信号交叉口待行区渠化设计文献综述

 2022-06-14 09:06

信号交叉口待行区渠化设计文献综述

1. 研究背景

随着我国城市经济社会的不断发展,公路建设里程的不断增加,道路使用者数量的随之增长,交通需求与交通供应之间的矛盾越来越突出,交通拥堵情况也越来越严重。

城市交叉口是交通网络的运行瓶颈,对交叉口进行有效的管理和控制是提高路网通行能力的关键,所以城市道路交通拥堵问题往往突出表现在交叉口处。对于身处交通拥堵区的城市道路,其在交叉口处的“瓶颈”现象越来越突出。大多数中小城市的道路交叉口缺乏完善的交通控制系统和相应的交通工程设施,因而多个方向的车流只能以常规的方式通过,同时还与非机和行人交织在一起,导致交叉口混乱程度比一般道路严重。因此,如何让车辆、行人快速、安全、高效地通过交叉口,成为了提高城市交通运行效率的关键。

交叉口渠化指的是指利用交通岛、路面标线或其它交通设施来规范各类型、各方向交通流的路径,使之各行其道,有序运行,减少相互干扰。待行区是一类重要的交叉口渠化措施,它能在避免交通冲突的前提下,引导车辆在相位红灯期间进入到交叉口指定的候驶区域,从而有效缩短车辆通过交叉口的时间,提高交叉口的运行效率。

2. 国内外研究概况

在过去的二十多年的研究中,待行区作为提高交叉口通行能力的一种有效措施,于我国各大城市得到了广泛应用,特别是在高峰易拥堵阶段。尽管待行区在交通工程设计中已经变得普及,但仍然缺乏较为成熟的设计规范,以及实施方案和性能评价标准。在这方面,严压丹、曲晓波等人[[1]]对现有研究和应用进行了综述,他们重点介绍了平面信号交叉口等候区的交通操作和性能评价。

1999年,我国的交通工程师开始实施指定待行区(即WAs)。2007年-2013年间,一些开创性的研究已经调查了非常规交叉口设计,包括传统的中间带掉头、非常规中间带掉头、超级中间带等。但是,不包括WA设计。2008年,张艳妮, 董德存[[2]]对斜交十字交叉口内设置车辆待行区进行了研究。针对斜交十字交叉口存在的安全隐患等问题,他们提出锐角进入交叉口的次路车流设置车辆待行区,使支路车流可以分两个阶段通过交叉口的想法。又以一级公路为例,运用概率论和排队论计算了车辆待行区所适应的交通量范围,给出了通行能力的计算方法。在不同交通量情况下,比较了普通让行、信号灯和设置车辆待行区三种交叉口控制方式的延误。2015年,《城市道路交通标志和标线布局规范》(GB51038-2015,2015)对信号交叉口的道路交通标志提供了一般性指导原则。直行待行区(TWA)是由两条平行虚线、一条停止线和一条贯通线组成,左转待行区(LWA)与它类似,但其边界线更弯曲一点。2016年,LWA或者TWA位于接近停车线外,分别视为左转车道或者直行车道的延伸。这种设计延伸停车线到待行区的边缘(即WA停车线)。后来发现采用LWAs和TWAs同时安装,这样可以缩短行驶距离。仅仅是上海,含LWA的交叉口就超过1000个。但是对WA停车线性能和设计的研究比较少,可能与其理论研究是在实施后进行的这一因素有关。这样,导致数千个交叉口的广泛应用与相当少且零散的理论研究之间存在很大脱节。2017年研究发现,尽管事实证明WA设计在提高容量和减少延迟方面是有效的,但因其复杂的装置,可能会导致安全性和可持续性的降低。除此以外,使用WA的车辆可能要在交叉口停留两次,也会产生多余的油耗和机械磨损等负面影响。

除此以外,也有几项研究表明,设置TWA可以提高交叉口的运行效率。然而,并没有专门的研究来评估与TWA交叉口的安全性能。因此,Jiang X等人[[3]]应用交通冲突技术和有序probit模型,对有、无TWA交叉口的交通冲突情景进行了比较,找出了影响TWA交叉口交通冲突的重要因素。研究结果表明:(1)双车道交叉口的使用增加了左转交叉口冲突的严重性,对交叉口的安全性产生了负面影响;(2)超越双车道交叉口,车辆类型在相邻的右车道上,左转车辆在不适当的时刻进入左转待行区,直行车辆的车道位置是导致左转交叉口冲突严重的重要因素;(3)随车类型和TWA的车道宽度影响着换道冲突的严重程度。

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