之为临界间隙。最短等待时间出现的情况为，第一辆直行车后出现的间歇大于 临街间隙，左转车立即进行穿越、左转。这是一种极为理想的状态，且以上分析，只 是针对单辆直行车的情况，若是直行车队在n 辆车通过之后才出现大于临界间隙的间 隙，则首辆左转车的等待进入交叉口的时间将为： 7 = 力( f i + ) 一f 2 共4 4 页第5 页 第2 章左转交通流对交叉口的影响 式中： ，7 ：直行车队出现大于临界间隙的间隙前通过的直行车数。 直行车 t l _ 一电 而位于左转车队中的其他左转车的 穿越左转时间就更加复杂了，因为他们的 等待时间不但受直行车所提供穿越间隙 的时间影响，还受到排在他们前面的其他 左转车的影响，而且这两个因素都不是常 值，而是与左转车流和直行车流相关的 值。 上述情况是在直行车的优先权能够 充分的得到保证的条件下出现。而在现实 中的情况是先到达冲突点的车辆首先通 过冲突点。若是左转车首先通过冲突点， 则首车之后的左转车也不会避让直行车， 紧随队列前面的左转车进行左转，此时， 直行车则需要等待可供穿越的间隙出现 才能通过交叉口。若是左转车等候穿越间 隙的时间较长时，他们会选择一个较短的间隙进行穿越，这时直行车不得不等候左转 车流提供一个穿越间隙才能进行穿越，使直行车流产生了延误，即为直行车的有限度 优先。直行车产生的延误分为两部分，首先原来左转车的安全冲突时间转移到了直行 车上；其次为直行车的穿越间隙。经观察发现，在大多数交叉口，在同一个相位内， 左转车流与直行车流很难分清主次，很难保证直行车的优先通行权，特别是在高峰小 时时，直行车流和左转车流呈现明显的交替穿越现象。 通过以上分析，不难看出在两相位的信号控制交叉e l 中，虽然直行车与左转车的 路权优先级很明显，但是在通常情况下，却很难实现直行车的优先权。这样的现象会 造成两种可能的情况：1 、左转车不避让直行车，直行车的行车受阻，产生延误；2 、 左转车左转受阻，在交叉口内部避让直行车，占据交叉口空间，直行车通过交叉口速 度降低，影响交叉口内车辆的通行。这两种情况所产生的影响在进行交叉口设计和信 号配时时无法通过计算得出的，也无法在设计之时进行预测，即会使交叉v i 实际的通 行能力理论值产生较大的出入。 2 2 2 设置左转相位情况 在设置了左转相位的信号控制交叉口，相应的会设计左转专用车道。因此在有左 转专用相位的交叉口实现了左转车与直行车在时间与空间上的分离，削除了左转车与 共4 4 页第6 页 二=目 第2 章左转交通流对交叉口的影响 直行车在交叉口区域内的交叉冲突( 见图2 - i 和图2 - 2 ) ，提高了交叉口的安全性和 减少了车均延误。 同时，左转专用车道的设置使得直行交通和右转交通的道路资源减少，为了保证 通畅的运行，它们在时间上要求更高的绿信比，但是左转相位的设置，延长了信号周 期，导致了直行相位的绿信比减少，等待时间增加，直行车延误变大。在直行交通量 较大的交叉口，左转交通的流量较直行交通而言很小，相对的左转相位的绿信比也会 很小，这意味着左转车辆在整个周期中将有大部分时间是在待行状态，左转车的延误 将大大增加；在直行与左转交通都很大的交叉口，左转相位与直行相位的绿信比相差 不大，为保证车辆的通行，两相位的绿灯时间长，需要的信号周期也较大，车均延误 较大。 2 3 小结 通过以上分析左转交通对交叉口空间和时间上的影响，不难认识到左转交通是影 响交叉口的通行能力、延误和安全性的重要因素。如何处理好左转交通在路网中的组 织是解决交叉口瓶颈的关键。禁左是一把双刃剑，它在削除交叉口的左转交通对交叉 口的不利影响时，会给整个路网带来新的难题，如车辆的绕行、增加临近交叉口的交 通压力、路网路段的饱和度增加、不熟习交通情况的车辆的无效出行等。如何合理的 决定是否进行禁左控制，如何进行左转交通的组织，应以路网的整体效益为首要目标， 同时结合个体利益来研究。 共4 4 页第7 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 3 1 交叉口禁左交通控制的概念 禁左交通控制是现有道路条件的情况下，通过进行禁止左转交通流在交叉口左转 行驶，以减少交叉口不同流向车辆之间的冲突，调节交通量分布的交通控制方式。禁 左控制并不能增加路网的整体容量，只是通过交通控制手段对交通流的分布进行人为 的控制，将某交叉口的左转交通量在该交叉口转换为直行或右转交通量，使这部分交 通在其他交叉口或在同一交叉口用不同的形式完成左转，从而使左转交通对原交叉口 的压力转移到其他的交叉口或路段上，通过交通组织缓解供需矛盾，达到提高整个路 网的交通服务能力的目的。 交叉口禁左通行控制的主要目的是：减少交叉口不同流向车辆之间的交叉冲突， 简化交叉口内交通情况；缓解交叉口内因时空资源不足而无法通过单个交叉口从而造 成延误的压力。 3 2 禁左交通控制实施的条件 禁左交通控制实施的基本条件主要是指周边路网的道路条件和运行状况。 道路条件是实施交叉口禁左控制的硬性条件。在实施禁左控制的交叉口要有足够 的空间设置进行原左转交通流交通组织的辅助设施，或该交叉口周边的路网密度高， 有合适的道路网来引导原左转车辆。 若要对交叉口实施禁左控制，则其所在路网的运行状况必须是局部饱和。因为交 叉口禁左其实就是以疏导的形式，将交通量从饱和的区域引导至非饱和区域，以维持 交通量的平衡分布，若是在全局饱和的情况下，交通量无处可引导，实施禁左控制后， 左转车辆将无法完成左转。 因为对交叉口实施禁左后对整个路网都会有影响，所以禁左控制应当谨慎使用， 只有在交叉口内部进行时空上的优化都不能解决其通行能力和延误上的问题时，且经 过详细的调查、评价，综合考虑绕行车辆的利益损失的情况下实施禁左，且禁左对路 网的交通效益有很大的帮助时，才能采用禁左通行控制。 3 3 禁左交通的组织形式 在平面交叉口实行禁左交通管制后，可以利用路网条件或交叉口条件对左转交通 流进行重新组织。左转交通流组织的原则为：根据交叉i z l 或路网条件、交通量在路网 中的分布特征，选择合适的交通组织形式，达到路网的整体效益提高的目的。 左转交通流的组织是禁左通行控制能否成功达到目的的关键。左转交通流的组织 需合理的进行，将过度拥挤的交通量在路网中进行合理的组织，使路网中的交通量较 共4 4 页第8 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 均匀的分布，同时不能使路网中的其他交叉口和路段的延误和饱和度过大，并且需要 兼顾到左转车辆的绕行距离不能太远。若左转车辆的绕行距离太远，不仅绕行车辆在 路网中的停车次数、出行距离和运行时间大大增加，而且会造成路网中的大饱和度路 段的增加，路网的平均运行速度降低，产生拥挤现象。因此，左转交通流的组织要在 仔细调查路网中的交通量分布情况和道路条件的前提下进行，以保证路网效益的提 高。 左转交通组织按照交通组织中所利用的交通设施可以分为以下三种： 1 通过在干道上转u 型弯完成左转； 2 利用辅助支路设施完成左转： 3 利用路网绕行完成左转。 这三种左转交通组织形式各有其特点和适用条件。下面将对各种组织方式进行详 细的介绍。 3 3 1 通过u 型弯左转形式 通过u 型弯完成左转的形式所采用的辅助道路设施是干线道路的中央分隔带。这 是相交道路的左转车流利用干线道路中央分隔带的掉头车道在信号交叉口以外完成 左转的车流组织方式。这种组织方式适用于相交道路的交通量相差较大的主一支路相 交的交叉口，或左转交通量不是较少的主一主路相交的交叉口。为了保证直行车流的 ) 干道左转车瘴组织 b ) 支路左转车流组奴 图3 - 1u 型弯左转交通流组织 通畅，原左转车流通过在掉头车道的u 型弯转化为直行车流。 分割带u 型左转方式要求的道路条件为：干线道路中间具备宽六米左右的分隔 带，转换车道与交叉口之间的距离需要在2 0 0 米左右比较合适。 共4 4 页第9 页 口更空翻号信 墅 吖1lilli 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 利用分隔带u 型左转方式中干线道路和直线道路的左转车流组织方式见图3 一l 。 干线道路左转车流首先直行通过信号交叉口，接着利用中央分割带开辟的掉头车道进 行u 型转向，最后右转通过信号交叉口进入支线道路，完成左转；支线道路上的左转 车流先右转到干线道路上利用掉头车道转弯再直行通过交叉口完成左转，适用于相交 道路主次明显，主路上的左转交通量远小于直行交通量，且支路的交通量偏小的交叉 口。 三j o 竺竺竺竺竺要：一，掌：! 竺竺竺 支线道路 图3 - 2 衍变u 型弯左转交通流组织方式 ( 红线为左转交通流线路) 根据利用分隔带u 左转的组织形式还可衍变出另一种左转交通流组织方式，即支 线道路的左转车和直行车均借助单向转换车道通过交叉口，四进口的信号交叉口转变 为两个相互独立的三进口信号交叉口，它能发挥类似于立体交叉口的作用，保证干线 道路直行交通流的通畅运行。 其车流组织方式见图3 2 ，支线道路的直行、左转车流随同右转车流进入干线道 路，然后通过干线上在分隔带设置的掉头区完成u 型弯转向，最后再次右转或直行分 别完成支线道路的直行和左转运行。这种交通组织方式适合于支路交通量特别小的情 况，一般要求支路的交通量不大于2 0 0 v h 。 衍变的组织形式利用中央分割带开辟的掉头区域进行u 型转弯完成左转，这种组 织方式在单个丁字路口、间距不远的两丁字路口或不完全对称的畸形交叉口同样适 合，并可取得更好的效果。其交通流组织方式与衍变型u 型弯完成左转的交通组织方 式相似。支路上的左转和直行交通流均先右转到干线道路上在掉头区域转u 型弯后再 通过右转或直行通过交叉口完成直行或左转的运行。具体组织方式如图3 3 所示。该 组织方式适用的交通特征是主路左转交通量不大，且支路的直行交通较小。 共4 4 页 第1 0 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 采用u 型弯对左转交通流进行组织的控制方式，是单方向禁左通行的控制方式， 在保证主路直行交通流通畅的同时，牺牲了支路上直行交通流和左转交通流的利益， 增加了它们的绕行距离和转弯次数。 文线道路 支线道路 图3 - 3 两个相邻丁字路口的u 型弯左转交通流组织 3 3 2 利用辅助支线道路设施左转 利用辅助支线道路设施左转是通过重新组织干线道路上的左转交通流，以保证干 线直行交通流的通畅。该方法适用于交叉口范围足够设计支线辅助设施、干线左转交 通流与直行交通流之比较少的主一支相交的交叉口。 ： 根据利用的辅助设施的不同左转交通流组织方式又可分为：利用右转导流车道左 转式和利用环形车道左转式。 a ) 利用右转导流车道左转式 利用右转导流车道左转式所采用的道路辅助设施是干线道路中同一进口象限中 右转导流路，干线道路的左转交通流利用导流车道在交叉口以外的支路完成左转。 这种左转交通组织方式的适用条件是干线道路同一进口象限的用地条件允许提 供右转导流车道或类似的辅助性车道，当干线道路非机动车流量不大，原左转车流更 加顺利地随右转车流进入导流车道，这时对左转车流的组织效果更加理想。 利用右转导流车道左转的组织方式中，左转车流随同右转车流进入右转导流车 道，然后在导流车道与支线道路相交的次交叉口完成左转，成为直线车道的直行车流， 将干线道路左转车流在主交叉口的冲突点和引起的延误转移到次交叉口，最后以直行 车流方式通过交叉口。其交通流组织方式见图3 - 4 。导流车道与支线道路相交的次交 叉口相当于一个单行道路与支线相交的交叉口。 共4 4 页第l l 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 图3 - 4 利用右转导流车道左转 这种左转交通组织方式，因为干线道路上的左转交通流需要穿越右转导流车道与 支线道路形成的交叉口，汇入支线道路的直行交通流完成左转，所以对支线道路交通 流的影响比较大。在选择这种左转交通组织方式中，主线左转车流和支线车流的交通 利益受到了损失，以保证干线直行车的通畅。 b ) 利用环形车道左转 这种左转交通组织形式利用的辅助道路设施是出口道一侧的环形车道，左转车流 需要借助环路车道完成左转。利用环形车道进行左转交通流组织的适用条件是：干线 道路出口象限的用地条件可以提供环线车道或类似的单行线路，同时，绕行的距离不 能太远，最好能保证在两公里以内。 左转交通流的具体行车路线如图3 - 5 所示。 图3 - 5 利用环形车道左转的交通流组织 共4 4 页第1 2 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 环形车道左转交通流组织方式中，左转车流的行车路线为左转车流首先随干线上 的直行车流一起直行通过交叉口，然后再在路段上右转进入环形车道，再次右转驶出 环形车道，进入支线道路，随支线道路的直行车流一起通过交叉口，完成左转。这种 组织方式与立交左转的冲突点处理类似，将交叉冲突点转化为分流点和合流点。 利用右转导流车道左转和利用环形车道左转都是将干线上的左转交通流转移到 支线上，在支线上直行通过交叉口，完成左转的行驶。但利用右转导流车道的组织形 式，是将左转交通流引导到支路上左转，再直行通过交叉口，增加了支线上的直行交 通量，它并没有完全消除交叉冲突点，对支路交通的影响较大；而利用环形车道的组 织形式是在左转车直行通过交叉口后，再进行两个右转，在支路上直行通过交叉口， 这种组织方式将冲突点完全转化为分流点和合流点，原干线上的左转交通流两次直行 通过交叉口，增加了交叉口的计算交通量。 a ) 、b ) 两种组织方式各有优缺点，在实际选择时应根据具体的交叉口用地条件、 周边路网交通特征、交通量在各道路、流向上的分布进行合理的选择，若选择不当很 可能会使交通情况更加复杂化，加剧交通供求的局部矛盾，加重交叉口的拥挤程度。 3 3 3 利用路网的原左转交通流组织 利用路网进行左转交通流组织最常见的方式就是利用禁左交叉口附近的路网，使 左转交通流在进入交叉口前或直行通过交叉口后，右转进入支路，在路网中绕行后， 从支线道路上直行通过原交叉口，完成左转运行。这种组织方式被称为“绕街坊式 ， 其适用的道路条件是禁左交叉口周边有支路网，且交叉口之间的距离在2 0 0 米左右比 较合适。 j 【j 【一j 【 ，：支线道路 ( 口1b ， j j l 、鲎i n t e r l s 一刊 口 支线道路 干 线 道 路 厂一1 厂一1 厂 图3 - 6 绕街坊式左转交通流组织方式 a ) 通过交叉口前右转绕行b ) 通过交叉口后右转绕行 共4 4 页第1 3 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 这种交通流的组织方式与前面提到的利用支路辅助设施组织左转交通流的方式 相似，不同之处只是前者是利用已有的路网，但绕行距离可能会比较远；而后者利用 的是原交叉口的辅助设施，交叉口占地比较广。在道路用地紧张，路网比较密的区域， 前者的性价比更高，后者的辅助设施距离交叉口较近，干扰刚驶出交叉口的车辆加速 行驶。“绕街坊式 左转交通流的组织方式如图3 - 6 所示。 3 4 禁左交通控制的优缺点 交叉口禁左通行控制简化了交叉口区域内的交通流情况，简化了交叉口内部的交 通流组织和信号控制，其优点主要表现在以下几个方面。 3 4 1 增加交叉口的安全性 交叉口的安全性主要是受交叉口区域内的冲突多少的影响。通过第二章第一节中 左转交通流在交叉口区域内产生的空间影响分析，我们可以看出左转交通流对交叉口 的安全性能有重要的影响，它是形成冲突点，产生交通冲突的主要原因。特别是在信 号交叉口内，左转交通流是产生冲突点的唯一因素。在对交叉口进行禁左交通控制后， 在两相位的信号交叉内的冲突点完全消失。 交叉e l 禁左不仅能减少机动车之间的冲突，在我国的非机动车较多的情况下，它 还能显著的减少机动车与非机动车之间的冲突。通常情况下，在两相位控制下的交叉 口绿灯通行时间内有两种类型机非冲突，分别为左转车流与直行非机动车的冲突，以 及右转车流与右侧直行或左转非机动车的冲突。且非机动车具有很强的离散性，在实 际情况中形成的冲突不仅仅是在一个点上，而是在一个区域内，这样的冲突严重的降 低了车流通过交叉1 3 的速度和车流占用交叉1 ：3 空间的时间，对交叉1 3 的通行能力有极 大的影响。交叉口实施禁左控制之后，左转车流与直行非机动车的冲突将消失，大大 的提高了交叉口的安全性能。 由此可见，交叉1 ：3 实施禁左措施后，交叉口内的机动车之间的冲突和机非冲突都 将减少，交叉口的安全性将得到更可靠的保证。 3 4 2 提高路网服务水平 路网的服务水平主要从以下几个方面考虑：交叉口通行能力、速度和延误。 1 禁左交叉口通行能力提高 平面交叉1 ：3 的通行能力不仅与交叉1 3 所占面积、形状、引导入1 ：3 车道数、宽度、 几何线性或物理条件有关，且受相交车流通过交叉1 ：3 的运行形式和交通管理措施等方 面的影响。 交叉1 ：3 禁左通行控制不能改变交叉1 3 的硬件条件，但是它改变了交叉1 3 内的交通 流组织方式和进1 ：3 道的渠化方案，它对交叉1 ：3 通行能力的影响可以从以下几个方面来 共4 4 页第1 4 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 考虑。 a ) 驾驶员心理 在信号控制交叉口实施禁左组织消除了机动车之间的冲突点，车流简单，很大程 度上避免了车流之间的相撞，改善了交叉口的行车条件，车辆干扰减少，驾驶员的心 里增加了安全感，减少了心理压力，因而司机很容易在交叉口进行加减速操作，提高 车辆通过交叉口的速度。 b ) 停车等待时间 在两相位信号灯控制下，直行车流和左转车流在冲突点交替以车队形式通过。在 绿灯亮起时，停车线前的等待车队行驶至冲突点，其中一股车流必然要再次停车等待 通行间隙，这样两股冲突车流从停车线开始通过交叉口需要两次以上的停车等待。 交叉口实施禁左后，交叉口内不存在左转车流，直行车与左转车交替通过交叉口 的现象随机消失，则在交叉口中将不存在等待车辆，多次停车通过交叉口的现象彻底 被消除了。因而整体上车辆在交叉口的平均车速得到提高，单位时间内通过交叉口的 数量相应增多，通行能力增加。 在设有左转相位的信号控制交叉口，从时间上消除了左转车流与直行车流在交叉 口内的冲突，根据信号相位的安排，左转车辆与直行车辆轮流通过交叉口。与两相位 的信号控制相比，直行车队与左转车队能够一次性通过交叉口，两流向车队不需等待 对方提供足够的穿越间隙，但是直行车辆或者左转车辆在停车线前需要等待直行相位 或左转相位的开始。交叉口实施禁左通行控制后，左转相位取消，直行车通过交叉口 的等待时间大大降低。 c ) 车头时距 左转车流通过交叉口的行车轨迹为曲线，车头安全距离比直行车流要求的大，因 而车头时距也大。左转车流的车头时距与行车轨迹、行驶车速有关。一般情况下，左 转车流的平均车头时距为3 卜4 o 秒，而直行车流的平均车头时距为2 卜3 0 秒。 因此，在交叉口进口道中，一个直行车道的通行能力比左转车道的通行能力要高 6 0 0 v e h h 一3 0 0 v e h h ，如果禁左后将左转专用车道改为直行车道，交叉口的通行能力 将获得显著提高。 d ) 简化了信号相位 禁左通行控制能够简化交叉口内的交通流情况，相应于简单的交通流情况，信号 相位也变得简单。信号相位的简化能够缩短信号周期，减少交叉口的均匀延误。 但必需指出的是以上所介绍的优点是针对单个交叉口而言，而其他的临近交叉口 因为受到该交叉口交通流组织方式变化的影响，某些流向的交通量将有所增加。就整 体而言，究竟是利还是弊需要通过详细的评价分析才能得出最后的结论。 2 车速和延误 共4 4 页第1 5 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 车速和延误都是反应城市道路服务水平的重要指标。车速有行驶车速和行程车 速，其中行程车速与车辆的延误有较大的关系。延误是指车辆由于道路、环境条件和 交通干扰、交通管理和控制手段等驾驶员不可控制的原因产生的时间损失，可分为路 段延误和交叉口延误。 某个交叉口实施禁左措施后对附近的交叉口和道路均会产生影响，如果组织得 当，对整体系统而言( 受影响的交叉口和道路) ，能够提高车辆的行驶车速和减少行 车延误( 路段延误和交叉口延误) 。禁左控制之所以能产生这样的效果主要是由于以 下两点： a ) 交通组织简化 交叉口禁左后，左转车辆的影响，车辆进入交叉口进口道前的车道变化次数减少， 避免了交通流的混乱，交通流之间没有交叉冲突，车流之间干扰减少，进入交叉口的 车速提高，交叉口的延误时间减少。 b ) 交通流均匀分布 这一点在利用路网的左转交通流组织中表现的比较明显。交叉口实施禁左控制 前，车辆的行车路径类似于最短路原理，在这样的情况下，车辆很容易集中在某些交 叉口或路段，造成局部的拥堵，而其他的区域则车辆寥寥。车辆的不均匀分布，降低 了路网的服务能力。 在周围路段处于非饱和状态的交叉口实施禁左措施，能够有效的利用次要道路或 街巷疏导左转车流，疏导拥挤路段上的交通量，改善了交通环境，提高了道路的使用 效率，充分利用了周边路网的交通容量，减轻拥挤交叉口的压力，提高了系统中车辆 的行程车速。 以上两个因素都有利于车辆行程车速的提高，从而使车辆在路段和交叉口的延误 减少。 此外，禁左通行控制对环境也有一定的正面影响。交叉口通行能力的提高，减少 了车辆在交叉口的停车次数和停留时间；交通量在路网中的均匀分配提高了车辆的运 行速度，减少了路段的拥堵，这两个因素都减少废气、噪声对城市环境的影响，其效 果在交叉口附近特别明显。 当然禁左通行控制本身也存在着不少的缺陷，如增加车辆的绕行距离、增加其他 交叉口和路段上的交通量等。下面将对交叉口禁左通行控制的缺点进行详细分析。 3 4 3 增加被禁左车辆的绕行距离 禁左通行控制为了保证主路的交通流通畅，重新组织左转交通流，限制左转交通 流以最直接的形式完成转向，使得左转车辆的交通效益大大减少。从图3 1 至图3 6 所示的组织方式中可以看出，禁左后左转车辆完成左转都存在一定的绕行距离。特别 共4 4 页第1 6 页 第3 章交叉口禁左交通控制的基本理论 是“绕街坊式 的左转组织方式中，左转车辆的为了需要借用路网中其它的道路来完 成次左转。 绕行距离的增加还会带来一系列的问题，如会使车辆的停车次数增加，总延误增 大，油耗加大，出行时间和出行距离增加，同时，延长驾驶员的驾驶时间，容易使驾 驶员疲劳，出行的舒适度降低，反应能力降低，心情烦躁，发生交通事故的几率增加。 3 4 4 增加其他流向或路段上的交通量 禁左通行控制将禁左交叉口的左转车辆转移到了其他交叉口，通过在其他交叉口 的左转或右转组合完成在重要交叉口的左转，在交通量向其他交叉口转移的过程中， 被禁的左转交通量都汇入到路段上，路段上的交通流的密度增加，路段阻抗增加，平 均车速降低，使车辆的总行程时间增加，增加了车辆在路段上的延误。 3 4 5 增加了路网中其他交叉口的交通压力 交叉口实施禁左通行控制，在减少了该交叉口左转交通量的同时，原左转交通以 左转或者右转交通流的形式出现在路网中其他的交叉口上或旁边的次要交叉口( 这一 点在“绕街坊式”组织方式中体现得特别明显) ，特别是当这部分交通量以左转形式 出现在其他交叉口时，将有可能成为其他交叉口的新问题进口道流量比的增加、 饱和度升高、直行车道的通行能力降低、延误的增加等一系列的问题。 3 5 小结 交叉口禁左通行控制是一个牵一发而动全身的控制措施，它权衡的是点与面之间 相互利益。在考虑某个交叉e l 利益的同时，需考虑禁左控制对整个路网的影响，在计 划实施禁左通行控制之时不能只看到它的优点，也要考虑到它的缺点，因为它的优点 更多的是存在于单个交叉1 3 上，即为点；而它的缺陷是存在于整个路网系统中，即面。 全面地分析禁左通行控制的优缺点，需要对其进行系统地评价，根据评价的结果来判 断禁左通行控制是否合理。 共4 4 页 第1 7 页 第4 章禁左通行控制效果评价 第4 章禁左通行控制效果评价 评价是指以明确的目的来判断对象系统的属性，并将各种属性变为客观定量的值 或主观效用的行为。禁左的效果评价要反映禁左前后，系统各项属性的差异，要全面 的反映禁左交通组织引起的系统变化，不仅要有分项指标还要有综合指标。 在进行禁左通行控制的效果评价之前，为了方便分析，此处先做一个定义：“系 统”为交叉口禁左控制后