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時間：2023-07-18 17:07:02
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇交叉口優(yōu)化設(shè)計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
Use Synchro to deisgn Signal Timing of Intersection
Yuan Liang
（WenZhou Urban Transport Research Department，WenZhou325027）
Abstract: The paper use Jinxiu Road and Huimin Road’s Intersection’s peak- hour volume, signal timing and traffic organize, which were surved on-site to simulate and evaluate the intersection’s traffic during afternoon’s peak hour with Synchro software. Then bring up some improved scenarios, and use Synchro software to optimize the intersection’s signal timing, and simulate them, get the best scenario at last.
Key words： Synchro signal timing, intersection optimization
中圖分類號：U412.35文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代化城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，機(jī)動車保有量近年來大幅提高，給城市帶來一系列問題，而交通擁堵則首當(dāng)其沖，成為城市發(fā)展所面臨的一大難題。提高道路利用效率是緩解該難題的有效方法之一，一般情況下，城市道路的車輛通行能力不是取決于路段、而是交叉口。因此，平面交叉口的設(shè)計及優(yōu)化至關(guān)重要，它包括交叉口標(biāo)志標(biāo)線、交通組織管理、信號設(shè)置及配時等。在此，以溫州市錦繡路-惠民路交叉口為例，對信號設(shè)置及配時進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
現(xiàn)狀描述
錦繡路是溫州市區(qū)東西向的核心主干道，路段紅線寬50m，三塊板形式，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面是5.5m人行道+5.5m綠化帶+2m非機(jī)動車道+10.5m機(jī)動車道+3m綠化帶+10.5m機(jī)動車道+2m非機(jī)動車道+5.5m綠化帶+5.5m人行道，它東接新城大道、機(jī)場大道，通至龍灣，西接西山路、溫瞿公路，通至瞿溪。
惠民路路段紅線寬36m，是南北向的主要次干道之一，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面是7m人行道+4m非機(jī)動車道+14m機(jī)動車道+4m非機(jī)動車道+7m人行道，現(xiàn)狀北至江濱中路，南至溫州大道。
錦繡路-惠民路交叉口呈規(guī)則十字型，各進(jìn)口道已進(jìn)行渠化設(shè)計，東西進(jìn)口道由路段的3車道渠化為5車道，分別為1個左轉(zhuǎn)、3個直行和1個右轉(zhuǎn)，其中左轉(zhuǎn)車道容許車輛掉頭，南北進(jìn)口道由路段的2車道渠化為4車道，分別為1個左轉(zhuǎn)、2個直行和1個右轉(zhuǎn)。
該交叉口現(xiàn)狀采用固定式信號控制，平峰時段與高峰時段差別化設(shè)置。以夏季為例，17：30-18：00之間的信號設(shè)置與其他時段不同，該時段內(nèi)的信號周期T=124s，相位設(shè)置和配時方案見圖1，由此可計算得到有效綠性比。
將晚高峰小時交通量調(diào)查結(jié)果換算為標(biāo)準(zhǔn)小汽車（pcu），各轉(zhuǎn)向的高峰小時系數(shù)見表1（高峰小時系數(shù)PHF越小表示交通量越集中于高峰15分鐘，模擬計算出來的排隊長度和延誤則越大）。
表1 錦繡路-惠民路交叉口各轉(zhuǎn)向PHF
現(xiàn)狀仿真
通過現(xiàn)場觀測與調(diào)查得到，該交叉口晚高峰小時機(jī)動車交通流量較大，東西向直行尤為明顯，特別是東進(jìn)口，現(xiàn)場觀測的排隊長達(dá)200m。在東西向直行流量遠(yuǎn)大于南北向直行流量，而東西向直行的綠信比卻明顯少于南北向的情況下，信號設(shè)置顯然不合理。
接著通過Sychnro對交叉口的現(xiàn)狀進(jìn)行仿真，仿真的各項數(shù)據(jù)均來自交通調(diào)查，然后將仿真結(jié)果與現(xiàn)狀觀測情況作對比，以校核仿真過程中各項設(shè)置的合理性，最后利用合理的參數(shù)和步驟來設(shè)計優(yōu)化方案。
仿真可以直觀地、動態(tài)地模擬交叉口的運行情況?，F(xiàn)狀仿真中東進(jìn)口直行車道第95百分位交通量排隊長度為187.2m，延誤為423.4s，與現(xiàn)場觀測相似，仿真中其他進(jìn)口道的運行情況與現(xiàn)狀也比較吻合，即現(xiàn)狀仿真合理。
優(yōu)化方案
通過對交通量調(diào)查數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀仿真結(jié)果進(jìn)行分析，特制定以下三個信號相位設(shè)置方案，分別對它們進(jìn)行優(yōu)化配時和仿真。
3.1 方案一
相位設(shè)置：保持現(xiàn)狀晚高峰時段相位不變，即第一相位為東進(jìn)口直行、左轉(zhuǎn)（容許掉頭），第二相位為西進(jìn)口直行、左轉(zhuǎn)（容許掉頭），第三相位為南北進(jìn)口的直行，第四相位為南北進(jìn)口的左轉(zhuǎn)。
利用Sychnro優(yōu)化交叉口信號周期長，優(yōu)化范圍為T=50~150s，每5s計算一次，得到最優(yōu)周期T=100s，優(yōu)化配時結(jié)果見圖5。相位一中東進(jìn)口直行時長33s，左轉(zhuǎn)（容許掉頭）時長20s；相位二中西進(jìn)口直行35s，左轉(zhuǎn)（容許掉頭）時長22s；相位三中南進(jìn)口直行時長22s，北進(jìn)口直行時長23s；相位四中南進(jìn)口左轉(zhuǎn)時長22s，北進(jìn)口左轉(zhuǎn)時長23s。
信號配時優(yōu)化時，容許早開/遲閉最優(yōu)化，從圖5Time Window中的Lead/Leg行可以看到每個轉(zhuǎn)向的設(shè)置為早開還是遲閉，另外從下方的相位圖中可以看出設(shè)置的具體時間。
3.2方案二
相位設(shè)置：第一相位為東西進(jìn)口直行，第二相位為東西進(jìn)口左轉(zhuǎn)（容許掉頭），第三相位為南北進(jìn)口直行，第四相位為南北進(jìn)口左轉(zhuǎn)。
利用Sychnro優(yōu)化信號周期長，優(yōu)化范圍為T=50~150s，每5s計算一次，容許早開/遲閉最優(yōu)化，得到最優(yōu)周期T=130s，優(yōu)化配時結(jié)果見圖6。相位一中東進(jìn)口直行時長43s，西進(jìn)口直行時長48s；相位二中東進(jìn)口左轉(zhuǎn)（容許掉頭）時長21s，西進(jìn)口左轉(zhuǎn)（容許掉頭）時長26s；相位三中南進(jìn)口直行時長30s，北進(jìn)口直行時長29s；相位四中南進(jìn)口左轉(zhuǎn)時長32s，北進(jìn)口左轉(zhuǎn)時長31s。
3.3方案三
相位設(shè)置：與現(xiàn)狀平峰時段的相位設(shè)置相同，第一相位為東西進(jìn)口直行，第二相位為東西進(jìn)口左轉(zhuǎn)（容許掉頭），第三相位為南進(jìn)口直行和左轉(zhuǎn)，第四相位為北進(jìn)口直行和左轉(zhuǎn)。
利用Sychnro優(yōu)化信號周期長，優(yōu)化范圍為T=50~150s，每5s計算一次，容許早開/遲閉最優(yōu)化，得到最優(yōu)周期T=110s，優(yōu)化配時結(jié)果見圖7。相位一中東進(jìn)口直行時長36s，西進(jìn)口直行時長37s；相位二中東進(jìn)口左轉(zhuǎn)（容許掉頭）時長23s，西進(jìn)口左轉(zhuǎn)（容許掉頭）時長24s；相位三中南進(jìn)口直行和左轉(zhuǎn)時長均為24s；相位四中北進(jìn)口直行和左轉(zhuǎn)時長均為26s。
推薦方案評價
采用Synchro進(jìn)行優(yōu)化配時設(shè)計，在Time Window中直接顯示評價交叉口運行狀態(tài)的兩個重要指標(biāo)，即排隊長度和延誤。
表2 錦繡路-惠民路交叉口評價指標(biāo)
因為交叉口的主要問題表現(xiàn)為東西進(jìn)口道排隊長和延誤大，所以在此著重分析東西進(jìn)口道的指標(biāo)。
首先進(jìn)行排隊長度的分析，3個方案中東進(jìn)口直行排隊長度分別為97.6m、126.2m和108m，西進(jìn)口道直行排隊長度分別為56.2m、71.9m和63.5m，方案一的排隊最短，其次是方案三，最后是方案二，南、北進(jìn)口直行排隊長度與東、西進(jìn)口一致。從排隊長度指標(biāo)分析來看，方案一最優(yōu)。
然后分析比較3個方案晚高峰時段的交叉口延誤，分別為58.0s、59.6s和59.5s，差別不大，均處于E級服務(wù)水平。接著細(xì)化比較各方案東西進(jìn)口道的延誤，3個方案中東進(jìn)口延誤分別為66.9s、67.7s和68.5s，西進(jìn)口延誤分別為32.7s、40.4s和36.2s。方案一的延誤最小，其次是方案三，最后是方案二。
綜合分析排隊長度和延誤，方案一最優(yōu)，是本次研究的推薦方案。
結(jié)語
利用Synchro軟件進(jìn)行交叉口信號配時的優(yōu)化快速而又方便，不僅能得到各項具體配置參數(shù)，還能直觀、形象地仿真出交叉口的車輛、信號等隨時間動態(tài)變化的情況。
對錦繡路-惠民路交叉口的信號優(yōu)化設(shè)置而言，方案一為最優(yōu)方案。實際上，對交叉口進(jìn)行改善優(yōu)化時要綜合多種措施將交叉口的通行能力最大化，例如需同時考慮交叉口標(biāo)線設(shè)置及交通組織等。有時候還需綜合考慮干線甚至周邊路網(wǎng)的交叉口信號設(shè)置情況，根據(jù)實際情況確定采用單點控制、干線協(xié)調(diào)控制或區(qū)域協(xié)調(diào)控制。
中圖分類號：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0044-02
MEDS是Municipal Engineering Design System的簡稱，中文名稱為“市政道路與給排水工程綜合協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)”。它是以AutoCAD為平臺開發(fā)，適應(yīng)市政行業(yè)設(shè)計特點的一款專業(yè)軟件，界面友好，人機(jī)交互性好，在市政道路排水設(shè)計中得到廣泛的運用。
MEDS平面交叉口設(shè)計模塊采用特征斷面法確定各道口控制點，根據(jù)等分法繪制高程計算線網(wǎng)。MEDS提供了三種路拱形式：直線、二次拋物線和三次拋物線來加密設(shè)計高程。三種路拱形式的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
直線：
二次拋物線：
三次拋物線：
式中：h―高程計算線兩端的高差；B―車行道寬度；ih―路拱橫坡；x―計算點到路脊交點的距離。
1 優(yōu)化案例
某平面交叉口由AC路和BD路十字相交，AC路為城市次干路，BD路為城市主干路，道路等級相近，交角接近90°，道路中線可作為路脊線。各道口設(shè)計指標(biāo)見表1。
交叉口中心點設(shè)計高程為21.981m豎向路拱擬采用三次拋物線形式。根據(jù)上述參數(shù)，MEDS生成道口豎向設(shè)計圖如圖1所示。
圖1中在交叉口的中部位置，等高線凸點明顯，不夠平順圓滑，意味著在交叉口中部局部范圍內(nèi)不夠平坦，主要行車方向上高程起伏較大。BD路道口橫坡1.5%與AC的縱坡0.3%差距較大，BD路穿過AC路時橫坡發(fā)生較大扭轉(zhuǎn)，高程變化過急?？紤]到交叉口內(nèi)徑向橫坡不小于0.3%即可滿足排水要求，該交叉口有條件將邊界線整體抬高，即各弧頂處特征點高程有調(diào)升的余地。
由此，將道口橫坡參數(shù)調(diào)整為：A、C道口橫坡0.5%，B、D道口橫坡1.0%，并設(shè)置路段橫坡向道口橫坡漸變過渡段，取橫坡漸變率p為1/250，那么各道口漸變段長度為：
LAC=7.5×（1.5%-0.5%）/p=18.75 取5的整數(shù)倍20m
LBD=12×（1.5%-1.0%）/p=15
交叉口設(shè)置橫坡漸變過渡段后的設(shè)計結(jié)果如圖2所示。
比較圖1和圖2可以看出，圖2中交叉口中部等高線較優(yōu)化前明顯平順圓滑，交叉口更加平緩，AC和BD兩個行車方向上高程變化均衡。
2 結(jié)語
使用MEDS在交叉口豎向設(shè)計中，通過整體抬高交叉口邊緣弧頂特征點高程，并在道口路段設(shè)置橫坡漸變過渡段，能明顯優(yōu)化交叉口豎向，使其既保證行車平穩(wěn)順暢又滿足排水要求。
參考文獻(xiàn)
Abstract: City road of our country is affected by historical and economic conditions, the development of road construction relative to other countries lag, but with the rapid development of economic construction of our country city, the rapid growth of traffic volume, the traffic appeared increasingly tense situation, congestion occurs frequently, the whole city economic development has been restricted, alleviate traffic congestion the problem is imminent. Combining the engineering examples of different types, propose solutions to further optimize the design of the intersections, the security problem of traffic organization of City road intersection and intersection capacity to further enhance.
Key words: Shenzhen city; city road; intersection; optimization design
中圖分類號:[TU997]文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
引言
我國大部分城市的道路平面交叉口布局較為簡單,往往是交叉口進(jìn)、出口車道數(shù)與路段相等且非機(jī)混行嚴(yán)重，由于在同樣車道數(shù)的情況下, 平面交叉口的通行能力只有路段的1/3--1/2,路段車速越高、車道數(shù)越多則交叉口擁堵情況越嚴(yán)重，因此交叉口往往成為城市交通的瓶頸。為了提高平面交叉口的通行能力, 適應(yīng)城市交通發(fā)展的要求, 需要對干道交叉口進(jìn)行渠化設(shè)計，使機(jī)動車、非機(jī)動車和行人在通過交叉口時,各行其道, 互不干擾，提高通行效率。
一、現(xiàn)狀城市道路交叉口存在的主要問題
1.1交叉口車道渠化不合理
在城市道路設(shè)計中，交通量較小的支路與支路相交一般可不需進(jìn)行交叉口增拓車道數(shù)，等級較高、交通量較大的主、次干道應(yīng)增加交叉口車道數(shù)。通過渠化設(shè)計，設(shè)置專用左轉(zhuǎn)道、右轉(zhuǎn)道，保證交叉口的車流處于有序狀態(tài)。從現(xiàn)狀調(diào)查的城市道路交叉口來看，大多數(shù)平面交叉口的渠化設(shè)計有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。
1.2路口車道數(shù)劃分不合理
交叉口進(jìn)出口車道數(shù)對整個道路網(wǎng)系統(tǒng)通行能力有較大的影響。因此，交叉口進(jìn)出口的車道數(shù)一般多于標(biāo)準(zhǔn)路段（比標(biāo)準(zhǔn)路段多1到2個車道）。進(jìn)口直行、左轉(zhuǎn)及右轉(zhuǎn)流向的車道數(shù)，應(yīng)按流量比分配。現(xiàn)狀存在交叉口進(jìn)口車道數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)路段一樣，或直行車道數(shù)少于出口車道數(shù)，使得交叉口處的交通流不暢，造成交叉口通行能力低，增加交叉口處的交通隱患。
1.3非機(jī)動車及行人過街干擾成為瓶頸
行人、非機(jī)動車過街設(shè)施不完善或設(shè)置不合理，使得行人、非機(jī)動車過街困難，甚至出現(xiàn)行人和非機(jī)動車交通對道路的穿越與機(jī)動車交通之間存在嚴(yán)重的相互干擾，如右轉(zhuǎn)機(jī)動車與行人過街，造成交通混亂，影響交叉口通行能力及安全。
1.4標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置不合理
目前，每個城市幾乎都有自己的一套交通工程做法，沒有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)置?，F(xiàn)狀存在的交叉口標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置不合理的地方主要有：路口標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置缺失、不清晰或者設(shè)置錯誤，舊牌作廢后也沒有及時更換；標(biāo)志牌字體小。
1.5公交站點設(shè)置不夠合理
為了方便居民乘坐公交車，一般將公交車站設(shè)置在道路交叉口的出口道，少部分情況設(shè)置在進(jìn)口道。但是，現(xiàn)狀設(shè)置在交叉口處的公交?？空敬嬖诓缓侠淼默F(xiàn)象，如：公交?？空驹O(shè)置在出口道時，其位置不符合規(guī)范要求，甚至公交停靠站直接設(shè)置在無展寬的出口道等。公交車輛的?？空驹O(shè)置不合理，導(dǎo)致其他車輛不能快速的駛出交叉口，造成道路節(jié)點通行能力的下降，從而影響整個道路網(wǎng)的通行能力。
二、交叉口設(shè)計原則
2.1交叉口是交通沖突地點，為提高交通安全和通行率，在無信號控制的交叉口需要實行“路權(quán)”分配的標(biāo)志和標(biāo)線設(shè)置措施。
2.2為改善交通安全，交叉口需對機(jī)動車、行人、自行車交通采用規(guī)范化的交通安全和交通控制設(shè)計。
2.3新建平面交叉口，應(yīng)以交叉口紅線為依據(jù)，根據(jù)相交道路的類別以及設(shè)計車型、車速、交通流量流向，并考慮到未來發(fā)展的可能性進(jìn)行設(shè)計。
2.4各類道路交叉口的進(jìn)出口道應(yīng)為行人安全過街或方便殘疾人使用和通行提供必要的條件。
2.5平面交叉口轉(zhuǎn)角處規(guī)劃紅線應(yīng)做成圓曲線或切角斜線、并須滿足視距三角形要求。視距三角形范圍內(nèi)，不得有任何高出道路平面標(biāo)高1.2m 的視線障礙物。
三、交叉口平面設(shè)計步驟及方法
3.1交叉口平面設(shè)計步驟
城市道路交叉口平面設(shè)計步驟一般如下：
圖1交叉口平面設(shè)計一般步驟圖
其中，在考慮交叉口渠化問題時，應(yīng)結(jié)合交叉口進(jìn)、出口車道數(shù)、左轉(zhuǎn)車道及右轉(zhuǎn)車道設(shè)置一并考慮。
3.2交叉口平面設(shè)計方法
這里介紹交叉口平面設(shè)計方法時，按照設(shè)計步驟進(jìn)行闡述。
（1）確定渠化參數(shù)：根據(jù)不同等級的道路，確定渠化段及展寬段長度，對于新建道路宜取大值，改建或者條件受限取小值，這里一般結(jié)合公交站臺的設(shè)計一并考慮。
在進(jìn)行渠化時，增加進(jìn)口車道數(shù)的方式一般有壓縮側(cè)分帶及中分帶、道路中心線左移、紅線拓寬等。
引言
交叉口是城市道路系統(tǒng)的重要組成部分，也是城市路網(wǎng)中最常見、最普遍、最直接的交通擁堵發(fā)生源及交通事故多發(fā)地點。對于信號控制的單點平面交叉口來說， 信號配時優(yōu)化對于減少車流的平均延誤、停車次數(shù)，提高交叉口的通行能力、服務(wù)水平起到至關(guān)重要的作用。目前，德國 PTV 公司開發(fā)的VISSIM 仿真軟件在國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛； 而且VISSIM 能直觀、形象、詳細(xì)地仿真出車輛、道路、交叉口、信號燈等隨時間變化的三維動畫狀態(tài)，能真實、精確地重現(xiàn)交通網(wǎng)絡(luò)交通運行狀況，彌補(bǔ)了在擬定交通控制方案及對方案進(jìn)行評價時因無法直觀觀測車輛在道路及交叉口的運行狀況而引起的不足。
1 路口現(xiàn)狀及分析
1.1 路口現(xiàn)狀
1.2 沖突點與沖突區(qū)域分析
（1）沖突點：A路右轉(zhuǎn)車輛與B路直行車輛形成的沖突點1；A左轉(zhuǎn)車輛與B直行、左轉(zhuǎn)、H直行的車輛形成的沖突點2、3、7；A直行車輛與B直行和H左轉(zhuǎn)車輛形成的沖突點4、5；H左轉(zhuǎn)車輛與B左轉(zhuǎn)車輛形成的沖突點6；H直行車輛與B直行車輛形成的沖突點8；G左轉(zhuǎn)車輛與E左轉(zhuǎn)、C左轉(zhuǎn)、D直行車輛形成的沖突點9、10、11；G直行車輛與E直行和右轉(zhuǎn)車輛形成的沖突點12；D直行車輛與C左轉(zhuǎn)車輛形成的沖突點13；I左轉(zhuǎn)車輛與C直行車輛形成的沖突點14；E直行車輛和C左轉(zhuǎn)車輛形成的沖突點15。
（2）沖突區(qū)域（如圖中方框內(nèi)區(qū)域所示）：A、B、F、H路叉區(qū)域Ⅰ。A路車輛直行左轉(zhuǎn)，B路車輛左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)，H路車輛直行右轉(zhuǎn)，均在此處匯合，且B和H路來向車輛以大型車輛居多，加之橋墩與東西方向呈銳角角度（約75度），H左轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)彎半徑較大，使其它車輛正常行駛受到干擾，使車速降低。C、D、E、G路叉區(qū)域Ⅱ。E直行的車輛，沿路受到D直行和G直行車輛的干擾，E左轉(zhuǎn)的車輛與C右轉(zhuǎn)的車輛匯合與H路口處，此公共區(qū)域較狹小，車輛之間干擾的影響效果會加強(qiáng)，導(dǎo)致?lián)矶?。C路向東行駛車輛與I路左轉(zhuǎn)車輛交叉區(qū)域Ⅲ。高峰時段，由I駛出車輛較多，與C路上正常行駛車輛造成沖突。D和I路之間的C路段上小攤小販眾多，且搶道現(xiàn)象嚴(yán)重，在I路口還設(shè)有666路公交車站，公交車停站時對車輛的正常行駛的影響尤為嚴(yán)重。
1.4 數(shù)據(jù)分析
由表2和相關(guān)計算可知，A路道路服務(wù)水平一級，PHF為0.92，相對最通暢。C、D路服務(wù)水平四級，接近不穩(wěn)定車流，有較大延誤，司機(jī)還能忍受。E、F路次之，但因為其是單行路，總體車流壓力不大。B路為最擁堵路段，服務(wù)水平六級，PHF值為0.61。主要沖突點在B路端口，由E來駛向B和由B來駛向F的車輛匯于此。
2 優(yōu)化方案
針對上述現(xiàn)狀分析，結(jié)合此路口其他擁堵因素，總結(jié)解決方案如下：
（1）禁行：加裝禁令標(biāo)志，橋下由北向南方向禁止通行，欲開往此方向車輛通過F路段向西行駛至頭調(diào)路口（距本路段約200米）調(diào)頭行駛； B、C路段出口禁止左轉(zhuǎn)。從而大量減少車流沖突點。
（2）劃分車道：在六個路段加畫行車線，距路口五十米內(nèi)畫實線，禁止變道。規(guī)范行車秩序，減小事故發(fā)生率。
（3）加畫行車標(biāo)志，分離不同方向車流，減小同一車流沖突發(fā)生幾率。
（4）A路段距出口30米內(nèi)加裝隔離帶，防止車輛隨意變道造車的行車沖突。
（5）加裝信號燈：相位如圖3，由韋伯斯特算法，得出第一相位綠燈時間18s，紅燈18s，黃燈4s。第二相位綠燈14s，紅燈22s，黃燈4s。設(shè)備購買、安裝及電力問題由有關(guān)部門協(xié)調(diào)解決。
（6）加裝探頭：加強(qiáng)車輛違章監(jiān)管，促使司機(jī)規(guī)范駕駛。相關(guān)設(shè)備由有關(guān)部門提供，監(jiān)視屏安置在東麗區(qū)交通管理局。
（7）加強(qiáng)周邊道路管制：將公交站點重新設(shè)置；畫人行橫道，保障學(xué)生安全；規(guī)范路邊攤販，減少對機(jī)動車道的占用。
（8）設(shè)置讓行標(biāo)志，減少交通沖突點的矛盾。民航小區(qū)出行車輛避讓C路段直行車輛；橋下向北直行的車輛避讓B路段直行車輛。
3 優(yōu)化仿真
應(yīng)用VISSIM軟件對馴海路和津北公路交叉口按照優(yōu)化計劃進(jìn)行優(yōu)化仿真（僅針對方案中的車輛行駛方式的改變）如圖4
仿真前后延誤對比結(jié)果見表3。
由表3可以看出，通過對交叉口進(jìn)行交通組織優(yōu)化，分離輕、重交通流，較少沖突區(qū)域后，交叉口的延誤時間明顯縮短，平均延誤為20.4s，服務(wù)水平達(dá)到為B級，車流基本通暢，延誤較小。
4 結(jié)束語
文章應(yīng)用VISSIM 微觀交通仿真軟件對馴海路民航大學(xué)路段進(jìn)行優(yōu)化仿真。首先通過對路口的介紹及車流量調(diào)查陳述路口相關(guān)參數(shù)及現(xiàn)狀，再由道路服務(wù)水平和PHF對路口進(jìn)行測評，得出每條路的服務(wù)水平等級，找出沖突點。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合路口環(huán)境及本身特點，提出優(yōu)化改革方案，用VISSIM進(jìn)行仿真模擬，得到相關(guān)評價指標(biāo)?？芍?，模擬后的路口擁堵有一定緩解，證實了方案的有效性。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號：U491.114；TP391.72文獻(xiàn)標(biāo)志碼：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
交通問題已成為制約城市發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，如何針對我國混合交通流的實情給出合理的應(yīng)對策略已成為迫切需要解決的問題.[1]交叉口是道路交通系統(tǒng)的重要組成部分，是道路網(wǎng)的節(jié)點和樞紐，在城市道路網(wǎng)中的重要地位不言而喻.雖然交叉口的存在增加了交通流組織的復(fù)雜度，但保證交叉口的通暢，僅從道路的“平縱橫”和“路基路面”等土木工程方面進(jìn)行設(shè)計遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有依據(jù)道路的實際交通需求特征，以通行能力最佳化、交通安全為目標(biāo)，從道路的空間和交通管理與控制結(jié)合方面進(jìn)行交通設(shè)計，才可確保其功能的充分發(fā)揮.[2]
交通設(shè)計的內(nèi)容和程序相當(dāng)復(fù)雜，需要量化的工作繁多.如何進(jìn)行交叉口的優(yōu)化設(shè)計？如何對交叉口設(shè)計進(jìn)行科學(xué)評價？如何將設(shè)計和評價有機(jī)地結(jié)合？在國內(nèi)還沒有完備的手段和工具，特別是沒有針對中國城市道路與交通特點開發(fā)的交通輔助設(shè)計工具.因此，如何結(jié)合道路平面交叉通設(shè)計工作的特點，開發(fā)一套較為完善的交通設(shè)計與配時優(yōu)化設(shè)計輔助系統(tǒng)，并提高設(shè)計的效率和科學(xué)性有著廣泛的需求和實用價值.
1系統(tǒng)總體設(shè)計
1.1設(shè)計原則
該系統(tǒng)是“城市道路平面交叉通設(shè)計評價系統(tǒng)”的后續(xù)研究，結(jié)合實際交叉口設(shè)計的工作，系統(tǒng)從渠化方案的生成、信號控制方案的生成、方案的評價及方案的輸出幾個方面展開進(jìn)一步研究.總體設(shè)計按照如下原則[3]展開：
(1)功能完備性原則.該系統(tǒng)應(yīng)該包括一般軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理、存儲功能和交叉通設(shè)計的各種優(yōu)化調(diào)整功能.
(2)標(biāo)準(zhǔn)化原則.主要是指系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)符合計算機(jī)輔助設(shè)計(Computer Aided Design,CAD)的基本要求和標(biāo)準(zhǔn)，同時系統(tǒng)所使用的專業(yè)術(shù)語、模型等也應(yīng)符合國家規(guī)范或相關(guān)規(guī)程.當(dāng)然，系統(tǒng)本身也具有推動交通設(shè)計工作標(biāo)準(zhǔn)化的功能.
(3)系統(tǒng)性原則.系統(tǒng)的各個功能模塊應(yīng)有機(jī)結(jié)合，便于系統(tǒng)未來的升級與發(fā)展.這一點在系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計上顯得尤為重要.
(4)兼容性原則.數(shù)據(jù)應(yīng)具有可交換性，即應(yīng)該選擇標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與其他相關(guān)軟件的交換共享.
(5)實用性原則.系統(tǒng)設(shè)計中的數(shù)據(jù)組織應(yīng)比較靈活，可以滿足不同應(yīng)用分析的需求，真正做到能夠解決用戶所關(guān)心的問題，為生產(chǎn)實踐和科研教學(xué)服務(wù).
(6)可擴(kuò)充性原則.系統(tǒng)的總體設(shè)計應(yīng)該采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，模塊的獨立性強(qiáng)，模塊的增加、減少或修改均對系統(tǒng)影響很小，便于對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)充.
1.2系統(tǒng)總體構(gòu)架
系統(tǒng)采用項目管理的方式，每一個交叉口采用一個數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，主要內(nèi)容包括：項目的基本參數(shù)、交叉口的交通需求參數(shù)(如流量、流向等)、交叉口的空間位置參數(shù)(如紅線寬度、路段長度等)、時間設(shè)計參數(shù)(信號控制方案的參數(shù))、方案評價參數(shù)(通行能力、排隊長度、總體延誤、服務(wù)水平等).系統(tǒng)后臺集成成熟的交通設(shè)計理論和模型，通過函數(shù)庫、規(guī)則庫和優(yōu)化算法庫支持系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，總體結(jié)構(gòu)見圖1.
結(jié)合交叉口設(shè)計的實際流程，系統(tǒng)逐步生成交叉口的設(shè)計方案，在實際應(yīng)用過程中，用戶可以根據(jù)具體需要調(diào)整相應(yīng)的參數(shù).系統(tǒng)也將結(jié)合評價的參數(shù)和規(guī)則庫，輔助用戶生成決策方案.其實現(xiàn)流程見圖2.[4]
2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計
在總體設(shè)計原則指導(dǎo)下，在功能設(shè)計上系統(tǒng)遵循以下原則展開：
(1)功能結(jié)構(gòu)的合理性.即系統(tǒng)功能模塊的劃分要以系統(tǒng)論的設(shè)計思想為指導(dǎo)，合理進(jìn)行集成和區(qū)分，功能清楚、邏輯清晰、設(shè)計合理.
(2)功能結(jié)構(gòu)的完備性.根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用目的要求，功能齊備，適合各應(yīng)用目的.
(3)系統(tǒng)各功能的獨立性.各功能模塊應(yīng)相互獨立，各自具備一套完整的處理功能，且功能相互獨立，冗余度最小.
(4)功能模塊的可靠性.各模塊的穩(wěn)定性好，操作可靠，數(shù)據(jù)處理方法科學(xué)、實用.
(5)功能模塊操作的簡便性.各子功能模塊應(yīng)操作方便，簡單明了，易于掌握.
遵照設(shè)計原則和總體框架，系統(tǒng)研發(fā)共包含6大模塊：基礎(chǔ)信息輸入模塊、渠化方案生成模塊、配時方案生成模塊、方案優(yōu)化分析模塊、方案評價分析及輔助決策模塊和方案輸出模塊.
2.1基礎(chǔ)信息輸入模塊
該模塊輸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(機(jī)動車、非機(jī)動車、行人等)，交叉口空間參數(shù)及準(zhǔn)靜態(tài)參數(shù)設(shè)置；基本配時參數(shù)(相位、相序、基本參數(shù))，優(yōu)化配時參數(shù)和優(yōu)化目標(biāo)參數(shù)，方案評價參數(shù)(車道寬度校正、坡度及重車校正、左轉(zhuǎn)校正、右轉(zhuǎn)彎半徑校正、行人影響校正、自行車影響校正參數(shù)等).實現(xiàn)的基本功能主要包括數(shù)據(jù)編輯(刪除、修改)，部分?jǐn)?shù)據(jù)的可視化顯示與交互式操作，數(shù)據(jù)的容錯性分析及提示等.
2.2渠化方案生成模塊
該模塊在紅線寬度的范圍內(nèi)，根據(jù)各進(jìn)口道的流量與流向分布，生成初始的渠化方案，包括車道數(shù)、車道功能(組合)、車道漸變段的長度等.應(yīng)用于該模塊的基本理論及方法主要包括交叉口進(jìn)出口道車道匹配理論、流量比均衡理論、飽和流量及通行能力計算方法等.該模塊主要生成交叉口渠化設(shè)計初步方案，并作為配時優(yōu)化設(shè)計的輸入?yún)?shù).
2.3配時方案生成模塊
該模塊設(shè)計中打破傳統(tǒng)配時方案設(shè)計過程中的對稱性設(shè)計原則，其主要存在以下3個問題：(1)信號階段間不均衡性，即沒有按照交通需求配置通行時間；(2)信號階段內(nèi)不均衡，即信號階段內(nèi)某些車流提前放完造成時空資源浪費；(3)信號階段連接處時間損失，即相位相序單一，缺乏對交通對象特征的分析.基于不對稱原則、信號階段內(nèi)均衡原則和靈活合理的相位相序原則進(jìn)行組合相位的設(shè)計，系統(tǒng)開發(fā)時則采用相位相序模板實現(xiàn)上述技術(shù)原理.
2.4方案優(yōu)化分析模塊
該模塊結(jié)合評價參數(shù)和用戶優(yōu)化目標(biāo)，從系統(tǒng)自帶的模型庫中給出相應(yīng)的優(yōu)化建議，用戶可通過半自動或手工方式完成對控制方案各參數(shù)的優(yōu)化，其應(yīng)用的主要核心技術(shù)有信號周期優(yōu)化模型與算法、綠信比優(yōu)化模型與算法、多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)建模等.
2.5方案評價分析及輔助決策模塊
該模塊主要實現(xiàn)以下基本功能：節(jié)點交通需求基本分析、進(jìn)口道飽和流量分析、節(jié)點通行能力基本分析、節(jié)點服務(wù)水平基本分析、節(jié)點綜合評價分析等.選用的評價指標(biāo)有通行能力及飽和度、延誤及服務(wù)水平、停車率、排隊長度等.在對上述指標(biāo)的評價過程中，根據(jù)實踐經(jīng)驗的積累，提出合理的輔助決策建議供用戶參考，通過調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)用戶可以得到更加合理的設(shè)計方案.評價分析模塊設(shè)計流程見圖3.
2.6方案輸出模塊
該模塊主要實現(xiàn)下述輸出功能：節(jié)點交通需求基本分析、節(jié)點通行能力基本分析、節(jié)點服務(wù)水平基本分析、節(jié)點綜合評價分析、節(jié)點優(yōu)化方案相位相序圖、優(yōu)化方案各類參數(shù)表等.同時，為了滿足用戶統(tǒng)計報表的需要，系統(tǒng)還提供將基本參數(shù)及評價結(jié)果直接導(dǎo)入到Excel表格中的功能.
3系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是整個系統(tǒng)設(shè)計的重點和難點，好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將使得后期的系統(tǒng)開發(fā)事半功倍，且易于系統(tǒng)維護(hù)和升級.
一個完整的城市道路平面交叉口的交通設(shè)計方案主要包括交叉口的道路條件(包括渠化及附屬設(shè)施等)、交通條件(各車流和行人的組成結(jié)構(gòu)、流量流向、到達(dá)規(guī)律等)、信號控制方案(相位相序、各信號相位的控制車流、控制參數(shù)等)等3個方面的對象數(shù)據(jù)及其相互間的關(guān)系.結(jié)合系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流和操作流，總結(jié)國內(nèi)外一些交通控制系統(tǒng)的先進(jìn)經(jīng)驗，可以設(shè)計出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu).
需要指出的是，由于采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，因此基本采用面向?qū)ο蠓椒ǖ念?對象/實例(包括類的屬性和方法)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表達(dá)，而不是一般數(shù)據(jù)庫常用的ER圖.
圖4給出系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的最高層數(shù)據(jù)抽象，共包括3大部分，即路段類LinkList，交叉口類IntersectionList和交叉口群類GroupList.其中TJSIG為城市道路交叉口的基礎(chǔ)父類， GroupList用于存儲優(yōu)化設(shè)計的交叉口群的基礎(chǔ)索引數(shù)據(jù)(目前系統(tǒng)的開發(fā)只是針對單個交叉口，該數(shù)據(jù)項為將來的系統(tǒng)擴(kuò)展留有數(shù)據(jù)接口)；IntersectionList主要用于存儲交叉口總體層面的數(shù)據(jù)(如綜合評價數(shù)據(jù)等)，為銜接交叉口群與進(jìn)出口道道路的名稱提供索引，并存儲交叉口信號控制方案的數(shù)據(jù)，提供信號控制方案與所控制的對象車流(或客流)之間的對應(yīng)索引；LinkList主要用于存儲交叉口的進(jìn)出口道名(索引ID)、各向車道數(shù)、車道功能、車道基本參數(shù)(含幾何參數(shù)和交通條件修正參數(shù)等)、流量流向條件等數(shù)據(jù)，并提供各進(jìn)口車道、各車道分擔(dān)流量、各流量組的信號控制相位3者之間的相互關(guān)系索引.
4系統(tǒng)模型應(yīng)用與評價分析
4.1規(guī)劃模型建立過程與實例化
為了驗證系統(tǒng)模型的科學(xué)性和有效性，結(jié)合廣中路―中山北一路交叉口的實際情況，運用上述模型進(jìn)行信號方案設(shè)計.
具體思路如下：通過對交叉口現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于交通信號控制方案的不合理造成車輛排隊過長，導(dǎo)致高架道路下匝道車流無法及時疏散，是本次交通問題癥結(jié)之所在.因此，在這種情況下，燃油消耗與機(jī)動車尾氣排放量不是主要考慮因素.為了簡化問題，本次設(shè)計將這兩個因素在目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重值取0(選取交叉口車均延誤最小為優(yōu)化目標(biāo))，這樣處理更能反映問題的本質(zhì).其他約束條件如下：
(1)安全性約束條件.通過分析可知南北向行人過街最短綠燈為20 s，東西向行人過街最短綠燈為17 s.
(2)服務(wù)水平約束條件.改善后整個交叉口的服務(wù)水平應(yīng)不低于D級.
(3)可靠性約束條件.控制各股車流的飽和度不超過0.9.
(4)不出現(xiàn)超長排隊.經(jīng)實測，內(nèi)環(huán)線高架道路下匝道長度為250 m，下匝道距離廣中路―中山北一路交叉口約200 m.因此，如果要控制車輛排隊不影響高架道路主線運行，排隊長度應(yīng)不超過450 m.以高架道路出口匝道的直行車流量為準(zhǔn)計算得C
4.2核心原則體現(xiàn)及對混合交通流的考慮
系統(tǒng)信號配時的兩個原則即信號階段間均衡原則和信號階段內(nèi)均衡原則，主要體現(xiàn)在相位相序的安排和設(shè)計上，經(jīng)過系統(tǒng)模型計算推薦得出的方案見表1.
圖 5系統(tǒng)操作主界面通過分析可知：經(jīng)過該系統(tǒng)生成的設(shè)計方案取得的效果很好，達(dá)到預(yù)期目標(biāo).同時，也充分驗證本系統(tǒng)內(nèi)核模型的實用性.
5結(jié)束語
在很多城市的道路網(wǎng)絡(luò)中，平面交叉口成為路網(wǎng)容量和通行能力的瓶頸.日常的交通擁擠，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國內(nèi)外普遍關(guān)心的話題.本系統(tǒng)開發(fā)的目的在于探索適應(yīng)我國城市道路交通實際的單個交叉口優(yōu)化設(shè)計理論與模型，以充分挖掘城市道路交叉口時空資源和提高服務(wù)水平為基本目標(biāo)，以靈活、穩(wěn)定、安全和節(jié)約資源為宗旨，以交通設(shè)計技術(shù)、交通流理論及交通控制與管理理論為基礎(chǔ)展開研究，提出交叉口優(yōu)化設(shè)計與信號優(yōu)化配時理論、模型及應(yīng)用技術(shù)，并最終采用計算機(jī)輔助系統(tǒng)的形式加以集成應(yīng)用，為城市建設(shè)和管理部門提供技術(shù)支持，達(dá)到提高我國城市交通運行效益的目標(biāo).
系統(tǒng)從現(xiàn)有平面交叉口和規(guī)劃平面交叉口兩方面進(jìn)行分析，主要針對十字交叉口和T型交叉口，研究成果使交叉口的優(yōu)化設(shè)計與分析進(jìn)一步科學(xué)化、系統(tǒng)化、效率化，并對規(guī)劃和設(shè)計工作起指導(dǎo)和反饋作用，對于平面交叉口規(guī)劃與設(shè)計方案的優(yōu)選及完善也有重要意義.系統(tǒng)界面友好，功能完備，提高了交通設(shè)計的效率和科學(xué)性.通過系統(tǒng)測試和具體應(yīng)用，驗證其科學(xué)性和實用性.在后續(xù)開發(fā)中，系統(tǒng)將基于GIS平臺進(jìn)一步展開研發(fā).
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1工程背景
某市政工程為所在地方政府重點建設(shè)的國家遺址公園保護(hù)工程，工程規(guī)劃面積20.37km2，遺址公園核心區(qū)域占地面積4.1km2。該工程建成后將與工程以南和以西既有市政設(shè)施相連接，為確保該工程建成投運后能具有良好的城市設(shè)施條件，并達(dá)到當(dāng)?shù)仄骄姓A(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，故在區(qū)內(nèi)規(guī)劃出多條市政工程管線，并在空間上將各條單體管線進(jìn)行了合理規(guī)劃與安排，確保其橫向排列有序，縱向交叉合理，并與西南現(xiàn)有市政管線順利連接。
2市政工程管線綜合優(yōu)化途徑
2.1管線綜合設(shè)計
為進(jìn)行該國家遺址公園保護(hù)工程各單體工程管線的空間位置，防止各類管線之間發(fā)生干擾和沖突，必須在工程規(guī)劃階段加強(qiáng)管線綜合優(yōu)化設(shè)計，充分考慮各類管線屬性、用途及可能的影響，進(jìn)行路徑的合理安排，盡可能使各類管線順直、簡短、集中。傳統(tǒng)的市政工程管線設(shè)計理論較為側(cè)重條框式定性分析，設(shè)計過程也常常將管線網(wǎng)絡(luò)整體布局和城市整體規(guī)劃割裂，并未進(jìn)行管線網(wǎng)絡(luò)綜合布局的考慮，所采用的設(shè)計方法更加依賴既有經(jīng)驗，也就是說在各類管線空間相對位置等的確定方面均過于依賴既有的設(shè)計實踐經(jīng)驗，從而增大主觀因素對設(shè)計過程的干擾。在進(jìn)行該國家遺址公園保護(hù)工程綜合管線設(shè)計過程中，主要針對一項或幾項管線方案進(jìn)行規(guī)劃模型的構(gòu)建，并采用最優(yōu)化方法進(jìn)行模型求解，以求解的結(jié)果作為該市政工程管線綜合優(yōu)化設(shè)計的依據(jù)。采用非線性規(guī)劃模型進(jìn)行市政工程管線的空間管位確定，并在取值范圍內(nèi)進(jìn)行最優(yōu)解的計算，采用定性與定量相結(jié)合的分析方法，能有效避免人為因素對管線位置確定的不利干擾，保證設(shè)計過程及結(jié)果的科學(xué)性和最優(yōu)化[1]。
2.2交叉口豎向設(shè)計
所謂市政工程管線綜合交叉口豎向設(shè)計主要是指在道路等的交叉口位置進(jìn)行各類管線空間位置的合理規(guī)劃設(shè)計與布置，既保證各類管線之間間距符合設(shè)計及安全運行的要求，又能節(jié)省空間，減小土方開挖量和工程成本。交叉口往往是城市交通運輸?shù)年P(guān)鍵部位，交叉口管線設(shè)計的科學(xué)與否直接影響交通管線運行的安全性與效率，所以，管線綜合交叉口豎向設(shè)計是市政工程管線設(shè)計的重要部分，關(guān)系到管線網(wǎng)絡(luò)安全運行及市政工程社會效益的順利發(fā)揮。
2.2.1設(shè)計原則
就設(shè)計原則而言，首先應(yīng)嚴(yán)格控制交叉口管線埋深，既能有效減小工程量和施工規(guī)模，控制施工成本，又能避免地下水對地下管線可能的腐蝕。第二，應(yīng)減小除地形制約之外不必要的彎曲設(shè)置，因為管道彎曲會導(dǎo)致傳輸過程中管道壓力及能量方面的損失，導(dǎo)致施工難度、管道運營成本及施工成本等均增大。此外，還應(yīng)加強(qiáng)對交叉口處有限地下空間的開發(fā)利用，且管線之間水平及垂直凈距均應(yīng)嚴(yán)格按照《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》及相關(guān)規(guī)范[2]所要求的最小凈距確定，條件允許的交叉口最好設(shè)置管線敷設(shè)綜合溝，為日后維修及維護(hù)提供便利。
2.2.2設(shè)計方法——最小埋深法
該方法是進(jìn)行市政工程交叉口豎向設(shè)計的過程中必須確保雨、污排水等重力流管道嚴(yán)格根據(jù)單體管線的具體要求進(jìn)行其最小埋深等參數(shù)設(shè)計，并根據(jù)設(shè)計結(jié)果順次確定市政工程交叉口空間內(nèi)管線的交匯點以及雨污排水等各類管道實際埋深。在進(jìn)行雨污排水之外非重力流管線交叉點埋深確定時，必須先按照設(shè)計最小埋深埋設(shè)上層管線，再據(jù)此合理確定出下層管線埋深。如果雨污排水等重力流管道和雨污排水之外非重力流管線埋深存在沖突，則應(yīng)嚴(yán)格按照重力流管線優(yōu)先的原則[3]進(jìn)行處理。采用該方法進(jìn)行市政工程管線交叉口的豎向設(shè)計能充分利用有限的地下空間，并為市政工程其余部分的建設(shè)實施提供空間資源。采用該設(shè)計方法能有效控制市政管線的埋深，減小土方開挖和施工成本，但是為獲得最小的埋深，可能會導(dǎo)致部分管道彎曲數(shù)量的增加，反而導(dǎo)致施工難度和工程費用上升以及管網(wǎng)流體力學(xué)環(huán)境弱化，管道內(nèi)所運輸?shù)慕橘|(zhì)穿過交叉口后動能損失程度和能耗增大，使運行費用不降反增。最小埋深法的實施步驟主要為：①根據(jù)市政工程設(shè)計方案確定出地下管線種類和交叉點屬性（見圖1（a））；②如果存在雨、污排水等重力流管線和重力流管線的交叉，則應(yīng)根據(jù)重力流排水管段設(shè)計水力要素進(jìn)行管線豎向交叉點處管底標(biāo)高Z1、Z2的確定，且Z2＞Z1，根據(jù)標(biāo)高值和管線交叉點處污水管管徑的取值D1進(jìn)行重力路管道垂直間距的確定，即Z2-Z1-D1≥d（d為規(guī)范所規(guī)定的任意兩管線交叉的垂直凈距最小值，取值具體見表1），如果此式成立，則所對應(yīng)的Z1、Z2值便是管線交叉點所對應(yīng)的管底標(biāo)高，返回第一步；如果此式不成立，則應(yīng)返回后再次進(jìn)行管段水力計算，之后再重復(fù)以上過程，直至此式成立。③如果存在非重力流管線和非重力流管線的交叉，則應(yīng)在豎向空間從地表自上到下進(jìn)行各類管線的排序，本工程管線序列為電力管線→電信管線→熱力管線→燃?xì)夤芫€→給水管線→雨水排水→污水排水管線，且按照設(shè)計原則中所提出的優(yōu)先原則進(jìn)行各交叉點處管線管底標(biāo)高的逐一確定：非重力流管線交叉點處管徑表示為D上和D下，根據(jù)管線次序確定其上層管線的類型，并通過相關(guān)規(guī)范確定管線的覆土深度最小值Tij，將該值與市政工程管線特定埋深最大值P進(jìn)行比較，對比結(jié)果表示為M，則上層管線管底埋深應(yīng)為：相關(guān)規(guī)范所規(guī)定的最小埋深原則及方法在市政工程管線設(shè)計及實際操作中的應(yīng)用，便形成了本市政工程管線交叉處最小垂直凈距的相對穩(wěn)定結(jié)果，具體見表1所示。
3結(jié)束語
通過對國家遺址公園保護(hù)工程管線綜合優(yōu)化設(shè)計問題的分析表明，市政工程管線綜合交叉口豎向設(shè)計是管線綜合設(shè)計中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，且其設(shè)計難度大，需要考慮的因素多，最小埋深法對于受到人防及地鐵等地下構(gòu)筑物影響而地下空間受限的道路交叉口處管線豎向設(shè)計較為適用，能較好地解決部分管線需要下穿人防、地鐵等構(gòu)筑物而導(dǎo)致管線埋深、施工及日常維護(hù)難度增大等問題，降低施工難度及管線日常維護(hù)成本。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳君煒.山地城市市政管線規(guī)劃優(yōu)化布置初探[J].低碳世界,2020(8):112~113.
1.1 管線綜合優(yōu)化設(shè)計過程中，應(yīng)力爭達(dá)到以下兩個優(yōu)化目標(biāo)：
l）在保證管線必要覆土深度的情況下，盡量減小各種地下管線的總埋深。
2）在滿足各種管線水平間距的情況下，使管線盡量布置在非機(jī)動車道下，若必須在機(jī)動車道下敷設(shè)管線時，應(yīng)盡量避開車轍部位，以避免車輛通行對管線造成損壞。
1.2.在管線綜合設(shè)計中，為保證設(shè)計進(jìn)程快速、有序，設(shè)計成果科學(xué)、優(yōu)化。需要遵循如下一些優(yōu)化設(shè)計原則：
l）充分了解城市的整體規(guī)劃和建設(shè)現(xiàn)狀，理清整體規(guī)劃和建設(shè)現(xiàn)狀同管線綜合設(shè)計的關(guān)系，找出其中影響和制約管線綜合平面設(shè)計的因素，避免設(shè)計過程和成果的孤立、片面。
2）了解相關(guān)法律、法規(guī)、政策、規(guī)定及各專業(yè)管線的特殊要求，使管線綜合設(shè)計做到有法可依，設(shè)計成果復(fù)合相關(guān)政策規(guī)定及各專業(yè)管線的特殊要求。
3）管線綜合規(guī)劃應(yīng)同城市規(guī)劃同步進(jìn)行、有機(jī)結(jié)合，使兩者相互制約、相互促進(jìn)，增強(qiáng)管線規(guī)劃設(shè)計意識，避免出現(xiàn)類似于主體工程建設(shè)己基本竣工，才做管線規(guī)劃設(shè)計的不合理現(xiàn)象。
4）全面收集設(shè)計地段現(xiàn)狀管線的準(zhǔn)確信息，特別是像地下管線這類準(zhǔn)確測量比較困難的管線信息，確保設(shè)計工作對現(xiàn)狀信息的準(zhǔn)確把握。通過對現(xiàn)狀信息的準(zhǔn)確把握，可以保證設(shè)計成果更加符合現(xiàn)場實際情況，避免施工過程中施工圖與現(xiàn)狀不符，需要進(jìn)行臨時修改，增加額外的人力、物力和財力的投入。
2.管線綜合優(yōu)化設(shè)計方法
2.1 整體思路
針對管線綜合設(shè)計中的某一項或幾項內(nèi)容構(gòu)建數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，通過運用運籌學(xué)中的最優(yōu)化方法在可行的域值范圍內(nèi)對該規(guī)劃模型進(jìn)行求解，并使用得到的這一模型的最優(yōu)解作為管線綜合優(yōu)化設(shè)計的某種依據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)設(shè)計方案與設(shè)計過程的優(yōu)化。
2.2 基本步驟
1）選擇適合的數(shù)學(xué)規(guī)劃類型
在眾多數(shù)學(xué)規(guī)劃方法中，主要內(nèi)容包括：線性規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法、多目標(biāo)規(guī)劃法、幾何規(guī)劃法等。對于以上幾種不同的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，其模型構(gòu)造與求解難度不斷增加。在管線綜合優(yōu)化中我們選擇非線性規(guī)劃模型作為研究方法，其原因有二：
①簡單的線性規(guī)劃不能表述大部分實際問題；
②通過構(gòu)造非線性規(guī)劃模型不僅可以很好地反映實際問題，而且針對這類模型已經(jīng)開發(fā)出了許多求解方法，可以避免像其他一些規(guī)劃模型那樣只能建立表達(dá)式而無法求解的尷尬局面。
2）構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)
非線性規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)是因變量關(guān)于自變量的表達(dá)式，并要求表達(dá)式的值 （目標(biāo)函數(shù)值）達(dá)到最小或最大。對于管線綜合設(shè)計，可以假設(shè)道路下各種市政工程管線的埋深和各管線與道路中心線的距離為自變量，通過對上述這兩個自變量分別進(jìn)行數(shù)學(xué)計算（可以采用線性以外的任何運算）形成兩個目標(biāo)函數(shù)。而后對第一個目標(biāo)函數(shù)求最小值，對第二個目標(biāo)函數(shù)求最大值，即可以體現(xiàn)“各工程管線埋深淺，且盡量布置在非機(jī)動車道下”的管線綜合優(yōu)化設(shè)計。
3）確定約束條件
在實際問題中，所選擇的自變量往往都有一個合理的取值范圍，這就形成了對非線性規(guī)劃模型的約束條件。
3.管線綜合交叉口豎向設(shè)計的基本步驟
管線綜合交叉口豎向設(shè)計是管線綜合設(shè)計的重要組成部分，它以管線綜合平面設(shè)計成果為基礎(chǔ)，針對交叉口處管線種類多，數(shù)量大的特點，在管線綜合豎向設(shè)計成果的基礎(chǔ)上，對各種管線在穿越交叉口處的空間位置進(jìn)行優(yōu)化布置，其設(shè)計過程一般按如下步驟進(jìn)行。1）在已完成的管線綜合平面布置圖的交叉口處分別標(biāo)出各管線的管徑和距道路中心線的距離。2）對同種管線的匯合點用該種管線的專用符號進(jìn)行標(biāo)記。3）確定交叉口處的路面標(biāo)高和路面坡度。4）在水力計算表中查出重力流管線匯合點處不同方向管段的管底標(biāo)高，以及各管段的坡度。5）通過計算分別確定重力流管線與其他管線各個交叉點處重力流管線的管底標(biāo)高。6）檢查雨水管線和污水管線交叉點處是否沖突，如發(fā)生沖突返回排水專業(yè)重新計算，如不發(fā)生沖突進(jìn)入下一步。7）依據(jù)規(guī)范中管線發(fā)生沖突時的避讓原則和管線間距要求，逐一確定各管線交叉點處的管底標(biāo)高。8）檢查各交叉點處的數(shù)據(jù)，并對其中的不合理部分進(jìn)行優(yōu)化，形成最終的管線綜合交叉口豎向設(shè)計成果圖。
參考文獻(xiàn)：
[1] 錢七虎，陳曉強(qiáng).國內(nèi)外地下綜合管線廊道發(fā)展的現(xiàn)狀、問題及對策[J].地下空間與工程學(xué)報.2007， 3（2）：191-194。
現(xiàn)代城市道路平面交叉口以“十”字交叉和“T”型交叉為常見形式，然而在漫長的城市發(fā)展歷程中，由于種種歷史原因，舊的城市路網(wǎng)雖然在形式上不盡合理，但在相當(dāng)長的時間內(nèi)仍要發(fā)揮其交通功能，不能被完全取代，五岔路口這種特殊的交叉口形式就是在這種背景下形成的，如何優(yōu)化五岔路口的交通組織，最大程度的提高路口的通行能力，是值得設(shè)計者去思考的問題，本文結(jié)合合肥市北一環(huán)與亳州路、長豐路交叉口工程實例，列舉了該路口存在的主要交通問題，并有針對性的提出了合理的交通組織優(yōu)化方案。
一、現(xiàn)狀路口概況
北一環(huán)與亳州路、長豐路交口位于合肥市中心城區(qū)西北端，屬于老城區(qū)范圍，北一環(huán)為城市主干道，呈東西方向，是合肥市環(huán)加射路網(wǎng)的重要組成部分，交通量較大，該路口北一環(huán)主線雙向4車道下穿亳州路，輔道雙向4車道；亳州路為城市次干道，呈南北方向，雙向4車道，與北一環(huán)斜交60度角；此處長豐路只有南向1個方向，雙向2車道，機(jī)非混行。本交口現(xiàn)狀交通組織為：北一環(huán)方向西側(cè)5進(jìn)2出，進(jìn)口道2左2直1右轉(zhuǎn)；北一環(huán)方向東側(cè)6進(jìn)2出，進(jìn)口道2左1直1右轉(zhuǎn)；亳州路南北向均為3進(jìn)2出，進(jìn)口道1左1直1右轉(zhuǎn)；亳州路方向為2進(jìn)2出，進(jìn)口道1直左1直右。
二、存在問題及對策
（一）問題1：交叉口進(jìn)出車道數(shù)及渠化長度與現(xiàn)狀交通流量不匹配，不能滿足現(xiàn)狀交通需求。根據(jù)現(xiàn)狀早晚高峰小時機(jī)動車交通流量調(diào)查結(jié)果，機(jī)動車北一環(huán)東進(jìn)口、亳州路南進(jìn)口車流量較大，但車道數(shù)僅有3或2車道，易發(fā)生過長排隊，造成較大的延誤；同時由于多股車流在一個相位匯集與出口道的2個車道上，造成交叉口內(nèi)部車流擠壓，影響下一個相位的放行，嚴(yán)重時導(dǎo)致交叉口內(nèi)部擁堵，如北一環(huán)東出口的2個車道常常發(fā)生擁堵。對策：利用部分機(jī)非隔離帶及路邊寬度，拓寬增加進(jìn)出口車道數(shù)使之匹配。具體措施為：1、亳州路南進(jìn)口西側(cè)拓3米綠化帶，進(jìn)口道由3車道增到4車道，東側(cè)增設(shè)渠化島提高右轉(zhuǎn)通行能力；2、優(yōu)化北一環(huán)東進(jìn)口左轉(zhuǎn)和調(diào)頭交通組織，北一環(huán)往亳州路和長豐路方向左轉(zhuǎn)各設(shè)置2個車道，并設(shè)置獨立的調(diào)頭車道；北一環(huán)東出口由2車道增到4車道，緩解多股車流的合流造成的擁堵以及右轉(zhuǎn)與直行的沖突。（二）問題2：行人過街距離較遠(yuǎn)，中間無駐足島，安全隱患較大，且機(jī)非混行，慢行無專有相位，沖突嚴(yán)重，影響交叉口的通行效率。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，北一環(huán)為合肥市骨架路網(wǎng)的重要組成部分，其主線下穿亳州路，道路斷面較寬，行人橫穿北一環(huán)過街人流量較大，雖有人行燈但卻無專有相位，與亳州路方向左轉(zhuǎn)沖突嚴(yán)重，同時機(jī)動車無獨立車道，機(jī)非混行，非機(jī)動習(xí)慣跟隨機(jī)動車左轉(zhuǎn)。對策：非機(jī)動和行人一體化設(shè)計，并設(shè)置行人駐足安全島。具體措施：1、非機(jī)動與機(jī)動車采用欄桿隔離，如長豐路進(jìn)口現(xiàn)狀機(jī)非混行，無專用非機(jī)動車道，利用右側(cè)綠化拓出3米的非機(jī)動車道。2、設(shè)置中間駐足島，減少一次性過街長度，保證行人過街安全，并在島上設(shè)置專門的行人信號燈，加強(qiáng)對慢行交通的引導(dǎo)。3、非機(jī)動和行人一體化設(shè)計，采用相同的通行規(guī)則，提高通行能力20-40%，降低沖突概率30-50%。（三）問題3：交通語言不正規(guī)，且缺乏多級指示?，F(xiàn)狀交通標(biāo)志信息量不足，信息不連續(xù)，重要的信息未重復(fù)提示，如分道行駛標(biāo)志，道路三級預(yù)告標(biāo)志等，地面交通標(biāo)線也不完善。對策：完善交通語言系統(tǒng)，增設(shè)方向指示和路面文字輔助信息；增加交叉口范圍內(nèi)渠化和導(dǎo)流線，增設(shè)左轉(zhuǎn)彎待行區(qū)。具體措施：1、分道行駛標(biāo)志增設(shè)道路名稱輔助信息，指路標(biāo)志應(yīng)配置簡潔、清晰、明了的五岔路口圖形。2、地面車道標(biāo)線應(yīng)有道路名稱作為二次輔助提示信息；交叉口內(nèi)應(yīng)設(shè)置路口導(dǎo)向線，輔助車輛行駛和轉(zhuǎn)向，同時應(yīng)設(shè)置左彎待轉(zhuǎn)區(qū)，提高路口通行能力。（四）問題4：交叉口信號控制和設(shè)置位置和信號燈型式有待優(yōu)化。亳州路南向放行與長豐路南向放行交通沖突較大，主要原因是亳州路和長豐路南向左轉(zhuǎn)放行時均有兩個方向，因此產(chǎn)生3個沖突點；現(xiàn)狀信號燈為立柱式，燈型較矮且距離較遠(yuǎn)，駕駛員很難看清甚至跟車者根本看不到。對策：設(shè)置近遠(yuǎn)燈，信號燈桿改為懸臂式，優(yōu)化信號相位相序和配時，提高交叉口通行能力，減少延誤。具體措施：1、通過近遠(yuǎn)燈組合設(shè)計，將遠(yuǎn)燈改為懸臂式，解決了機(jī)動車視距問題；2、將現(xiàn)狀4相位優(yōu)化為5相位。相位1為亳州路南北向直行放行，右轉(zhuǎn)不受控，南北向過街人行放行，時長22秒；相位2為亳州路南北向左右轉(zhuǎn)放行，亳州路北進(jìn)口右轉(zhuǎn)讓行，時長25秒；相位3為北一環(huán)東西向直行放行，左轉(zhuǎn)待轉(zhuǎn)，東西向人行過街放行，時長25秒，相位4為北一環(huán)東西向左右轉(zhuǎn)放行，北一環(huán)東西向右轉(zhuǎn)讓行，時長51秒，相位5位長豐路但路口放行，時長23秒；5相位信號周期146秒。（五）問題5：停車組織混亂，路邊停車和占用人行道停車嚴(yán)重。圖2北一環(huán)與亳州路、長豐路交叉口優(yōu)化方案天慶大廈在亳州路進(jìn)口道和長豐路進(jìn)口設(shè)置了出入口，并在門前設(shè)置約50個停車位，影響進(jìn)出口道通行能力；人行道被占用，甚至還有施畫線；交叉口60米范圍內(nèi)出口道路邊停車影響其通行能力。對策：取締不合理停車位，加強(qiáng)交通管理，優(yōu)化天慶大廈停車場交通組織。具體措施：1、取締慢車道上的停車位，加強(qiáng)對交叉口范圍內(nèi)的停車管理，減少隨意停車現(xiàn)象；2、優(yōu)化天慶大廈前停車場交通組織，亳州路南出口道上的開口位置南移，合理設(shè)置機(jī)非綠化開口，長豐路上只設(shè)置進(jìn)口，亳州路上開口為右進(jìn)右出。通過一系列優(yōu)化措施，該路口的交通組織得到明顯改善，具體見下表1：
三、設(shè)計要點總結(jié)
結(jié)合上述案例分析的結(jié)果，我們可以歸納出五岔路口的交通組織優(yōu)化有如下設(shè)計要點：（一）通過路口渠化，使路口進(jìn)出口車道數(shù)與交通需求匹配；（二）實行慢行一體化設(shè)計，設(shè)置安全島，快慢車道應(yīng)隔離；（三）設(shè)置完善的交通標(biāo)志、標(biāo)線系統(tǒng)，重要信息重復(fù)提示；（四）合理布設(shè)信號燈的位置，優(yōu)化信號相位、相序和配時；（五）路口范圍內(nèi)的道口應(yīng)優(yōu)化交通組織，減少對路口干擾；（六）提高交叉通管理力度，減少路口范圍亂停車現(xiàn)象。
四、結(jié)語
合肥市北一環(huán)與亳州路、長豐路交叉通組織優(yōu)化方案充分利用現(xiàn)有條件，實現(xiàn)了在最少投資和最小改造范圍的條件下對路通組織的最大優(yōu)化，遠(yuǎn)期還可通過完善周邊路網(wǎng)，對五岔路口的交通量進(jìn)行分流的方式提高路口通行效率；總體來講本次歸納的優(yōu)化設(shè)計要點對今后類似五岔路口的優(yōu)化處理有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
近些年來，城市建設(shè)速度加快，機(jī)動車的數(shù)量也隨之增長迅猛，這便導(dǎo)致了城市交通的現(xiàn)實狀況變得越來越無力承受。大范圍擁堵的問題頻發(fā)，對城市交通的通行效率產(chǎn)生了極大的影響，大氣污染問題也隨之加劇，資源浪費現(xiàn)象嚴(yán)重?；诖耍疚奶岢龀鞘薪徊婵诘聝?yōu)化設(shè)計方案，并闡釋大體的思路，以期能夠更好地解決以上問題。
一、當(dāng)前形勢下城市的交叉口所存在的各種問題
1、不很合理的車道數(shù)的劃分
在道路的交叉口的車道的數(shù)量已經(jīng)成為路口的車輛可以順利實現(xiàn)通行的一個重要的指標(biāo)，通常上說，在道路的交叉口總是會比普通的道路多出1到2個車道，主要還是為了讓更加多的車輛在通行的信號燈亮起的時候可以用最短時間內(nèi)便可以通過，防止在路口處延誤太多時間。不僅如此，在某些交通路口處還需要進(jìn)行單獨分配，具體地分配出左轉(zhuǎn)車道，分配出右轉(zhuǎn)車道，這都將會很好地提升機(jī)動車通行效率。然而在對許多的城市進(jìn)行實際的考察之后，發(fā)現(xiàn)多數(shù)的交叉口卻并未添加車道的數(shù)量，甚至出現(xiàn)減少的狀況，這樣的話便大大地降低了機(jī)動車在通行方面的效率，也就同時增加了事故的發(fā)生率，追尾和刮擦事故頻發(fā)現(xiàn)象明顯。
2、不合理的交叉口的車道的渠化設(shè)計
進(jìn)行渠化的設(shè)計，主要目的在于借助右轉(zhuǎn)道和左轉(zhuǎn)道的巧妙設(shè)計，從而使得交叉口在交通上變得更加流動，然而對城市的道路進(jìn)行實際觀察后發(fā)現(xiàn)，支路和支路之間缺乏明顯的渠化設(shè)計，因此車輛在會車的時候不得不采用降低車速的方式來確保行車安全。城市的道路的交叉口的無渠化的設(shè)計或者渠化的設(shè)計并不充分的怪現(xiàn)象很多，這也就在某種程度上加劇了城市交通方面的擁堵。
3、設(shè)置不合理的非機(jī)動車道和公共汽車站
在城市的建設(shè)的初期，交通的管理人員由于沒能形成較為長遠(yuǎn)的理念，于是僅僅依據(jù)當(dāng)時的發(fā)展的規(guī)劃來進(jìn)行道路的建設(shè)，然而在這短短的幾年以后，道路上的車流規(guī)模和人群的增長速度便會遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過預(yù)期。由于大量的行人和非機(jī)動車在流動性上會過大，因而導(dǎo)致了機(jī)動車的速度會很低。并且在實際道路上，行人和非機(jī)動車在過街設(shè)施上也并不完全，因此在過馬路的時候難度也會很大，從而不斷地產(chǎn)生和機(jī)動車的互相干擾，從而降低了安全的保證。通常意義上說，公交的站臺都需要設(shè)置在城市交叉口的出口位置外的一段距離上，并要采用展寬式的出口道。然而實際的情況卻往往是這樣的，一些公交車站會被設(shè)置在完全沒有任何展寬余地的道路的邊上，會離城市的交叉口特別近，這便導(dǎo)致了在上下班的高峰階段時交通擁擠現(xiàn)象極易產(chǎn)生，并且公交車的數(shù)量比較多的時候，總是會產(chǎn)生把整個的交叉口都堵死的惡劣現(xiàn)象，最終導(dǎo)致交叉口的通行能力的大大地下降。
4、設(shè)計不合理的交通標(biāo)志
現(xiàn)階段，每個城市在交通標(biāo)志上都各有特點，這便導(dǎo)致一個現(xiàn)象，外地的司機(jī)當(dāng)進(jìn)入一個陌生的城市的時候總是很難把全部的交通標(biāo)志等看清懂。甚至有時候由于交通標(biāo)志的字體太小，距離遠(yuǎn)一點的話完全看不清，而等到距離近了以后再看的時候，已經(jīng)來不及了。另外，經(jīng)過了多年使用，道路上的交通車道的引導(dǎo)線也變得模糊或者甚至出現(xiàn)了重疊問題，從而給駕駛員造成很大的困擾。
二、城市道路的交叉口的交通組織的優(yōu)化設(shè)計分析
1、交叉口的交通渠化的設(shè)計
城市交叉口作為道路的網(wǎng)絡(luò)交通中整體效率得以充分發(fā)揮的關(guān)鍵點，相關(guān)數(shù)據(jù)證實，假如對于城市的道路網(wǎng)中的一切平面的交叉口實現(xiàn)渠化，那么路網(wǎng)的容量就將能夠提高至少三成以上。不容忽視的是實現(xiàn)交叉口的渠化的代價是相對比較小的，然而效益卻是非常大的。具體上來說，交通的渠化主要指的是借助道路上的標(biāo)志線或者島狀結(jié)構(gòu)物來對行人和車輛加以交通流引導(dǎo)等方面的措施，使得交通能夠像流水那樣依照需要的方向和路線運行，從而達(dá)到互不干擾的效果。在交叉口進(jìn)行交通的渠化設(shè)計時，務(wù)必要增加和上游路段相比多出一倍的車道的數(shù)量，在進(jìn)口的位置，要適當(dāng)?shù)貙嚨涝趯挾壬霞右詨嚎s，在最困難的時候甚至可以壓縮到3.0米，借助預(yù)測流量從而確定具體的車道的數(shù)量。在對交叉口進(jìn)行改建設(shè)置的時候，最小的寬度也要達(dá)到2.8米，要比普通的車輛的寬度寬大約約0.2米，借助實測或者預(yù)測的辦法對寬度合適與否進(jìn)行測定。在15min之內(nèi)，當(dāng)每個信號的周期內(nèi)的左轉(zhuǎn)車的平均的流量達(dá)到2veh的時候，就能對左轉(zhuǎn)的專用車道進(jìn)行設(shè)置了，當(dāng)車的平均流量已經(jīng)達(dá)到了10veh的時候就可以設(shè)置兩條左轉(zhuǎn)專用車道了。除此以外，進(jìn)行右轉(zhuǎn)專用道或者直右混行車道的設(shè)計工作時，還要對進(jìn)口道的長度加以計算。
2、交叉口的展寬的設(shè)計
交叉口的渠化的設(shè)計并沒有改變道路的總寬度，因此在展寬的設(shè)計當(dāng)中，就要對道路的總寬度加以調(diào)整。通常意義上說，在道路的交通量比較大的時候，交叉口依然使用燈控交通的時候，交叉口在擁擠方面的效果還是較為明顯的。假如在道路兩側(cè)實行增加車道的措施，就能夠更好地對交叉口的通行條件進(jìn)行改善，從而大大提高通行的能力。當(dāng)右轉(zhuǎn)的交通在需求量很大并且作為主要的交通方向的時候或者右轉(zhuǎn)的車輛所需要的車速比較高的時候應(yīng)當(dāng)設(shè)置專門的右轉(zhuǎn)車道。
3、交叉口調(diào)頭過街設(shè)計
隨著城市車輛數(shù)量的增多，車速不斷加快，在一些快速路上的小交叉口已經(jīng)不允許進(jìn)行直線左轉(zhuǎn)了，于是會產(chǎn)生大量的車輛將會在下一個大路口進(jìn)行調(diào)頭處理。調(diào)頭比左轉(zhuǎn)向更難控制，因為其涉及到的路面較大，比較容易發(fā)生與其他機(jī)動車與非機(jī)動車的碰觸。對于平面交叉口中，轉(zhuǎn)變多是急轉(zhuǎn)彎，車輛在調(diào)頭時，需要的道路面積更大，這就需要加寬的路面來保證，避免在中途產(chǎn)生停車再倒車的形式，造成大量車輛擁堵。車輛調(diào)頭一般發(fā)生在車輛數(shù)量多或是道路等級較高的場合，調(diào)頭車道的設(shè)計與車輛構(gòu)成、行車速度與調(diào)頭位的設(shè)置有很大的關(guān)系。
4、逆向可變車道交通設(shè)計
在一些城市內(nèi)部的大型道路交叉口，左轉(zhuǎn)車輛或調(diào)頭車輛數(shù)量非常多時，往往會產(chǎn)生過長的壓車現(xiàn)象，甚至占滿兩個交叉口間的一整條左轉(zhuǎn)道路交通可變車道實景行車道。這時每個信號燈周期只通過20veh車左右，造成了大量的等待時間。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，可以借用對向車道，進(jìn)行緊急通行，相當(dāng)于左轉(zhuǎn)車道數(shù)量的增加，而不對對向的車流產(chǎn)生任何影響，需要注意的是在交叉口調(diào)頭的車輛需要在可變小車道口進(jìn)行調(diào)頭，避免在大交叉口進(jìn)行調(diào)頭。逆向可變車道口同樣有指示燈與指示圖，以供對路況不熟悉的車輛駕駛員觀看了解。需要注意的是，在智能可變車道口的交通信號，會延遲約5s變?yōu)榫G燈，同時會提前五5s變?yōu)榧t燈，主要目的是為了避免過早進(jìn)入對向車道，正在進(jìn)行的車輛對已經(jīng)可以通行的對向車道上的車輛產(chǎn)生通行影響。
結(jié)語
城市道路系統(tǒng)整合設(shè)計明確了道路建設(shè)的意義已不僅是解決好交通問題，同時要解決道路沿線的土地利用、生態(tài)環(huán)保、景觀旅游等多重問題，道路設(shè)計和建設(shè)更人性化。城市道路及其所在城市道路網(wǎng)絡(luò)作為城市系統(tǒng)的有機(jī)構(gòu)成部分，在可持續(xù)的現(xiàn)代城市發(fā)展理念下，要與開放的自然、生態(tài)、城市社會系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和融合。
參考文獻(xiàn)
隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷加深，機(jī)動車數(shù)量也日益增多。在為城市交通帶來巨大壓力的同時，也增加了交通事故的發(fā)生概率。尤其是在道路的交叉口處。是交通擁堵與交通事故的多發(fā)區(qū)。因此，要充分考慮當(dāng)?shù)爻鞘械膶嶋H情況，采取更加適應(yīng)本地交通的設(shè)計方案，對城市道路的交叉口處進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，降低事故發(fā)生率，提升交通運行效率。
一、城市道路交叉口存在的問題
（一）車道劃分問題
就一般情況來說，城市道路系統(tǒng)的運行能力取決于道路交叉口的進(jìn)出口車道多少。相對于標(biāo)準(zhǔn)車道，交叉口處應(yīng)該留有多1至2個車道的余地。使進(jìn)出車輛時能夠?qū)捤伞⒉粨頂D。并且要根據(jù)實際車流量，來分配進(jìn)出方向的車道數(shù)目。
當(dāng)前道路交叉口的設(shè)計，容易出現(xiàn)交叉口處沒有多設(shè)車道、以及進(jìn)出交叉口車道劃分與實際車流量狀況不符等問題。
（二）車道渠化問題
渠化路口，是通過對路口車流量以及交通特征的掌握，而實現(xiàn)劃分人與車、車與車各自通口、進(jìn)行交通導(dǎo)流的方法。渠化路口可以有效的提高道路通行能力、降低事故發(fā)生率、保障生命安全。
在交通設(shè)計中，除了一些支路相交不需設(shè)置渠化之外，在具有一定級別的道路上，一旦有兩條及以上的車道交匯，就需要使用渠化設(shè)計。當(dāng)前城市交通建設(shè)中，卻經(jīng)常出現(xiàn)不設(shè)渠化以及渠化不合理現(xiàn)象。
（三）標(biāo)志線設(shè)置問題
因為交通指示牌安裝和路面標(biāo)志線劃線是錯時進(jìn)行的，指示牌安裝在前，路面劃線在后，而在路面統(tǒng)一劃線時容易產(chǎn)生誤差。致使出現(xiàn)道路指示牌和路面標(biāo)志線指向不一這種低級錯誤。
還有的標(biāo)志線，設(shè)置過于復(fù)雜，讓行車行人急切之間看不懂標(biāo)志線所表達(dá)的意義。
對于交通標(biāo)志線，國家已經(jīng)出臺相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。但現(xiàn)在許多地區(qū)和城市，由于對技術(shù)規(guī)范的重視程度還不夠。所以還是各自有各自的做法，致使標(biāo)志線設(shè)置的不合理、不統(tǒng)一、不清晰、增加了出現(xiàn)安全事故的風(fēng)險。
（四）非機(jī)動車問題
很多城市中都會出現(xiàn)的一個現(xiàn)象是：交叉路口處車輛右轉(zhuǎn)，而行人橫過馬路。兩者都在面對綠燈的情況下，也會發(fā)生沖突。交通設(shè)計的不完善可見一斑。而非機(jī)動車以及行人在過交叉路口時，也由于交通設(shè)計達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的原因而無法保障安全。在交通高峰期，容易產(chǎn)生擁堵情況。造成交通混亂。
二、城市道路交叉口設(shè)計要求
交叉口處，要保證經(jīng)過車輛與行人的安全性。根據(jù)車流量常態(tài)，合理設(shè)置信號燈。對于未裝設(shè)信號燈的路段，需要設(shè)有相關(guān)標(biāo)志。
通過交通設(shè)計，需要對機(jī)動車輛與非機(jī)動車輛、行人采取科學(xué)有效的分隔手段。使用正規(guī)的交通控制方法。
對于交通交叉口的設(shè)計建設(shè)，要以整個城市、區(qū)域為考慮對象。設(shè)計要結(jié)合城市未來發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。
城市道路的平面交叉口位置的設(shè)置，要便利人們的生活。交叉口轉(zhuǎn)角處的規(guī)劃紅線，需要嚴(yán)格按照規(guī)范以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。
三、城市道路交叉口設(shè)計方法分析
（一）平面交叉口立面設(shè)計
在對城市道路交叉口進(jìn)行設(shè)計的過程中，要對主干道交叉處是否存有坡度進(jìn)行考察。設(shè)計交叉位置應(yīng)該選擇在平穩(wěn)、寬敞的地域；兩城市地區(qū)的道路相交，相交道路等級相同的情況下，如果交叉處存有坡度的話，要首先消除其橫坡。保證交叉口平面的平穩(wěn)。對于不同等級的道路相交，則以其中等級較高的道路為參照。保證高等級道路平穩(wěn)；交叉口處需要使得相交道路中有一條以上具有一定縱坡，在下雨天可以使得道路通暢排水，不會造成積水現(xiàn)象；城市道路在交匯處，盡量保證其橫坡坡度不大。工程完成后要求達(dá)到的高程應(yīng)與周邊道路、建筑保持協(xié)調(diào)。
（二）平面交叉口的類型
平面交叉口按照道路相交條數(shù)、道路相交角度、道路相交位置可以劃分為T形、Y型以及設(shè)有轉(zhuǎn)彎道口和加寬路口等三路相交形式。以及十字形正交、斜交、加寬路口與錯位等四路相交形式。除此之外，還有環(huán)形交叉與多路相交形式。
這些交叉口類型都有著自己的優(yōu)勢與不足，在設(shè)計過程中，要結(jié)合城市交通的實際情況，經(jīng)過仔細(xì)分析，科學(xué)論證后，選擇最為適合的交叉口。保證交叉口的安全性以及合理性。
遠(yuǎn)景年高峰時段通過交叉口的車輛最多數(shù)目，就是“設(shè)計小時交通量”。計算設(shè)計小時交通量，對交叉口的選擇具有十分重要的意義。
相交道路的條數(shù)，以及道路之間相交的角度也是選擇交叉口的重要依據(jù)。交叉口的形式，主要參照交通路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。一般十字形交叉，多用于棋盤型道路結(jié)構(gòu)。而多路交叉與斜交，則多用于棋盤對角型路網(wǎng)。
T形交叉，是一種非渠化交叉方式，交叉兩條道路應(yīng)均保持正常寬度。適用于次級道路的交叉；
渠化T形交叉，適用于直行車輛較多，并且具有大量轉(zhuǎn)彎車輛的情況。是在T形交叉的基礎(chǔ)上，增設(shè)渠化路面標(biāo)線以及路島。來分流可能發(fā)生沖突的車輛與行人；
簡單十字形交叉，這種交叉方式，設(shè)置簡單、應(yīng)用范圍廣。兩條道路成直角交叉，適宜于各種形式的道路交匯；
加寬路口形式交叉，適用于通行車流量很大的地方，當(dāng)直行車輛近乎占滿全部車道時，那么道路寬度勢必不能滿足車輛轉(zhuǎn)彎的需求。所以，應(yīng)該根據(jù)具體情況適當(dāng)增加轉(zhuǎn)彎路口寬度、增設(shè)、拓寬路面；
環(huán)形交叉，也就是通常所說的轉(zhuǎn)盤道，是指在多條道路交匯的中心處，設(shè)置一個中心島。讓進(jìn)入交匯中心的車輛全部逆時針單向行駛，圍繞中心島轉(zhuǎn)到所需路口駛出。這種環(huán)形交叉方式，不使用信號燈中斷車流的方式，而是通過進(jìn)入環(huán)形路的車輛不停低速轉(zhuǎn)行，降低了車輛沖突的危險性，保障行車安全。但與信號燈方式相比，這種結(jié)構(gòu)占地面積大，通行能力較弱。
（三）加強(qiáng)交叉通控制
對于車輛左轉(zhuǎn)問題，需要在設(shè)計時增設(shè)左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)區(qū)。即在左轉(zhuǎn)彎車道上劃出虛框，虛框延伸到交匯路口中間。當(dāng)交匯路口的綠燈亮起時，需要左轉(zhuǎn)的車輛，首先進(jìn)入左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)區(qū)等待。當(dāng)直行車輛行進(jìn)結(jié)束后，再進(jìn)行左轉(zhuǎn)。一般實施左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)的道路，都是單向三車道以上的道路。這種方法可以減輕交通擁堵狀態(tài)，提高機(jī)動車通過量，降低車輛滯留數(shù)目。
在交通道口處，設(shè)置交通島、標(biāo)線和對車道進(jìn)行渠化。促使交匯路口人車分流，機(jī)動車與非機(jī)動車分流。保證交通通暢有序。
（四）優(yōu)化專用車道
為了防止交通擁堵，因而設(shè)置專用車道，以預(yù)防緊急事態(tài)的發(fā)生。然而事實上，有很多設(shè)計，雖然在轉(zhuǎn)彎處設(shè)置了向左或者向右的專用車道?？蓞s沒有考慮到道路實際使用狀況與車流量情況。導(dǎo)致，左右專用車道閑置，而直行路段上卻極其不暢。
因此，在進(jìn)行設(shè)計之前，要對該城市地區(qū)的實際車流狀況進(jìn)行仔細(xì)分析，綜合考慮后，根據(jù)道路的實際使用情況對專用車道進(jìn)行設(shè)計。
四、總 結(jié)
通過交叉路口的優(yōu)化設(shè)計，可以很大程度上解決交通擁堵的問題。在通常情況之下，出現(xiàn)交通擁堵的原因，就是大量的車輛在堵塞在交通路口處。有鑒于此，在城市建設(shè)過程中，對交叉口的設(shè)計建設(shè)要充分考慮該地區(qū)的實際情況。采取科學(xué)、有效、合理的方法。提高交通運行效率。
參考文獻(xiàn)：
[1]別一鳴，王殿海，趙瑩瑩，等.干線協(xié)調(diào)交叉口多相公交信號優(yōu)先控制策略[J].華南理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，39（10）：111-118.
