陈鹏飞,谷 军,成 语
(中国市政工程西南设计研究院,四川成都 610081)
而导致交叉口通行能力降低 。该文通过对典型交叉口的清空时间分析证明,交叉口缘石半径越小,交叉口通行能力越大 ,最 小缘石半径就是最合理的缘石半径 。 关键词:交叉口;通行能力;缘石半径;清空时间 中图分类号:U412 .35 文献标识码:A 文章编号:1009-7716(2009)03-0005-04
t c —信号周期(s );
t g —信号周期内的绿灯时间;
t 1—变为绿灯后第一辆车启动并通过停止
线的时间(s ); t i s —直行或右行车辆通过停止线的平均间 隔时间(s /p c u );
ψs —直行车道通行能力折减系数,采用 0.9。 (2)直右及专右车道设计通行能力
0 前言
交叉口缘石半径一般由规划或设计确定 。根 据 经 验 ,无论是规划人员还是设计人员 ,在确定 缘石半径时 ,往往都是按照规范或者规划 的 规 定 一刀切,而未进行详细分析。通常认为,缘石半径 越 大 ,转 弯车辆车速越高 ,通过交叉口的时间就 越短,交叉口的通行能力也就越大。然而,按照规 范相关规定确定的缘石半径 常常导致交叉口范 围 过 大 ,使 得 人 流 、车流通过交叉口的时间延长, 亦即路口清空时间增加,有效绿灯时间减 少 ,交 叉口实际通行能力反而降低 。 对于城市道路而 言 ,交 叉 口间距一般都比较小 ,其道路通行能力 最终取决于交叉口的通行能力。一旦交叉口通行 能力降低,其结果是整个路网的通行能力 下 降 。 因 此 ,无 论是规划人员还是设计人员 ,都应该重 视 缘 石 半 径的确定 ,选择合适的缘石半径 ,而不 应简单套用规范。
N sr =N s
(2) 式 中 :N s r —一条直右及专右车道的设计通 行 能
力(p c u /h )。
(3)专左车道设计通行能力
N l =3 600·ψ·s ([ t 'g -t 1)/t i s +1]/t c (3) 式中:N l —一条专左车道的设计通行能力(p c u /h );
时尚休闲男装品牌t 'g —信号周期内的左转绿灯时间。 规 范 同 时 规 定 :在一个信号周期内当直行和 左转位于同一相位时 ,同时对面到达的左 转 车 超 过 3 ~4 p c u 时 ,应 折 减 本 面各种直行车 道(包括 直 行 、直 右 、直 左 及 直 左 右 等 车 道)的 设 计 通 行 能 力 。
2 决定交叉口通行能力的灯时间分析
《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》
规定,“绿灯亮时,准许车辆通行,但转弯的车辆 不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行。黄灯亮 时,已越过停止线的车辆可以继续通行。红灯亮 时,禁止车辆通行。”一般交管部门对该条的解释 为:黄灯闪烁的一刹那,如果车辆在路口停止线 外 ,需 要 减 速 停车 ,否则要按照闯红灯处罚 ;但是 如果车辆已经越过停止线进入路口内,则可以继 续通过。显然,交管部门对黄灯规定的解释是不正 确的或者是不全面的。因为,在黄灯闪烁的一刹 那,刚好位于停车线外的车辆采取刹车动作后,视 刹车性能和刹车动作的强度而必然停在人行横道 线或交叉口内,这显然是被不允许的。因此,关于
1 交叉口的通行能力
交叉口的通行能力是交叉口各进口道通行能 力之和,而单个方向进口道的通行能力则是左转、 右转和直行车辆的通行能力之和。交叉口通行能 力的计算方法根据其计算原理的不同,大致分为 两种:一是按车辆通过停止线断面的计算方法;二 是按车辆通过冲突点的计算方法。本文采用停止 线法分析交叉口的通行能力。
根 据《城 市 道 路 设 计 规 范》(CJJ 37-90)(下 称 《规范》),各种方向车道的通行能力计算公式如下:
(1)直行车道设计通行能力 N s =3 600·ψ·s [(t g -t 1)/t i s +1]//t c
(1) 式中:N s —一条直行车道的设计通行能力(p c u /h );
收稿日期:2008-12-10 作者简介:陈鹏飞(1969-),男,四川成都人,高级工程师,从 事道路 、交通设计与管理工作 。
图 1 小缘石半径转弯车辆行驶轨迹示意图
杨坤简历城市道桥与防洪
道路交通2009 年 3 月第 3 期6
黄灯的规则应该是:“黄灯信号是一种警告信号,
是为了让绿灯信号终止时正行驶在交叉口范围内
或尚未进入路口而距离交叉口太近以致无法停止
在停止线后的车辆安全通过路口而设置的。”[1]也
就是,黄灯期间允许车辆通过停止线,这是为正常
行驶而又来不及刹车的车辆提供的行驶时间,但
在黄灯结束时,任何车辆不得通过停止线。
在黄灯结束之后,有一段双向均为红灯的时
间为清空时间。清空时间是黄灯时间结束后已进
入交叉口范围内的车辆驶离交叉口所需时间。
由信号周期的定义可知:
多样,因而交叉口不尽相同。本文选取其中较为典
顺拐型的一种—“主干路+ 次干路”组成的正交交叉
口为例进行分析说明。
假定图 1 中,道路一红线宽度为 45 m,设计
车速为60 k m/h,双向八车道,其中靠人行道侧车道
作为非机动车道使用。道路二红线宽度为 30 m,设
计车速为40k m/h,双向六车道,靠人行道侧车道
为非机动车道。信号灯相位假定为应用频率较高
的两相位或四相位。两相位和四相位信号灯的共
同特点在于转弯车(指右转弯和左转弯机动车,下
同)与行人(含非机动车)位于同一相位。
t c=t g1+t y1+t q1+t g2+t y2+t q2
式中:t g1—绿灯时间;
t y1—黄灯时间;
t q1—清空时间;
t g2—相交道路绿灯时间;
t g2—相交道路黄灯时间;
t q2—相交道路清空时间。
(4)
式(4)中的清空时间(全方向红灯时间)表现
形式为红灯时间,是红灯时间的一部分,是对红灯
时间的进一步细分。
从式(1)~式(4)可以看出,决定交叉口进口
道的通行能力的因素有车辆启动时间t1、车辆间
隔时间t i s、绿灯时间t g、黄等时间t y、清空时间t q。
在起步阶段,车辆车速都较低,汽车的性能和
司机的反映能力相差不大,故通常情况下车辆启
动时间t1、车辆间隔时间t i s为常数,根据相关统计
数据,一般t1 采用 2.3 s,t is 采用 2.5 s。
而对于黄灯时间,各国采用的时长不尽相同。
如日本采用 4 s,美国采用 3 s,我国的北京为 4 s,
天津为 3 s,但都为常数。
清空时间则根据路口大小,北京市采用1~4 s
不等。
由前文可知,对交叉口通行能力而言,通常情
况下,仅绿灯时间t g 和清空时间t q 是可变的。绿灯
时间为有效时间,时长越长,通行能力越大,而清
空时间为无效时间,时长越短,通行能力越大。绿
灯时长通常根据路口交通流量分布、车辆等候时
间和延误时间等参数综合考虑计算配时,可人为
调整,不受交叉口几何尺寸影响。而清空时间在交
叉口修建完成后便基本确定,无法改变。因此,确
定一个合理大小的交叉口,使清空时间达到最短,
从而留出更多绿灯时间是提升交叉口的通行能力
的根本途径。
而影响交叉口大小的因素便是缘石半径。
由于交叉口相交道路的宽度、路幅形式多种
3缘石半径与清空时间的关系
众所周知,时间= 距离÷速度,因而清空时
间的长短取决于车辆和行人的速度以及交叉口
的大小。
3.1 缘石半径对车辆的清空时间影响
我会好好的 歌词缘石半径增大,交叉口范围必然扩大,车辆通
过路口的时间也必然增加。对于直行车辆来讲,其
我的团长我的团演员车速不受缘石半径的影响,而转弯车辆的车速却
与半径成正比,缘石半径越大,车速越快,清空时
间不一定增加。所以,缘石半径对直行车和转弯车
的清空时间影响应是不同的。
3.1.1 缘石半径对直行车辆的清空时间影响
见图1,其东西向交叉口长度为66.0 m(停
止线间距离)。
根据《城市道路设计规范》(CJJ 37-90)(下称
《规范》)6.2.2 条,交叉口直行车辆设计车速为路
段设计车速的0.7 倍。与此同时,驾驶人员却总是
希望以最快的速度通过交叉口。因此,可以认为道
路一直行车辆通过交叉口的车速为42 k m/h。那么
图 2 大缘石半径转弯车辆行驶轨迹示意图
城市道桥与防洪
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直行车辆的清空时间 (最后一辆驶过停止线的车 辆驶出交叉口)为:春节起源于哪个朝代
t q =66 m ÷11.67 m /s =5.66 s
考虑到道路二第一辆车的启动时间 为 2.3 s ,
故实际清空时间可设置为:
t q =5.66-2.3=3.36 s 又据《规范》6.2.4 条,道路一的右转弯设 计 车 速应为 30 k m /h ,缘石转弯半径应达到 33 ~38 m。
t q =62.4 m ÷8.33 m /s -2.3 s =5.19 s (2)缘石半径对左转弯车辆的清空时间影响 图 1 左转弯车辆的行车轨迹最小半径为 25 m , 行车轨迹长度为 59.01 m ,其对应的最大车速可达 到 25 k m /h ,那么其清空时间为:
t q =59.01 m ÷6.94 m /s -2.3=6.2 s 图 2 左转弯车辆的行车轨迹最小半径为 35 m , 行车轨迹长度为 84.72 m ,其对应的最大车速可达 到 30 k m /h ,那么其清空时间为:
t q =84.72 m ÷8.33 m /s -2.3=7.87 s
从上面的几组数据可得出两点结论: 一、缘石半径加大,直行车辆和转弯车 辆 的 清空时间都相应增加 ,不利于交叉口通行 能 力 的 提高。
二 、在 直 行 车 、右转弯车和左转弯车中 ,左 转 弯车的清空时间最长。
3.2 缘石半径对行人的清空时间影响
从图 1 和图 2 可知,行人过街的人行横道长度 与缘石半径无关,而只与车行道宽度有关。道路一的 行人过街长度即为道路二的车行道宽度,即 22 m。 行人过街速度采用第 15 百分位速度 1.2 m/s [2] ,则 行 人的清空时间为:
t qr =22 m ÷1.2 m /s =18.33 s
显然,行人的清空时间远远大于车辆的清空 时间。
由于行人清空时间远远大于任何方向的车辆 清 空 时 间 ,因 此 ,对于大型交叉口 ,人行横道线位 置不可能再往交叉口中心方向移动。也因此,人行 横道的最小长度就是车行道宽度。对于设计人员 来 讲 ,相 交 道 路的宽 度(包括车行道宽 度)是不可 改变的,行人的过街速度也是不可改变的。因而, 一旦相交道路宽度确定,行人清空时间也就确定, 行人清空时间与缘石半径无关。
3.3 控制性清空时间的确定
从前文可知 ,交叉口的直行车 、右 转 弯 车 、左 转弯车以及行人的清空时间各不相同,它们之间 存在以下关系:
故将图 1 的 缘 石 半 径 R 调 整 为 30 m , 其东西向交叉口长度为 96.0 m。
得 到 图 2, 那么道路一的直行车辆的清空时间为: t q =96 m ÷11.67 m /s =8.23 s
同理,考虑相交道路第一辆车的启动时间为 2.3 s ,故实际清空时间为:
t q =8.23-2.3=5.93 s 可以看出,路口缘石半径增大后,其直行车辆 的清空时间相应增加,从而绿灯时间相应减少,交 叉口通行能力降低。
3.1.2 缘石半径对转弯车辆的清空时间影响 转弯车辆的转弯车速除受车辆进入路口时的 迫近速度影响外,还取决于交叉口缘石半径。 (1)缘石半径对右转弯车辆的清空时间影响
以图 1 为例,右转弯车辆的行车轨迹最小半 径 为 20 m ,行车轨迹长度 为 38.3 m ,其对应的最 大车速可达到 25 k m /h ,那么其清空时间为:
t q =38.3 m ÷6.94 m /s -2.3 s =3.22 s 图 2 右转弯车辆的行车轨迹最小半径为 32 m , 行车轨迹长度为 62.4 m ,其对应的最大车速可达 到 30 k m /h ,那么其清空时间为:
t qx >t qzc >t qz >t qy 式中:t qx ——行人清空时间;
t qzc —直行车清空时间;
t qz —左转弯车清空时间; t qy ——右转弯车清空时间。
(5) 因此,理论上交叉口的清空时间应以行人清 空时间作为本相位的清空控制时间。但是,在信号 灯配设计时,设置较长的行人清空时间将大幅减 少绿灯时间,降低交叉口车辆通行能力,是不经济
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和不能接受的。为了增加绿灯时间,仍以左转弯车 的清空时间为清空控制时间。与此同时,为保证行 人的安全,一般采取压缩行人绿灯时间,变相增加
行人清空时间 (同相位机动车绿灯与行人绿灯时 间之差)的方法来满足行人的清空要求,其代价是
增加了行人的延误时间。其压缩的行人绿灯时间 t q (c 即行人绿灯相对于机动车绿灯提前结束变为红 灯)为:
t qc =t qx -t qz
对于图 1 交叉口,t qc 为 12.13 s ,对于图 2 交叉 口,t qc 为 10.46 s 。
实 际 上 ,提 前 10 s 甚至更多的时间变灯往往 也是不可接受的 ,因而将绿灯时间 差 t qc 进 一 步 减 小,于是出现部分交叉口最后过街的行人跑步过 街的现象。
叉口内排队等候通行,为了不妨碍后续直行车的 通行,右转弯车行驶轨迹线必须具有一定长度,以 满足等候通行车辆的排队需求。而排队长度(亦即 排队车辆数) 与车流及行人在绿灯时间的饱和度 有关[3]。
因此,缘石半径的大小在满足最小转弯半径 和排队长度的前提下,越小越好。由此可推,合理 的缘石半径就是满足最小转弯半径和排队长度的 最小半径。
在有些缘石半径较大而相交道路宽度相对较 小的交叉口,在交通组织中,人行横道线往往施划 在弧线段,而不是在缘石切点以后的直线段,就是 为了减小转弯车辆的清空时间。而把人行横道线 前移的结果就等同于减小了缘石半径。
5 结语
在两相或四相信号灯情况下,关于交叉口缘 4 合理缘石半径的确定
缘石半径是控制右转弯车辆车速的几何因 石半径可以得到以下结论:
(1)缘石半径与作为红 绿灯配时参数之一的 交叉口控制性清空时间的关系为:缘石半径越大, 清空时间越长,交叉口通行能力越低,反之亦然。 (2)缘石半径不由右转 弯车辆的计算行车速 度决定,两者的相关性较小。
(3)缘石半径的最优值 是满足车辆的最小转 弯半径和车辆排队长度的最小值。
(4)要确定缘石半径的最小值,需对交叉口的 交通流进行分析并得出右转弯车在交叉口内的可 能排队长度。
素,决定了右转弯车的可能最大车速。但是,在大
多数交叉口(包括大型交叉口)的信号灯配时设计 中,右转弯车和行人都安排在同一相位,机动车和 行人实际通行方式为 相 互 穿 插 通 行 [3],使 得 行 人 和右转弯车之间的相互干扰不可避免,交叉口右 转弯车的实际车速一般都远远小于缘石半径决定 的理论车速,缘石半径与右转弯车速的相关性很
小。因此,《规范》 按照路段设计速度乘以折减系 数确定交叉口右转弯车速,进而确定缘石半径的 方法不尽合理。
前面已讲到,缘石半径越小,控制清空时间越 短,交叉口通行能力越高。那么是否意味着缘石半 径可以做到无限小以致为零呢?答案是否定的。
首先,缘石半径必须达到转弯车辆的行驶轨 迹线满足最小转弯半径要求。
其次 ,由于机动车与行 人(含非机动 车)在 人 行道处的相互穿插通行的特点,机动车可能在交
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Urban Roads,Bridge s& Flood Control
(Monthly)
Number 3, 2009(Tota l Number 116)
CONTENTS
ROADS & COMMUNICATION
O p t i m i za t i on D es i gn of Tr aff i c Or gan i za t i on Scheme of D i amond-ty pe Grade Sepa r a t i on
Duan Liji e, Li K ep i ng,Q i an H ongbo(1)
A b s tract: The d i amond-ty pe g r ade sepa r a t i on i s one of the common i n t e r sec t i ons of the r oads.Com-
b i ned w i th the p r a
c t i ca l eng i nee r i ng e x amp l e,the a rt i c l e app l i es V I SS I M tr aff i c em u l a t i on sof t wa r e to
ana l y ze and e v a l u a t e two ty p i ca l tr aff i c o r gan i za t i on types of the d i amond-ty pe g r
ade sepa r a t i on u nde r the d i ffe r en t parameter cond i t i ons for de t e r m i n i ng i t s d i ffe r en t app l i cab i l i ty ab l e to be referred for th e r econs tru c t i on and e xt ens i on of the d i amond-ty pe g r ade sepa r a t i on and the op t i m i za t i on des i gn of i t s tr aff i c o r gan i za t i on.
Keywor d s:d i amond-ty pe g r ade sepa r a t i on,tr aff i c o r gan i za t i on,U-turn, em u l a t i on e v a l u a t i on
A na l y s i s of R easonab l e V a l u e of Curb R ad i u s at I n t e r sec t i on Chen P engfe i, Gu Jun, Cheng Yu(5)
A b s tract: The l a r ge r curb r ad i u s i s fa v o r ab l e for en h anc i ng the speed of the v e h i c l es tur n i ng at th e
i n t e r sec t i ons,but s i m u l t aneo u s l y makes the range of i n t e r sec t i on en l a r ge and the c l ea r i ng up t i me of
the v e h i c l es at the i n t e r sec t i ons l eng th en so as to l ead the tr aff i c capac i ty of the i n t e r sec t i on de-
c r ease.After the ana l y s i s of the c l ea r i ng up t i me of the ty p i ca l i n t e r sec t i on,th e the sma ll e r the curb r a
d i u s at th
e i n t e r sec t i on i s,the l a r ge r the tr af
f i c capac i ty of The m i n i m u m curb r ad i u s i s the most r easonab l e curb r ad i u s.
Keywor d s:i n t e r sec t i on,tr aff i c capac i ty,cub r ad i u s,c l ea r i ng up t i me a rt i c l e proves th a t the i n t e r sec t i on i s.
P l ann i ng Th i n k i ng of Bus R ap i d Tr ans i t Network in Changzhou City J i ang Xi nc hu n(9)
A b s tract: With the r ap i d soc i o-econom i c de v e l opmen t,the tr aff i c j am p r ob l em in ma j o r c i t i es i s ge t-
t i ng wo r se.How to g i v e p r i o r i ty to the de v e l opmen t of p u b l i c transport to i mp r o v e the trip cond i t i ons of the r es i den t s and to ease the urban tr aff i c pressure has become the
focus of a tt en t i on by the go v- ernment and the p u b l i c. On the bas i s of ana l y z i ng the necess i ty and feas i b i l i ty of de v e l op i ng th e r ap i d tr ans i t bus system in Changzhou C i ty,the a rt i c l e puts forward the p l ann i ng scheme of Changzhou City bus r ap i d tr ans i t network to hope the op t i m i za t i on of the urban tr aff i c structure b y de v e l op i ng th i s new and eff i c i en t p u b l i c transport means so as to approach a new way to so l v e th e tr aff i c p r ob l em.
Keywor d s:tr aff i c j am,r ap i d tr ans i t bus, necess i ty,feas i b i l i ty,l i ne co rr i do r ne t wo rk
A na l y s i s of L andscape in D es i gn of Urban E l e v a t ed Road of Zhengzhou City
shen Guochao, Li X u andong(12)
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