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        呼和浩特:“三角形短間距交叉口”信號協調控制

        2021-08-18 09:57:02 來源:內蒙古自治區公安廳交通管理局 評論:
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        一、 地理區位

        新華大街與中山東路路段(新世紀路口、博南路口、博北路口)位于呼和浩特市新城區,由南北走向的呼倫貝爾南路與東西走向的新華大街和中山東路相交而成的“三角形”分布路口。其西北側是政府辦公區域,西側是呼和浩特市博物館、內蒙古人民大會堂和內蒙古自治區人大常委,南側是呼和浩特市第二中學,東南側為新世紀廣場、新城賓館和住宅小區。

        博北路口與新世紀路口距離250m;博北路口與博南路口距離165m;博南路口與新世紀路口距離285m。三個路口距離過短,早晚高峰時段機動車、非機動車及行人過街流量匯聚較大。

        image.png 

        圖1 “三角形”分布路口地理位置圖

        1、流量情況

        (1)通過調研現狀新華大街-中山東路(新世紀路口)早高峰(7:00-9:00)、晚高峰(17:00-19:00)的兩個時段的交通流量,統計出該路口的流量流向如下所示。

        image.png

        圖2 新世紀路口流量流向分布圖

        從早晚高峰的小時流量流向圖可知:各進口高峰期流量大且流量相差較小。

        (2)通過調研現狀呼倫貝爾南路-中山東路(博南路口)早高峰(7:00-9:00)、晚高峰(17:00-19:00)的兩個時段的交通流量,統計出該路口的流量流向如下所示。

        image.png

        圖3 博南路口流量流向分布圖

        從早晚高峰的小時流量流向圖可知:

        ①早晚高峰時段,車流主要集中在西、北、南三個進口,東進口流量相對較少;

        ②南北方向的車流為主要車流,東西直行流量差距較大;早晚高峰均以南北直行、西向東車流為主。

        (3)通過調研現狀呼倫貝爾南路-新華大街(博北路口)早高峰(7:00-9:00)、晚高峰(17:00-19:00)的兩個時段的交通流量,統計出該路口的流量流向如下所示。


        image.png

        圖4 博北路口流量流向分布圖

        從早晚高峰的小時流量流向圖可知:

        ①早晚高峰時段,主流向為東西直行車流,次流向為南北直行車輛;

        ②早晚高峰左轉放行車輛較少,東西向流量相差較小。

        二、交通運行現狀

        (1)新世紀路口鼓樓立交東向西下橋車流與地面車流存在匯流沖突;

        image.png 

        圖5 車流沖突現狀

        (2)新世紀路口新華大街西向東與中山東路西向東車流存在匯流沖突;

        image.png 

        圖6 車流沖突現狀

        (3)因新世紀、博南、博北路口彼此相鄰,三個路口構成了三條短間距路段,高峰期間存在回溢風險,例如新世紀新華大街西進口?;匾缰辽嫌温房冢ú┍甭房冢?。

        image.png 

        圖7 博北路口東出口車流積壓 溢流現狀

        (4)博北路口東西向車輛可左轉駛入呼倫貝爾北路,但左轉信號燈尚未使用,左轉車輛與直行車輛同時放行,存在安全隱患。

        image.png 

        圖8 左轉機動車燈具現狀

        三、優化思路

        1、完善并修改路口渠化設計

        避免車流交織沖突,降低安全隱患,同時提升車流通行效率;從綜合措施提高道路資源利用率方向出發,提出如下方案措施:

        (1) 增設護欄,將新世紀路口鼓樓立交東向西下橋車流與地面車流分隔開,避免匯流車輛交織沖突;

        (2) 新世紀路口中山東路方向進口施畫停止線、導向車道線、導向箭頭;

        (3) 博南、博北路口東西方向施畫左轉待行區。

        image.png 

        圖9 渠化建議圖

         

        1、完善信號設施(機動車燈組、行人過街燈組)

        結合渠化改造情況,科學合理增設信號燈組,明確車輛通行權,避免交織擁堵;

        (1) 新世紀路口中山東路方向進口增設信號燈,使中山東路車輛受燈控,減少匯流車輛沖突;

        (2) 啟用博北路口東西向左轉信號燈,明確通行權;

        (3) 維修博北路口故障行人燈組。

        2、科學設計交通信號配時方案

        增加高峰時段過渡方案(次高峰方案),避免高峰期前、后發生擁堵或綠損較大(空放)情況;同時設計三個路口綠波通行方案,提升路口車流通行效率。

        (1)相位、配時方案設計

        對3個信號控制交叉口的交通流量、交叉口特征和行車特性等進行深入調研,高峰協調周期為130秒、平峰協調周期為110秒,過渡時段協調周期為120秒。

        表1路口優化后信號配時方案

        image.png 

         

        (2)協調時距圖

        通過對3個路口信號配時方案進行優化,對各時段協調控制方案進行科學合理設計;利用綠波帶計算軟件,精準得到三個路口不同時段協調相位差,各路口現行高峰、過渡方案(次高峰方案)、平峰方案綠波協調時距圖如下所示:

        image.png 

        圖10 高峰期協調時距圖

        image.png

        圖11 平峰期協調時距圖

        image.png 

        圖12 過渡期協調時距圖


        具體協調方向如下實地三條綠波效果圖13展示可見:

        image.png 

        圖13 綠波流向效果情況

        四、效果評價

        利用PTV Vissim 7.0仿真軟件,對上述三個路口進行模擬評價,對三路口間及新世紀路口下橋方向排隊長度、行程時間進行仿真模擬,通過優化前與優化后各個路段排隊長度、行程時間對比情況,間接反映方案優化效果。

        image.png

        圖14 優化前仿真設計

        image.png 

        圖15 優化后仿真設計

        導出車輛排隊長度仿真結果,通過處理得到以下數據。數據可見,每5分鐘截取的仿真數據, 2號檢測器(即新世紀路口西進口)優化前排隊長度在200m左右,下降至優化后100m左右,優化效果顯著;同時其他三個檢測器檢測排隊長度也均呈現下降趨勢。如下表2所示:

        表2 優化前后排隊長度對比

        時間間隔min

        檢測器

        檢測器位置

        優化前

        優化后

        優化率

        最大排隊長度m

        最大排隊長度m

        0-5

        1

        1號博北路口東進口        2號新世紀路口西進口               3號博南路口東進口        4號新世紀路口西南進口

        67.07

        70.42

        -5%

        2

        199.95

        100.88

        50%

        3

        333.34

        215.48

        35%

        4

        323.33

        223.09

        31%

        5-10

        1

        244.47

        147.47

        40%

        2

        323.05

        129.22

        60%

        3

        326.28

        243.13

        25%

        4

        320.21

        222.80

        30%

        15-20

        1

        172.13

        145.62

        15%

        2

        274.70

        277.02

        -1%

        3

        353.39

        350.66

        1%

        4

        317.82

        285.32

        10%

        五、案例小結

        本文通過優化信號配時、完善信號燈具并修改路口渠化組織,消除路口內車輛合流交織沖突;設計三個路口協調控制方案,提升路口通行效率。通過仿真模擬優化前后路口通行情況,利用優化前后排隊長度數據對比,從而反映現實優化情況。

        本案例有以下技術要點:

        1、路口信號燈具加裝點位確定

        對新世紀路口中山東路方向確定信號燈具安裝點位,避免交織車輛沖突,明確路口通行路權。/2、路口協調控制方案的設計

        對高峰時段車流量情況的分析準確,確定最佳協調周期;通過自主研發綠波工具,精確計算協調相位差、最佳通行車速。

        2、科學合理渠化改造

        全面分析新世紀路口車輛合流交織點,避免沖突,提升路口通行安全、效率;避免高架橋下輔道車流與下橋主路車流交織,結合標志標線,同時增設安全護欄設施。

        2、仿真模擬效果驗證

        準確設計各路口、路段參數,信號配時,檢測器等;優化前后渠化改造,信號燈加裝情況在仿真模擬中體現;通過檢測器檢測車輛排隊長度情況,并對仿真后數據整理分析。


      4. 關鍵字: 信號協調
      5.    責任編輯:zhuoqun
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