西安市南二环交叉口通行效率与安全性分析

赵新梅

（长安大学 汽车学院，陕西 西安 710064）

1 引言

随着经济的发展，大中型城市机动车数量急剧增加，交通问题成为制约城市发展的主要问题。交叉口是城市道路交通系统的重要组成部分，是城市交通潜在的交通流冲突。据统计，城市整体交通中约45%的交通事故发生在交叉口；14%的恶性交通事故发生在城市中央商务区，其中2/3 发生在交叉口[1]。

交叉口拥堵问题一直备受关注，是交管部门亟待解决的问题。本文通过对西安市南二环朱雀路、含光路环形交叉口及劳动路十字形交叉口进行实测研究，分析对比环形交叉口与十字交叉口通行效率及安全性，提出相应的改善措施以提高道路交叉口通行效率和安全性。

2 技术路线（图1）

3 交叉口基本情况

3.1 平面图

朱雀路、含光路、劳动路交叉口分别为左转二次控制环形交叉口、环形交叉口、十字形交叉口，其卫星图及平面示意图。

图1 技术路线图

图2 交叉口卫星图及平面示意图

3.2 信号配时

表1 交叉口信号配时/(s)

3.3 交通流情况

表2 交叉口高峰小时平均流量

通过调研得到交叉口分流向、分车型机动车交通量[3]，换算为标准小汽车交通当量，选出流量最大的15min 换算成设计小时交通量，各车型的小汽车当量换算系数由中国公路学会《交通工程手册》查得。计算得高峰小时平均流量。

4 交叉口通行效率分析

本文选取最小车流速度、高峰小时平均流量及通行能力为通行效率评价指标。经观察车辆通过交叉口的距离不同，测得数据。

表3 交叉口通过距离/(m)

4.1 最小车流速度

据公式（1）求得各进口直行/左转车辆最小车流速度。

式中：vmin—各进口直行/左转车辆最小车流速度；

L—各进口直行/左转车辆通过距离；

Gbe—对应绿灯时间。

表4 直行/左转车辆最小车流速度/(km/h)

由表1、4 得：①绿灯时间内，朱雀路、含光路交叉口直行和左转车流最小速度分别高于劳动路交叉口；②同一交叉口内，南北入口直行车流最小车流速度比东西入口高；朱雀路、含光路交叉口，南北方向左转车辆最小车流速度比东西方向高，劳动路交叉口相反；③朱雀路交叉口采用左转二次信号控制方式，车辆左转最小车流速度比未采用该控制方式的含光路、劳动路交叉口高。

4.2 交通流密度

由公式（2）计算交叉口直行、右转及左转车道交通流密度。

式中：K—交通流密度（pcu/km）；N—在L 长的道路上拥有的车辆数（辆）；L—道路长度（km）。

计算各交叉口不同转向交通流密度并绘制折线图。

表5 交叉口不同转向交通流密度

图3 各不同流向交通流密度

由图3 得：（1）各交叉口交通流密度大小依次为：劳动路＞含光路＞朱雀路；（2）含光路交叉口直行和左转车道比采用左转二次信号控制的朱雀路交通流密度大。

4.3 通行能力

据实测车流数据，计算各交叉口通行能力[4]并绘制柱状图：

表6 交叉口通行能力

由图4 得：各交叉口通行能力由大到小依次为：劳动路＞含光路＞朱雀路。

图4 交叉口通行能力柱状图

综合考虑各指标，得劳动路通行能力高，交通流密度大，最小车流速度小，含光路次之，朱雀路最后。故交叉口通行效率大小依次为：劳动路＞含光路＞朱雀路。

5 交叉口安全性分析

本文以冲突点为交叉口安全性分析指标,不同类型交叉口，需采用不同信号控制方式和配时。劳动路、含光路、朱雀路交叉口分别采用东西方向左转二次信号控制、一般信号控制、左转二次信号控制方式。

在Vissim 微观仿真中设置优先权，统计各交叉口有/无信号灯控制下的冲突点数。

表7 各交叉口有/无信号灯控制冲突点数

对比有/无信号灯控制交叉口冲突点数，发现加设信号灯控制可有效减少交叉口冲突点数，降低车流间相互干扰，提高交通安全性。

由表7 得：①劳动路交叉口冲突点最少，安全性最高,朱雀路次之，含光路最后；②含光路交叉口加设信号控制，减少了部分合流点、分流点和交叉点数，但含光路交叉口东西方向入口直行与右转车道未分离，存在分流点，环岛有两条左转车道，存在入环车流合流点，故该交叉口存在安全隐患；③朱雀路交叉口采用左转二次信号控制方式，消除了交叉点，但交叉口南北方向和西入口直行与右转车道未分离，存在分流点，环岛有两条左转车道，存在入环车流合流点，故该交叉口存在安全隐患。

6 结论及建议

本文通过对西安市南二环朱雀路、含光路及劳动路交叉口进行实测研究，运用实测数据分析对比了环形交叉口与十字交叉口通行效率及安全性。得出结论：信控十字交叉口通行效率高于环形交叉口，采用左转二次信号控制方式比一般信号控制方式的环形交叉口安全性高。

具体来说：

（1）车辆更容易通过劳动路十字形交叉口和含光路环形路交叉口。

（2）劳动路十字形交叉口各车道交通密度最高，道路利用效率最好。朱雀路左转车道利用率、断面通过的车辆数比含光路低，通行效率亦低。

为提高十字交叉口和环形交叉口通行效率和安全性，可采取一定的工程手段：

（1）优化相位分配。

（2）增加交叉口安全设备。

（3）加强监督管理等措施[6]。