基于同相位配时及TRANSCAD预测的错位交叉口的交通改善设计

顾天奇 陆颋婷 刘文婷

（1.苏州市市政工程设计院有限责任公司 苏州 215007； 2.苏州市公路管理处 苏州 215007）

错位交叉口是一种特殊的平面交叉口，由距离较小的2个T形或多个T型交叉口组成。

由于单个T形交叉口的紧密相连，在交通渠化上，若作为一个交叉口处理，则因为交叉口的面积过大而影响车辆的通过；若分别割离开来考虑，则可能造成车辆的连续停车。

对错位交叉口的交通改善措施一般有2种方式：①对交叉口进行信号配时、标志标线等交通优化设计；②通过工程手段对道路及交叉口进行改造。前者简单易行，但是随着交叉口流量的增长，信号相位的调整将陷入提升的瓶颈；后者一般投资较大，但是改造完成后一般可以消除冲突流向的基本矛盾。

本文以仲英大道—笠泽路错位交叉口改善设计为例，以流量预测为依据，对近远期方案提出相应的交通改善措施。

1 研究问题描述

吴江市仲英大道北段（江兴西路—笠泽路）道路形成于上世纪末，T形交叉口的南侧后建设为振泰小区。随着城市建设拓展，上位规划将仲英大道向南延伸，作为市区南北向贯通主干道路，但与振泰小区位置矛盾。见图1。

现状交叉口范围内，笠泽路北侧仲英大道已建（双向4车道，有拓宽为6车道条件），南侧仲英大道未建。南侧规划线在振泰小区西侧布线对接线位，交叉口中心线错位105m。其中笠泽路—仲英大道交叉口转向流量见表1。

图1 吴江市仲英大道北段图

表1 转向流量表

随着沿线地块的开发，该节点交通运行情况持续恶化，本设计中主要根据近远期流量的预测结果，给出北侧仲英大道4改6的建设时机和近期交通优化设计方案，以及远期工程改造方案。

2 交通预测

近远期交通量的增长主要来自内外2部分需求的增长，其中近期的流量变化主要是由路网结构变化引起的，远期的流量变化主要是由项目周边地块开发引起的。

2.1 预测数据、模型选择及技术路线

预测基础数据主要根据吴江古城区、滨湖区用地规划；吴江交巡警大队提供的现状主要交叉口流量数据，并参考苏州相关规划、指南中关于出行率分担率的数据确定。

拟建项目交通分配方法采用随机用户平衡分配法（stochastic user equilibrium，SUE）。其原则的一个结论是对于一组OD对，在使用过程中所有可用路径具有相同的最小成本。

路阻函数采用BPR函数，BPR函数是Trans CAD中默认的交通分配函数，也是国内外经验证明较为有效的函数，在国内交通规划中最常采用的函数之一。

BPR函数是将路段出行时间表达为流量与通行能力之比的函数。其路阻函数公式如下：

式中：t为拥堵路段的出行时间；tf为路段自由流出行时间；V为路段流量；C为路段通行能力；α，β为调校系数。

SUE方法和BPR函数构建的预测模型是苏州综合交通规划采用的模型。本次预测同样采用这个模型。

2.2 交通预测及评价

在TRNASCAD平台构建路网，针对近远期等3种假设情况给出不同的预测结果，见表2。

表2 近远期3种假设预测结果表

3种近远期情景预测结果见图2。

图2 3种近远期情景预测结果图

2.3 预测结果分析

（1）预测结果显示笠泽路与S230对接后，即使笠泽路将分流部分仲英大道北段（江陵西路～笠泽路）流量，仲英大道北段饱和度仍然较高（V／C＞1.2）；因此建议在南侧仲英大道贯通前，提前实现北侧仲英大道4改6的方案。

（2）近期，仲英大道－笠泽路节点流量相对较小，可采用平面交叉口过渡；远期如采用平面错位且不拓宽北侧车道规模，路段和节点均会产生较大的拥堵，应结合工程方案改善。

（3）下穿对整个节点的通行能力有较大的提升，交叉口饱和度也进一步减小；建议远期实施南北双向2车道下穿。

3 近期信号优化方案

错位交叉口的信号优化有2种方案：①按2个交叉口信号协调、绿波控制，适用于错位距离较长、交叉口流量较不平均的交叉口；②按一个大交叉口组织相位，适用于错位距离较短、交叉口流量较平均的交叉口。

项目错位60m（停车线距离），按180s信号周期初步考虑，停车长度较小，且进口流量均为城市主干路较为平衡。因此按1个大交叉口的方案考虑。

3.1 信号周期计算原理

将错位交叉口视为1个十字交叉口，采用单点信号控制。单点控制方式以交叉口车辆的延误作为效益指标决定信号周期长度和绿信比。一般采用Webster延误公式：

式中：D为每辆车的平均延误，s；C为信号周期时长，s；λ 为绿信比；q 为交通流量，pcu／h；χ 为饱和度。

若使总延误最小，则dD／dC＝0，用近似解法，可得定时信号的最佳周期长度C0

式中：L为每个周期的总损失时间，s；l为动损失时间，s；I为绿信号间隔时间，s；i为一个信号的周期内的相位数；A为黄灯时间，s；y为流量比；Y为组成周期的全部信号相位的各个最大y值之和。则各相位ide实际绿灯时间g为

3.2 信号周期及交叉口交通组织的确定

按照近期流量确定的交叉口信号配时及交通组织见图3。

梅里公寓南开口车辆右进右出，从西来的车辆需进入仲英大道左转；振泰小区被开口车辆右进右出。

3.3 平交口评价

在远期地块完全开发后，沿用平面交叉口信号控制，得到的排队延误普遍达到E级及以上（延误－服务水平关系见表3），其中南北左转及东西直行延误为66.9s，达到F级（改造交叉口一般服务水平不能小于E级，新建交叉口不能小于D级）。

表3 延误－服务水平

4 远期工程方案

在该节点，考虑了笠泽路下穿仲英大道、笠泽路上跨仲英大道、仲英大道下穿笠泽路等3个立体交叉方案。从以下约束条件进行综合比选，结果见表4。

5 结语

本文分别从近期相位优化和远期工程改造入手，在基于transacad预测的近远期流量基础上给出了错位交叉口的优化设计方案，并根据错位交叉口配时公式给出了近期的信号方案。最后在主要约束条件比选下选择了推荐的远期工程方案。

表4 不同工程方案的综合比选

［1］ 宋培抗.城市道路交叉口规划与设计［M］.天津：天津大学出版社，l995.

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