时间：2023-06-07 09:32:39
【关键字】城市道路，平面交叉口，优化设计，探讨分析
中图分类号：[TU997]文献标识码： A 文章编号：
一．前言
城市道路的交叉口是城市道路的重要做成部分，通过各个道路的交叉口的连结就构成了整个城市道路交通网，这样就十分有利于各个道路的连结和沟通。我们应该知道，城市道路交叉口是决定着城市道路的通行能力、城市道路的行车时间以及城市道路的行车安全和效率，因此，城市道路交叉口对于城市的交通具有十分重要的作用。根据相关方面的统计数据可知，城市中的交通事故大约有一半以上的比例是在城市道路的交叉口发生的，而车辆通过城市道路交叉口的通行能力和通行时间仅仅相当于车辆在平面道路上的一半左右。车辆在道路的平面交叉口所消耗的时间占到整个行车时间的三分之一多一点。由此我们可以知道，城市道路的交叉口是城市道路交通的瓶颈，它将决定着城市道路车辆的运输时间、运输速度，因此在进行城市道路交叉口的设计时，一定要注重这方面的设计优化，最大限度的保证交通的顺畅。这也是笔者写这篇文章的目的。
二．提高城市道路交叉口德设计
某学校路是该城市的主干道路，该道路的红线宽度为七十米，一般的行车速度大约是50公里/小时，该道路属于六块板式的道路横断面。该条道路的最大特点是设置了公交车道和摩托车道，属于专用道。该条道路将该城市内行驶的四种交通工具即机动车、电动车、非机动车以及公交车完全的分离出来，使得这四种车可以各行其道，这样就可以很大程度上提高学校路的通行能力。但是这样一种道路类型无形中就增加了道路交叉口的设计难度，如果在道路交叉口上设计不好，就会使得交叉口成为整个道路通行能力的瓶颈，因此，加强某学校路的交叉口设计对于整个道路都具有十分重要的意义。
三．城市道路平面交叉口处的交通特征及处理原则
进行城市道路平面交叉口的设计就是为了确定在道路交叉口上各种车流能够拥有自己的通行空间、通行规则以及通行权，从而保证整个交通的安全和畅通、有序，将城市道路交叉口的资源进行充分有效的利用。
我们将道路交叉口处的一个可能的车流方向称为交通流线，用交通流线就可以代表这个方向的所有的车流，当然也可以用来代表一个方向上的一条车流。如果将进入道路交叉口的车流看做是一个交通流线的话，那么车流到达交叉口后，就可以分为三种类型，即直行、右转和左转。在进行车辆分流的时候，司机一般会减速，这样可以很好的观察其前进方面的交通情况，同时还可以判断其分流的可行性，一旦这样，就是严重影响车辆进入道路交叉口时的畅通，造成交通的拥堵。
我们经过深入的分析，可以知道，车辆在道路的交叉口处发生拥堵的一个十分重要的原因就是在城市道路的交叉口出现了交通流线间的分流点、冲突点以及合流点。因为在该学校路上有四种交通工具，这就形成了四种车流，就会出现比一般的道路交叉口处更多的交通特征点，从而就使交叉口处的设计增加了难度。
我们在进行道路交叉口的设计时，首先考虑的就是如何消除或者是减少交通特征点，特别是对于道路交叉口处的冲突点进行消除或者减少。我们在该学校路的道路交叉口处采用渠化交叉口的设计方案，这也就是说我们在道路的交叉口处设置一些交通岛、交通标志、或者是增加车道的数量以及进行交通信号的控制。这样就可以很好的疏导交通，消除或者是减少了该交叉口处的交通冲突点和合流点。
四．改建路段交叉口详细设计
1．机动车道渠化设计
图1 学校路与东路岔路口
（一）学校路方向
交叉口进口道的车道数及宽度的确定:直行等待的车道数是根据路段上的车道数确定为二车道，因为学校路地处城市的西部，行走的大型车辆较多，其中一车道宽度定为3. 25米宽，其余两个车道定为3. 5米宽:增加一个3米宽的左转弯车道，及一个3.5米宽的右转弯车道:在学校路设有公交车与电单车专用道，在交叉口设计时也考虑使之与机动车分开，设专用的左、直行等车道，车道各宽3.25米。因为学校路的进出口方向要结合现状改造，受到用地情况及地上、地下管线的限制，道路宽度不能作较大的拓宽，因此公交车的直行车道实行混合布置，左转弯也共用一条车道。
（二）东路方向
因为东路是新建道路.是两块板的道路断面型式，机、非混行。道路用地情况受的限制较小，可以按理想状态设计交叉口。
交叉口进口道的车道数及宽度的确定:直行等待车道数与路段上相同为两车道，宽3.25米;因为学校路上的车道数是二车道，可以容下较多的左转弯过来的车辆，因此设置两个左转弯车道，分别宽3米和3.25米。电单车启动快、平稳性能差、行驶轨迹不规则，易与其他机动车辆形成交织冲突，产生安全隐患，且因为这种相互干扰也造成了其他机动车启动和加速损失时间的增加，降低了交叉口的通行能力，结合城市的常用做法，在交叉口处将机动车与电单车分开，设立专用的电单车直行、左转车道。
右转弯车流在交叉口提前右转，与其他车流交织，不受红绿灯限制，右转弯车道总宽9米。在直行车道与交织车道之间增加一条1.5米宽的绿化带，既可以使车辆行驶更为安全，又可以增加交叉口的绿化效果。交叉口出口道的车道数的确定:与路段上的混行车道数二车道相匹配;并结合设置港湾式公交停靠站。
2．非机动车道渠化设计
对非机动车的交通组织应与行人放在一起考虑.形成慢行交通车流，而不应与机动车混合通行，这样既可避免非机动车与机动车交通的相互干扰，又益于提高非机动车流的安全性。在学校路上采用左转自行车二次过街的设计方法。
3. 人行横道的设置
通过交通安全导流岛上的人行横道与自行车一起过街。
五．新建交叉口详细设计
学校路与大道交叉口位于新建的学校路西段延长线上。大道是一条新建60米宽的一级城市主干道。 由于学校路通新村大道都是刚刚建的道路，道路的宽度一般没有什么限制，因此这就可以按照理想的状态进行道路的渠化交叉口设计。
在学校路方向上因为刚刚建的交叉口用地条件不受限制，因此可以再进口道处直行等待二个车道和左转弯一个车道，该车道的宽度大约为3.25米，这和上一个道路交叉口大体是相同的。他们的不同之处在于将电单车和公交车进行分开等待，这样就可以消除这两种交通工具的互相干扰，在电单车和公交车道之间用绿化带进行隔开，但是在改建的交叉口处，由于道路的宽度有限，因此只能够用隔离栏进行分割。对于大道方向上的设计思路与以上叙述的基本相同，这里就不做详细的介绍。
六．结束语
城市道路的道路交叉口对于城市的交通具有十分重要的意义，它决定着城市交通的顺畅、车辆的行车时间等，同时对于城市的秩序的也是具有十分重要的意义的。因此，这就要求我们在进行城市道路的交叉口的设计时，要进行优化，使得其能够改善交通。
参考文献：
[1]侯现耀; 陈学武; 周娇 城市道路平面交叉口空间布局对交叉口复杂度的影响分析科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集2011-10-01中国会议
[2]高欣; 朱荣军; 金文刚 城市道路环形交叉口的改造设计全国城市公路学会第十八届学术年会论文集2009-11-01中国会议
[3]葛艳新; 张生瑞 交叉口定时信号配时优化设计方法2007第三届中国智能交通年会论文集2007-12-01中国会议
[4]窦水海; 苟娟琼; 李雪梅; 冯运卿 基于软系统方法的城市道路交叉通拥堵研究Proceedings of the 2011 International Conference on Information ,Services and Management Engineering(ISME 2011)(Volume 3)2011-12-26国际会议
关键词: 城市道路；交叉口；交通组织；优化设计；流程
1 前言
随着我国经济的快速增长及城市化建设步伐的加快，我国机动车的保有量迅速增加，由于当前城市道路基础设施建设和交通管理方式难以满通需求，导致城市道路拥堵现象大量存在。近年来，随着不少国内外道路建设、交通管理相关人士提出了人性化交通和无障碍交通等理念，许多大城市纷纷将当年改成过街天桥或地下通道的平面信号交叉口重新恢复，这使得原本就占据城市道路交叉较大比例的平面信号交叉，以后更将成为城市道路交叉的最主要形式。因此充分注重平面交叉口的交通组织优化设计，充分挖掘其潜力，使其更好地为城市交通服务有着重要的现实意义。本文结合相关工程对信号交叉通组织优化方法进行了对比研究。
2 城市道路信号交叉通组织优化设计流程
2.1道路交通组织优化定义及类型
道路交通组织优化，指的是在空间和时间上科学合理地分时、分路、车种和分流向，并使用有限的道路资源，提高道路通行能力和交通参与者的安全性，使道路交通始终处于有序、高效、全的运行状态。
道路交通组织分为微观道路交通组织、区域交通组织和宏观交通组织其中微观交通组织涉及的对象多集中在单点上，主要有交叉通组织、环岛交通组织和立交交通组织等；区域交通组织涉及的对象多集中在线和面上，如主干道的交通组织、重点区域的交通组织等；宏观交通组织多是从政策和总体调控的高度予以控制，如机动车保有量的控制，公交优先政策、净化车种和经济调控等 本文阐述的信号交叉通组织属于微观交通组织范畴。
2.2信号交叉通组织优化设计流程
信号交叉通组织是整体交通组织的基础，包括路口放行方法确定、路口渠化设计和路口信号设计等主要内容，具体流程见图1。其中虚线部分指的是计算机仿真过程，因为现代的交通组织方案在实施以前常用计算机进行仿真试验，用于检测方案的可实施性。流程图中主要内容如下:
（1）交叉通调查调查是进行交通组织的基础，调查一般包括交通量、饱和交通量、延误、队长度等。目的是得到交叉口的基本信息，为后面的设计工作提供基础数据。
图 1 信号交叉通组织优化设计流程示意图
（2）放行方法确定。放行方法是指在交叉口非机动车、行人与机动车的放行所采取的模式，不同类型的交叉口所采取的模式不同，但一个城市最好选择1种，以免太多，导致道路使用者无法适应。
（3）渠化设计。渠化设计是对交叉口进行空间分离，主要设计有交通岛、导向车道设置、交通标志标线。
（4）信号设计。根据放行方法和渠化设计的方案，再考虑交通量的分布，进行信号设计，包括信号相位、信号相序、信号配时。
（5）其它配套设计。主要包括标志标线和公交站点一体化的设计。
（6）综合优化设计。结合前面的所有设计，进行
综合考虑，最后制定最优方案。
3城市道路交叉通组织优化方法
信号交叉通组织优化方法主要包括交叉口放行方法设计、交叉口渠化设计及交叉口信号优化设计等主要内容。
3.1路口放行方法设计
路口放行方法的确定，指特定路口机动车放行方法与非机动车放行方法的组合。近年来，在交通管理实践中，我国许多城市根据自身管理特点，综合考虑机动车、非机动车、行人通过交叉口时的特点和要求，对放行方法进行实践和研究，形成以下4种模式:
（1）时间分离放行法，即非机动车按行人相位放行模式。
（2）空间分离放行法，即非机动车按机动车相位放行模式。
（3）时空分离放行法，即非机动车禁驶区放行模式。
（4）综合放行模式。需要注意，一个城市中最好只设计1种放行方法，
最多不宜超过2种 如果1个交叉口1种走法，道路使用者将无法适应，其结果必定造成交通秩序混乱。
3.2交叉口渠化设计
交叉口渠化，指对同一平面上行驶的各种交通流，采取各种物理分离的措施，可使不同速度的交通流按所划分的车道“各行其道”，互不干扰。渠化是交通组织优化的重要手段之一。渠化的主要目的是规范车辆行驶、减少车流冲突、保护行人和自行车等慢行交通。交叉口渠化设计的作用是明确不同交通流的空间路权，重点是控制冲突点的位置，做到“寸土必争”，尽量减少交叉冲突点的个数或将其转化为交织冲突点，提高路口通行能力。常用的渠化手段有交通岛、隔离墩、交通标志、地面标线、车道划分、路口拓宽等。交叉口渠化设计流程如图2 所示
图 2 信号交叉口渠化设计流程示意图
3.3交叉口信号优化设计
交叉口的信号设计很重要，它可以有效减少路口内的冲突点，控制路口内冲突，明确不同流向、不同种类交通流通过路口的时间权。根据放行方法和渠化设计确定信号相位，根据路口冲突情况和路口内空闲时间最少的要求确定信号相序，根据各流向上到达的流量情况确定信号配时及周期，做到“分秒必争”。交叉口信号优化设计流程如图3所示
图3 交叉口信号设计流程示意图
3.4优化方案仿真及评价
由于信号交叉口的交通组织优化中涉及道路的物理改造(如渠化中的路口拓宽、交通岛、隔离墩和地面标线等)，一旦调整，短期内很难恢复。另外，交叉口的连续功能决定了一旦优化方案不切实际，势必影响整个道路及周边路网，造成交通拥堵。所以建议在条件允许的情况下，在优化方案实施前最好利用仿真对优化方案做一个评估，在确定方案确实可行的情况下再予以实施，以免对道路交通及周边路网产生负面影响。
伴随计算机技术的成熟而发展的交通仿真，从产生之初就得到很好的重视和发展，目前世界上有很多成熟的交通仿真软件。交叉口仿真属于微观仿真范畴，微观仿真软件的代表是VISSIM，它是由德国PTV 公司开发的城市道路交通流仿真软件，被广泛运用于优化交通区域内的交通行为评估、轻轨系统并入城市道路网络的可行性分析、公共汽车及轻轨车站规划容量和效果评价，还可用于公交专用道等优先措施的分析。关于交叉通组织优化方案的评价，常用的指标有路口通行能力、平均等待时间、平均行车速度及车辆排队长度等。
4 小结
信号交叉口是我国城市道路交叉的重要形式，业界专家学者对其进行了广泛而深入的研究，特别是国外，在交叉口渠化及信号设计方面形成了一套成熟的理论。但由于国外的道路运行情况和国内有着本质的区别，不存在机动车和非机动车混行的情况，所以国外的道路渠化及信号设计理论很难直接应用于我国。国内的相关研究主要集中在信号优化设计方面，至今还没有形成完整的关于信号交叉口优化设计的系统理论。
参考文献
[1]翟忠民.道路交通组织优化[M].北京: 人民交通出版社, 2004.
关键词：平面交叉口设计安全设施
1前言
一般情况下，城市道路的车辆通行能力不是取决于道路区间段，而是道路交叉口。而交叉口的通行能力又与交叉口设计包括交叉口划线、交通组织灯控管理和红绿灯时间配置有密切的关系。采用立体交叉当然好，机动车与非机动车在空间上分离，行人与机动车、非机动车分离，各行其道，互不干扰，又安全又快捷。但立体交叉造价高、占地大，除非在交通量十分大的主干线以上才考虑设置立体交叉，一般主、次干路及支路上的交叉El不可能也没必要全部建立立体交叉。大部分的城市道路交叉口还是平面交叉为主。因此搞好平面交叉口优化设计，尽可能地提高平面交叉口通行能力，是城市规划和交警部门有关技术人员需要重点关注的问题。现以杭州市区为例，谈谈近些年来在平面交叉口持续改进、优化设计方面的探索。
2平面交叉口存在的问题
2．1 交叉口过大，缺少必要的渠化
城市道路车道数的多少，直接影响交叉口面积。交叉口面积过大，容易导致车辆行车轨迹混乱，冲突增多；另外，交叉口清空时间随着面积增大而相应增加，造成信号周期过长，并造成相位间隔时间的浪费，降低交叉口的通行能力。这类交叉口应进行进一步渠化改造。
2．2 行人过街安全设施不足
很多交叉口行人过街安全设施设置不足，缺乏二次过街设施，当交叉口较大时，弱势群体(老人和儿童)过街就比较困难，在一个行人信号周期不能顺利通过，容易造成人车冲突，并引发交通安全事故。另外即使在行人信号绿灯期间通过，行人仍有可能同转向车流冲突，使得行人过街缺少安全感。
3 道路平交路通特征
通过交叉口的车辆由于受到交叉口几何及交通条件的影响而呈现出不同的特征，其中最主要的运行特征是速度和延误。车型种类的结构对交叉口通行能力有着非常重要的影响。城市道路平面交叉口一般具有以下车辆运行特征：
1)公交车、小型汽车比例较大；
2)行人、非机动车的干扰较大，但安全度较低。
4 平面交叉口的改善设计
平面交叉口的改善设计立足于改善平面交叉口的道路条件和交通管理条件，达到解决和处理交通安全隐患、减少交通冲突点的目的。交叉口的安全改善设计通常包括：减少车辆与行人的冲突点数量，使冲突区域减少到最低限度；分化冲突点，给予主要车流优先权；控制车速，保证视距，提高通行能力和为驾驶决策提供信息质量等。以下就渠化设计、行人过街安全、交通控制设施等方面进行探讨。
4．1 渠化
4．1．1 明确分隔交通流，分流交通冲突区域
明确定义所有冲突的交通流，尽可能地把有冲突的交通流分隔开来，主要是从时间和空间上对机动车、非机动车、行人进行分流。时间上主要采用信号灯周期的不同相位进行分隔。空间上主要是物理分隔，采用各种渠化交通措施，包括：路面标线、设置分隔带和交通岛(导流岛)等措施，将对向车流、直行和左右转弯车流、机动车和非机动车流、车流和人流等分隔开，使之各行其道，互不干扰，确保了主要交通流的优先通行权，避免了不同交通流之间的一些不必要冲突，使车辆、行人的安全性大大提高。
4．1．2 设置转向车道
设置转向车道能够使转向车辆提早与直行车辆分离，并为转向车辆提供一段缓冲空间以等待合适的转向机会，这样就能减少转向车辆与两个方向直行车辆之间交通冲突的数量和严重程度。
或通过拓宽交叉口、挤压出口道或增加中央分隔带来实现。左转、直行、右转进口车道数设置应与相应方向的交通量相协调，并与出口通行能力相匹配。在左转或右转车辆多时，可在邻近交叉口的路段内分别增设左转或右转专用车道，以保证直行车道的通行能力。
4．2 行人过街安全设计
交叉路口行人的通过方式是影响其安全水平的又一个关键因素，根据交叉路口的具体条件因地制宜地组织好行人交通是保障交叉口安全的一项重要工作。
1)在设有行人通道的交叉路口，渠化交通应与行人交通安全结合起来，尤其是设置位置恰当、形状合理的导流岛、中央隔离带，不仅能对渠化交通起到关键作用，而且能对行人的安全起到很好的保障作用。
2)人行道长度超过20 m时，应设置行人安全岛。行人穿越时间过长，与机动车流发生冲突的概率就会大大增加。虽然有时设置行人安全岛意味着占用一定空间，但是合理的设计可以给车辆和行人带来双重的便利。
3)信号灯相位保证。如果有较多行人穿越，应设置行人过街信号灯，提供安全的通道。对左右转交通较大的路口，应设行人过街专用相位，即单独的与车辆没有冲突的相位，以完全避免与机动车流冲突，确保行人过街安全。
4)建设行人立体过街设施。立体过街设施的设置能彻底地实现人车分流，消除大部分的人车冲突，在很大程度上能够减少行人的违规行为，从而间接地减少车辆的不必要延误，增加通行能力，确保行人过街安全。
4．3 交通控制设施
对于一些已建交叉口，存在交通安全隐患但又无法对其进行土建改造时，采用交通控制设施对其进行改造可以非常有效地达到预告、警示、限速、减速等目的。比较常用的是交通标识、交通信号、减速设施。
1)对多个交通冲突时，驾驶员容易做出错误的判断动作，从而造成交通事故。通过交通控制设施例如在交通量相对较大的交叉口设置交通信号灯，限制交通冲突点的数量，给驾驶员一个相对简单的道路环境，能够大大降低发生交通事故的概率。
2)交叉口信号控制的优劣直接关系到道路的通行效率。在交叉口控制方案当中，必须根据交叉口的几何特性、交叉口渠化和交通流特性等因素，寻求合理的相位相序成为信号控制方案。在交通拥堵的情况下，有些大城市仍然采用传统的单点信号控制，交通延误很大，整个城市交通系统的各个交叉口独立工作，不能根据线状、面状交通妥善进行协调适配，很容易导致多个路口严重堵塞。由于各交叉口的特点不同，所采用的控制信号也应不同。目前各城市已具备了基本的交通设施，在昼夜利用现有交通设施的前提下，应根据交叉口的特点来选择信号控制的类型。平面交叉口的安全设计除了考虑上述内容外，还包括出入口车道数的确定和车道宽度的选择，交叉口转角处的缘石半径，交叉口的拓宽设计(拓宽车道数、拓宽位置选择、拓宽长度计算等)，人行横道和人行道的确定等重要内容，这些内容可参归一般交叉口设计方法进行。
关键词：交通干线；协调控制；粒子群算法
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.174
在城市交通路网中，交通干线承担了较大的交通负荷，因此，研究城市干线交通控制策略，提高交通干线的协调控制效果，减少干线上的停车率与交通延误，对于改善城市道路交通状况具有重要意义。
0 引言
干线协调控制系统是单点信号控制系统的升级，是将主干道上相邻交叉口的信号控制方案进行协调，从而达到提高通行能力，缓解交通拥堵的目的[1]。干线协调控制系统主要有三个基本参数，分别为周期长度、绿信比和相位差。其中相位差是干线协调控制系统的关键参数，通常分为绝对相位差和相对相位差。绝对相位差是指协调控制的各个交叉口信号的绿灯或红灯的起点相对于控制系统中参照交叉口的绿灯或红灯起点的时间差。相对相位差是指相邻两交叉口信号的绿灯或红灯起点的时间差[2]。
1 现有协调控制优化方法
目前常用的协调控制优化方法主要为最大绿波带法和基于延误的相位差优化法。
1.1 最大绿波带法
最大绿波带法主要是通过计算带宽B（Band Width）与周期比值最大时的相位差，从而达到系统协调控制的效果。连续通过带宽与交通流呈正相关，连续通过带宽度越宽，能通过的交通流就越多，协调控制的效果就越好[3]。
现有的最大绿波带算法没有考虑相交道路车辆的排队和延误，在主干道实现绿波交通的同时大大增加了横向交通的延误和排队，甚至造成相交道路的交通拥堵。
1.2 基于延误的相位差优化法
基于延误的相位差优化法是根据实际网络，确定延误与各交叉口信号相位差之间的函数关系，结合交通数据进行优化计算，寻找相位差组合的最优解，从而使延误达到最小[4]。
基于延误的相位差设计方案从理论上讲应是最为合理的设计方案之一，但由于车辆延误的影响因素太多，很难建立一个有较高精度且具有适时性的以延误最小化为目标的优化模型。现有的Webster模型在计算时会增加次干道的延误，从而导致相交道路排队长度增加，发生交通拥堵。
2 基于粒子群算法的信号协调控制
2.1 算法设计
综合考虑现有协调控制方法的优缺点，本文采用基于延误的相位差优化方法，以干线协调系统内部进口道和外部进口道（内部进口道是指不直接与协调控制系统之外的道路相连的进口道，外部进口道是指从外部进入干线系统的进口道）总延误最小化作为目标函数（见式（1））[5]。
（1）
其中：
①如果，则αi=1；如果，则αi=0。
②如果，则βi=1；如果，则βi=0。
③0≤σ1≤2、0≤σ2≤2
④
⑤
⑥
⑦
可以看出干线系统的总延误是干线周期、绿信比和相位差的函数，即总延误D=fD（T；λ11，…λ14； λ21，…λ24； λ31，…λ34；λ41，…λ44； ），其中T为干线协调系统的周期，λik为绿信比，i为交叉口编号，k为相位编号，为交叉口i和交叉口i+1之间的相位差。
粒子群算法的参数主要包括：粒子P，粒子范围Pmin和Pmax，群体规模m，惯性权重w，加速常数c1和c2，最大速度vmax和最小速度vmin。
2.2 参数确定
2.2.1 粒子P
干线协调控制系统的交通流量、干线速度和干线周期在优化之前确定，因此将它们看成常量。另外，干线系统中的非协调相位的绿信比可以通过协调相位的绿信比计算得到（见式（2）），这样可以使粒子的维数从15维减少为7维。
（2）
2.2.2 粒子范围
粒子每一维的飞行范围在Pmax和Pmin之间。每一维的Pmax和Pmin根据粒子代表的具体含义分别进行设定。每一相位的时间t不能过短，也不能过长，必须满足：
tmin≤t≤tmax （3）
其中：tmin和tmax为相位最小绿灯时间和最大绿灯时间，其值的大小由具体交叉口的信号配时方案决定。因此在设置协调相位的绿信比时，必须保证协调相位和非协调相位满足相位时间的要求。由于相位差的取值范围为：
因此，可以得到：
Pmax=[λmax，λmax，λmax，λmax，T，T，T] （4）
Pmin=[λmin，λmin，λmin，λmin，0，0，0] （5）
式中：；，分别为协调相位最大绿信比和最小绿信比。
2.2.3 群体规模m的选择
通常粒子群体的规模在20～40之间，本文设定粒子群体规模为30。
2.2.4 惯性权重w的选择
惯性权重主要用来控制前面的速度对当前速度的影响，较大的w可以加强粒子群算法的全局搜索能力，而较小的w能加强局部搜索能力。本算法中将w设置为从0.9到0.4的线性下降函数，使得粒子群算法在开始时探索较大的区域，较快地定位最优解的大致位置，随着w的逐渐减小，粒子速度变慢，开始精细的局部搜索。
2.2.5 加速常数
一般地，取学习因子c1=c2=2。
2.2.6 最大速度vmax和最小速度vmin的选择
惯性权重w和v是维护全局和局部搜索能力的平衡，w减小可以使所需的迭代次数变小。因此，本算法中将vmax和vmin固定为每维变量的变化范围，只对w进行调节。
2.3 算法步骤
基于粒子群算法的干线协调优化步骤如下：
Step1：根据每个交叉口的渠化状况和交通流量，确定单交叉口的信号配时方案。将周期时长最大的交叉口作为关键交叉口，并将该交叉口的信号周期作为干线协调控制的周期；
Step2：计算干线协调控制系统中上下行交通量和各交叉口各进口的交通量；
Step3：对粒子群进行初始化设置，确定粒子的取值范围；
Step4：计算粒子的最优位置；
Step5：进行粒子速度和位置的更新；
Step6：判断是否满足终止条件，如果是，算法结束；如果否，重复Step4。
2.4 信号协调控制
2.4.1 流量转换
每个交叉口出口道的车流是由该交叉口进口道方向的直行、左转和右转车流汇集而成的[3]。记干线上行进口流量为qup，下行进口流量为qdown。计算公式如式（6）和式（7）所示。
（6）
（7）
其中：为交叉口i上行进口道的统计流量，为交叉口i下行进口道的统计流量。
由于交通流调查得到的流量为单交叉口的统计流量，各交叉口间流量独立无关。但是干线交通流是一个交叉口间相互影响的系统，因此不能直接将其用于干线中流量的计算，但可以将其转换为转向比。由于干线中各交叉口协调相位的流量是一致的，因此干线中各交叉口协调相位的左转、直行和右转车流量等于qup、qdown和各转向比之乘积。
将建设路四个交叉口的流量进行转换可得，干线协调流量如表1所示。
2.4.2 程序设计
将表1中各交叉口的干线协调流量代入式（1）的目标优化函数，然后运行粒子群算法的MATLAB程序，可得考虑支路影响的建设路交叉口双向绿波交通控制方案如表2所示。
由表2可知，建设路与体育路交叉口东西直行方向的绿灯比建设路与迎宾路交叉口的绿灯延迟40s开放，建设路与中兴路交叉口的绿灯比建设路与体育路交叉口的绿灯延迟开放25s，建设路与开源路交叉口的绿灯比建设路与中兴路交叉口的绿灯延迟26s开放，可以保证从建设路与迎宾路交叉口驶入的车辆在四个交叉口都遇到绿灯，从而达到信号协调控制的目的。
3 建设路各交叉口控制方案的对比分析
不同的信号控制方案对应于不同的交叉口延误，通过分析各交叉口的延误可以判断各种信号控制方案的优劣。将建设路交叉口现状配时方案、改善的单点控制方案、以及绿波交通控制方案所对应的延误值进行对比分析，从而验证信号配时方案以及绿波控制方案的合理性。现状信号控制方案、改善的信号控制方案和绿波交通控制方案所对应的延误依次减小，从而证明了建设路信号协调控制方案设计的合理性，同时也说明了干线信号协调控制在缓解交通拥堵，减少交叉口延误，提高道路通行能力方面是一项有效的措施。
4 结论
本文在平顶山市建设路沿线交叉口调查的基础上，以延误最小化为目标函数，采用粒子群优化模型，对建设路相邻四个交叉口双向绿波交通的三个重要参数（周期、相位差和绿信比）进行了协调优化，得出了一个延误最小的信号配时方案。并通过与现状配时方案和改善的单点控制方案对比，验证了干线协调控制方案的合理性。
参考文献：
[1]吴冰，李晔.交通管理与控制[M].北京：人民交通出版社，2011.
[关键词]平面交叉口；通行能力；交通组织；
文章编号：2095-4085（2015）03-0046-02
平面交叉口的形式有T形、Y形、十字形、X形、环形等。车辆通过无交通管制的平面交叉口时因驶向不同，相互交叉形成冲突点。而每一个冲突点都是一个潜在的交通事故点。城市道路的交通安全和通行能力，很大程度上取决于城市道路平面交叉口的交通组织管理。通常包括交通信号灯交通组织、环行交通组织，用各种交通岛（分车岛、中心岛、导向岛和安全岛）、交通标志、道路交通标线等组织城市道路交通。
城市道路平面交叉通组织的基本任务就是保证相交道路上车辆及行人的交通安全并提高道路交叉口的通行能力和服务水平。总结起来就是合理组织不同方向的交通流.设置合理的车道数，按规范要求布置道路平面交叉口的交通岛、信号灯及各种交通标志标线，使交通流在交叉口有序组织起来，顺利安全通过道路交叉口。
城市道路交叉通组织优化设计是指在城市道路交叉口用交通标志标线、高出路面的各种构造物、护栏、分隔带、隔离墩及其他设施和方法，对不同方向、不同速度以及不同运动状态的交通流进行疏导、隔离和规制。使交通实体像水流一样顺着一定方向和线路，互不干扰、安全有序地运行，以达到分离和规制交通的目的，称为道路交通组织渠化。
常见的平面交叉口渠化分离方式有物理分离、车种分离、车速分离。
道路交通渠化分离实施时，必须通过科学、全面、系统、深入的道路交通资源、条件和交通流等，因地制宜、积极主动地探寻其存在成因及应对办法，结合交通信号控制、标志疏导及道路改造等措施，同时采取现场调勘、反复论证、优化调整。才能实现充分利用道路固有交通条件、有效提高通行能力、切实改善交通拥堵，降低交通事故。为达到以上目的，渠化交通设计时应考虑以下各种因素：人的特性、交通特性、交叉口的几何及物理条件。
城市道路交叉口车道条数及车道宽度交通组织：
车道条数：应由城市道路平面交叉通信号灯控制方式、车道通行能力、高峰小时交通量以及交叉口几何条件等因素综合决定。但基本原则为承担主要交通流的车道数应不少于道路路段的车道数，驶出道路交叉口的车道数不少于驶入道路交叉口的直行车道数”。
车道宽度：车辆通过道路平面交叉口时，因交通管制及信号控制，车速会低于路段车速，因此可考虑适当减小靠近道路平面交叉口的车道宽度，靠近交叉口车道宽度比路段车道宽度可减小约2050 cm。对于大型车通行的道路平面交叉口，进口段车道宽度一般可采用3. 25--3. 50 m，对于小客车通行的道路平面交叉口车道，宽度可缩至2. 80～3. 00 m。在道路交叉口出口段，车辆会加速通过，车道宽度应适当加宽，一般要求与路段车道等宽。当渠化组织中道路宽度紧张时，直行车道宽度可以缩窄至2. 75 m（小型车）或3.00 m（大型车）。
城市道路平面信号交叉口的拓宽渠化组织：城市道路平面信号交叉口的拓宽渠化组织是最常用的道路交通组织方法之一。在多相位控制的道路平面交叉口设置左转专用车道、右转专用车道，同时应保证直行车流的通行畅通。在城市道路平面信号交叉口的拓宽渠化组织设计时，除了对道路交叉口进口道拓宽，也可对道路交叉口出口进行拓宽，交叉口出口道拓宽的方式是增设机动车道。拓宽的车道数的基本原则为：
（1）当路段双向四车道或双向六车道时，交叉口进口道至少设置三车道；
（2）当路段双向六车道时，交叉口进口道至少应为四车道；
（3）当路段双向两车道时，交叉口进口道至少设置两车道；
城市道路平面交叉通组织优化方法的组合：任何一个交叉口都不可能只用一项交通组织优化措施，只有将这些措施有机结合起来，依据交叉口的具体条件进行设计，才能达到最佳效果。对于每一个城市道路交叉口必须要具体情况具体分析，因为每一个道路交叉口的位置、几何、交通条件都是不同的。一般的方法总结如下。
（1）任何道路交叉口都有以下渠化组织标志标线：车道行驶方向指示标志，道路中心线，车道界线，车道边线，人行横道线，停止线等。
（2）-般的道路交叉口都会进行导向车道的设置。不管拓宽与否，导向车道必须配以相应的交通标志标线：车道行驶方向指示标志，导向车道线，导向箭头，有禁限的应设置相应的禁令标志和禁止掉头标志标线。
（3）交通复杂的交叉口一般都设置交通岛，交通岛在车流行驶的死角位置，形状、类型要根据具体问题具体分析再做决定。
（4）非机动车对机动车干扰较大的交叉口，除了应用上述措施可设置非机动车禁驶区标线或中心圈来规范非机动车的行驶。
城市道路平面交叉口的交通组织优化是非常复杂的问题，笔者有些方面只是涉及了一些皮毛。本次的研究侧重于城市道路平面交叉口的交通组织优化的一些具体措施，建议读者在本文的理论基础上开展更深入的探究，将理论应用到实践中。
参考文献：
[1]翟忠民，任福田，道路交通组织优化[M].北京：人民交通出版社.2004.6
[2]赵恩堂，颜健民，张树升，严宝杰，交通工程学讲义[M].西安公路学院.1 984
[3]王炜，郭秀成，交通工程学[M].南京：东南大学出版社.2000. 10
[4]李美玲，信号交叉通组织优化方法研究[J].北京工业大学硕士学位论文.2004.6
【关键词】交叉路口；红绿灯；车流量；优化模型
中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：
0前言
城市交通信号控制的研究意义交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平提高起着十分重要的作用。汽车工业在给人们带来各种便利的同时，也带来了一系列令人困惑的问题，如环境污染、交通拥挤、交通事故的频繁发生等，给人们的生命财产带来很大的损失。
1信号配时的数学模型
交叉路口是道路系统中对交通影响最大的一个部分，主要不利因素有：交通事故、交通延误、燃料消耗等，这些问题又直接与交叉路口的信号配时密切相关，目前，在我国城市道路交叉路口，主要采用定时式信号管理系统。
设T为信号周期（单位为秒（S），下文中时间单位皆为秒）；d为交叉路口车辆到达率（辆/S）；c为交叉路口车辆离开率（辆/s）；为红灯持续时间；包括红灯前的黄灯过渡时间； 绿为绿灯持续时间，包括绿灯前的黄灯过渡时间； 排为在红灯亮后车辆依次排队的时间；时刻红灯亮，来车陆续被阻停在停线前。随红灯时间的延长而积累的排队车数 排时刻，绿灯亮，车辆依次疏散通过交叉路口，经过时间疏疏散车辆到时刻，全部车辆疏散完。疏通车辆数为， 当 时，交叉路口车辆在绿灯时间内可全部疏散完而不会造成阻塞，否则该交叉路口需改造，方可满足现行交通需要。本文是在条件下研究交叉路口信号配时问题。红灯亮后，累积的车辆数为：；
每一信号周期内交叉路口一个进口处的车时平均总延误为：
设在十字路交叉口中，相交道路一条为主干道，另一条为次干道，主干道的车辆到达率、离开率及红灯持续时间分别为，，；次干道的车辆到达率、离开率及红灯持续时间分别为，，。在一个信号周期内，两条道路上的车辆在交叉路口处总延误时间为：
2实例
以金华市迎宾大道和二环北路交叉路口的信号配时优化设计为实例，依照时现场得到的数据部分优化和计算的除以下数据（其中二环北路为），来车率：（1） ；（2）离车率：；（3）红灯的临界时间；（4）最大的疏散时间； （5）优化前的信号配时为。
计算得出，；；可见，主车道的红灯信号配时比优化前少了，次车道的红灯信号配时比优化前多了，这样主、次车道的红灯信号配时比减少了，车流量进一步增大，运行效率显著提高，从而按照此模型进行交叉口红绿灯配时可有效地解决城市交叉口的车辆拥挤现象，提高交叉路口的通行能力，更好的减少汽车在交叉路口的延误时间，提高效益。
3 结语
本文在红绿灯配时优化方面有一定的创新，能解决城市道路十字交叉路口的红绿灯配时问题，可使得车辆总延误时间减少、通过交叉路口的车流量增大、停车次数减少，对于提高车辆运行的效率、节省能源和城市交通管理具有一定的理论和实用价值。与此同时，该模型具有一定的推广价值，但在以下方面还需要进一步完善，不同路口以及不同时段下交通红绿灯的配时方案有所差异，而且本数学模型忽略了黄灯的时间，所以很大程度上有误差。故需要进一步考虑绿灯时间来解决红绿灯优化配时方案。
【参考文献】
关键词：信号交叉口，交通控制，相位配时，VISSIM仿真
ABSTRACT: Based on the intersection of the basic data Yangjiaping zoo investigation in Chongqing, focusing on considered vehicles, the use of traffic management and control delays calculated intersection signal control, service level indicators, the status of the defects of the intersection, select the new optimized design of signal phase, and again the timing and level of service analysis. Finally, the VISSIM simulation software on the new drainage design and optimization phase timing simulation and evaluation of programs.
KEY WORDS: signalized intersection, traffic control, phase timing, VISSIM simulation
中图分类号：C913.32文献标识码：A 文章编号：
1引言
在城市交通干线上，交叉口是车辆、行人汇集和疏散的地方，是制约道路交通网络通行能力的咽喉。一般干道的通行能力在交叉口降低40%～50%，而交通事故有30%～50%是发生在交叉口[1]。城市交叉口是城市道路网络中通行能力和交通安全的瓶颈，交叉口的通行能力影响着整个交通网络的运输能力。日常的交通拥堵大部分都是由于交叉口的通行能力不足造成的，通过改进交叉口的现有相位配时方案，以此来提高交叉口的通行能力。
杨家坪西郊路与西子路交叉口为十字交叉口，东西向为主干道（26m），南北向为次干道（12m）。北进口道有一个直行车道，出口道有一个直右车道和一个左转专用车道；东进口道有两个直行车道、一个右转和一个左转车道，出口道有一个直行、直右、左转车道；西进口道有三个直行车道，出口道有两个直行、一个右转和一个左转车道；南进口道只有一个直行车道，出口道有一个专用右转和直左车道。每个车道均为3.5m。四个进口道都设置有信号灯。
杨家坪西郊路与西子路交叉口采用了4相位的信号配时方案，信号周期在各时段（早高峰，平峰，晚高峰）均相同，信号周期为120S。第一相位为53S，为东西向的直行，第二相位为41s，为由南向北的直行和由南向西的左转，以及北出口道和西出口道的右转，第三相位为11S，为由西向北的左转和由东向南的左转，以及各方向出口道的右转，第四相位为15S，为北向南的直行，以及各个方向右转。
由上述表格通过计算[2]可以得到，交叉口的信控延误为37.28S，服务水平为D级，低于规范里规定的服务水平，且东南北三个进口道的延误均较高，不能满足城市交叉通方式的需求，因而需要分析交叉口的现状问题进行分析，提出合理的改造方案以提高服务水平,以满足驾驶者的各种需要。杨家坪交叉口存在的交通缺陷问题可以通过渠划设计或者进行多种信号配时优化方案来改进交通现状，通过新的相位方案来计算延误和服务水平，若服务水平未达到C级则说明方案仍需优化，在多种方案中挑选最优方案来提高此交叉口的服务水平。
3交叉口信号配时优化
根据具体交叉口的几何线形、交通流量、所在地区类型、交叉口范围内公共汽车站分布等具体条件，每一交叉口都有自己独有的最佳周期，且随着交通流量的改变而改变。具体的计算思路如下：
（一）饱和流量校正系数计算
（1）根据信号配时得到周期长为120S，相应的相位方案为四相位。第一相位为东西向的直行和右转；第二相位为南北向的左转；第三相位为东西向左转；第四相位为南北向的直行和右转；计算初设周期C=120s、相位数j=4,计数相位损失时间Ls=3s、总损失时间L=12s、总有效绿=108s。
（2）计算通用校正系数应根据车道宽度均满足规划要求，故=1，=1-（G+HV）；大车率HV由表1中取得。计算时要注意在直左和直右合用车道中的HV不同于表中直接给出的大车率，应根据等排队长度原理计算。
例如：在西进口的直右车道，直行设计流量为1190辆/h，且大车率为0.29，右转车辆为52辆/h，故按等排队长度原理，每条车道设计流量为（1190+52）/3=414辆/h，于是直右车中的直行车为（414-52）=362辆/h，大车为3620.29=105辆/h，大车率为105/414=0.25。同理计算其余进口大车率。
（3）计算自行车影响系数校正。因设有左转专用相位的进口道的直行车不受影响，故此项计算只考虑南北向的进口道即可。B为平均流率,=/j=108/4=27, 北向直左车道绿初左转自行车数=B(C-)/C=0.2*9*（120-27）/120=1.40,=1-=1-(1+)/27=0.92。将计算结果填入表2中。
（4）计算左转校正系数。南北向无专用的左转车道，故以北进口道为例，为对向直行车道影响系数，=1.0，为对向直行车流量，=44，=/j/C=108/4/120=0.225, =exp(-0.001/)-0.1=0.72。同理按相应公式计算其余进口左转，右转，直左，直右校正系数。
（5）计算左转校正系数。以西进口道为例，为转弯半径校正系数，当半径大于15m时，=1，为绿信比=0。225，代入得2.74，右转校正系数=1-=1-2.74/27=0.90。同理计算其他进口道的左转校正系数填入表2中。
（6）计算直左校正系数。只有南北向有直左车道，故选取北进口道为例，为合用车道中的直行车交通量，=（250+52+218）/2-250=10。为合用车道中的左转车交通量为250。为专用相位时的车道饱和流量，=1550***=1116。左转系数=/=1650*1*1*0.92/1116=1.36。合用车道中的直行车当量=+=350。直左合流校正系数==0.73。同理计算出南进口左转系数。
（7）计算直右校正系数。东西南北四向均有直右车道，选取西进口为例，为合用车道中的直行车交通量，=（78+1190+52）/3-52=388。为合用车道中的右转车交通量为52。为专用相位时的车道饱和流量，=1550***=1046。右转系数=/=1650*1*0.71*1/1046=1.12。合用车道中的直行车当量=+=446。直右合流校正系数==0.99。同理计算出其余进口右转系数。
（二）人工信号配时计算
（1）计算进口道的小时交通量。西进口的直右小时交通量=（1190+52）/3=414。同理计算其余进口道的直右或者直左。
（2）计算设计饱和流量。有专用左转或右转专用相位的饱和流量为1550辆/h，专用直行饱和流量为1650辆/h。例如：西进口道直右的设计饱和流量为=*=1650*1*0.71*1*0.99 =1160辆/h。同理计算其余进口直左和直右的设计饱和流量。
（3）计算各车道的流量比。有专用相位时流量比为q与设计饱和流量之比如西进口左转流量比为78/1550=0.0503，无专用相位时，如西进口的直右流量比为414/1225=0.3380。同时在计算西进口的直行时，因直行车道有两条，需注意流量比为1190/2/1650=0.3606。通力计算其余车道流量比。
（4）计算相位最大流量比。相位一为东西向直行，即为0.3380和0.4104中的最大值，即为0.4104。通力计算其余相位的最大流量比。流量比总和为各相位流量比相加得0.8344。
（5）计算有效绿灯时间，绿信比，显示绿灯时间。=相应相位的最大流量比/流量比总和*总有效绿灯时间。如相位一为0.4104/0.8344*108=53。=/=53/120=0.442。显示绿灯时间与有效绿灯时间相同。
（三）信号配时评价计算
（1）计算通行能力CAP。
如西进口的左转车道=*=0.1167 *1550=181辆/h（为对应相位的绿信比）。同理按照公式计算其余进口道的CAP。
（2）计算各车道的饱和度。
饱和度是各车道实际到达交通量与车道通行能力之比。即=/。如西进口的左转车道x=78/181=0.43。同理按照公式计算其余进口道的饱和度。
（3）计算均匀延误。公式为=0.5C*。
如西进口的左转车道=0.5*120*=19.3。同理按照公式计算其余进口道的均匀延误。
（4）计算随机延误。
公式为=900T[]。如西进口的左转车道
=900*0.25*=7.3。同理按照公式计算其余进口道的均匀延误。
（5）计算各车道信控延误d。
d=+。如西进口的左转车道d=19.3+7.3=26.6。同理按照公式计算其余进口道各车道的信控延误d。
（6）计算各进口道信控延误。。
选取一个进口道，如西进口道的信控延误计算=24.5。同理按照公式计算其余进口道的信控延误。
（7）计算交叉口信控延误。
=（24.5*1320+18.7*1798+25.2*520+46.7*414）/(1320+1798+520+414)=23.8。
（8）交叉口服务水平评定。
一条车道的最大排队长度一般是指该车道在对应相位由红灯变为绿灯时的车辆排队长度。查表可知，23.8在（21 与35）之间，故为C级[3]。
由上述三个表格中可以得到，信控延误为23.8s，服务水平为C级，无需改进，此信号配时方案可行。优化后配时方案：第一相位56S，第二相位为32S；第三相位为17S；第四相位为15S。
4优化前后方案仿真分析
4.1具体仿真过程：
1）将CAD图导入VISSIM软件中，点击路段选择器，依据东西南北的车道划分具体情况来铺设路网，并连接各个进口道与出口道的路网。
2）选中进口道，在进口道双击，在弹出的对话框中设置路网的车道数、车道宽度、车道功能划分、分隔带情况、非机动车道宽以及人行道宽度数据等。
3）先点击交通流量分配按钮，选择车型分配，来输入交通组成情况,然后点击输入交通流量按钮，输入路网各入口的小时交通量。
4）点击静态路径按钮，选中相应的进口道并右击，界面上出现红色线段为驾驶员开始选择路段的界限，激活后根据车道来选择相应的转向道，右击出现绿色横线即可。双击绿线，根据交通调查结果输入相应的各入口到各出口的交通量分配比例。
5）点击信号设置按钮，根据原始方案对信号交叉口的信号配时相位情况进行设置。点击信号灯按钮，选中相应的车道，右击出现红色横线即为平面信号灯，双击红线，在对话框中输入对应的相位。
6）点击减速区域，在靠近停止线处或者在转弯处来设置减速范围。点击冲突区域按钮，在交叉口中心区域冲突的地方来设置优先相位。
7）建立包含交叉口的结点区域，链接数据库，利用软件进行仿真运行,观察仿真运行情况，并输出仿真报告。
4.2对仿真结果进行评价
VISSIM中定义延误时间为每辆车在定义断面的行驶时间减去理想运行速度行驶的时间。因此,理想运行速度的定义非常重要,如果理想速度定义较高,则车辆控制延误较大。
VISSIM系统用于描述交通行为的参数主要有:车辆参数(最大加减速度、期望加减速度、长度、宽度、重量、动力等),换道参数(最小车头距、等待换道的最大时间、换慢车道的最短车头时距),强制换道参数(最大减速度、可接受减速度),跟驰行为参数(停止车辆平均间距、特定速度时保持的车头时距、从静止起动时的期望加速度、80 km/h的期望加速度等),横向行为参数(期望位置) [4]。
描述延误的参数主要有：每车道平均总延误,每车道平均停车时间,队列中车辆状态改变次数,总车辆数,每人平均总延误,总行人数。
仿真输出结果如下：
由表5和表6看出，北进口道原始与优化总延误（33.5S 与27.4S）南进口道原始与优化延误（115.4S与59.7S）东进口道原始与优化延误（25.7S与19.7S）西进口道原始与优化延误（41.3S与23.6S），优化后的延误时间减少，总交叉口的延误由43.5S减少为25.2S，服务水平由D级提高到C级，明显得到了改善。
由表7和表8分析,可以看到VISSIM仿真得到的各进口平均排队长度明显减少，如北进口道的左转由16.7S较少为14.7S，直行由19S变为14.7S，右转为19.8S变为14.7S；优化后的排队长度也明显减少。
通过上述表格对比可以明显看出优化后的相位配时方案优于原始的相位配时方案，虽然与管理控制的计算方法得到的数据存在一定的误差，但误差保持在一定的范围内，且优化后的服务水平管理控制方法与仿真计算都为C级。验证了此相位方案的合理性。
5结语
VISSIM系统详细描述了交通主体的行为,通过设定相应参数来反映实际交通状况,因此得到延误数据更贴近实际。因此,在实际应用中采用VISSIM仿真,可为城市或非城市交通路网的规划及规划方案的比较、调整提供详细、科学的依据[5]。本文通过用VISSIM将原始方案和优化方案进行仿真对比，提取仿真参数后优化后的服务水平明显得到提升。
通过数据调查对交叉口的交通问题进行分析研究，用管理与控制的信号配时方案进行计算各进口道的延误，评价服务水平，选择合理的配时方案，最后通过仿真进行验证，无论是从直观的视频效果还是从具体的定量指标上，都可以看出交叉口的交通改善状况，为交叉口的实际改造提供了有力的理论支持。
参考文献：
[1]刘志强.道路交通安全工程[M].北京：化学工业出版社，2005.
[2]吴兵.交通管理与控制[M].北京：人民交通出版社，2009.
[3]王炜,过秀成.交通工程学[M].南京：东南大学出版社，2000.
[4]李林,徐建闽.VISSIM在信号交叉口优化中的应用[J].现代交通技术，2009（6）.P4.
[关键词]协调控制；VISSIM；微观仿真
中图分类号：V91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0311-01
0 引言
在城市交通中，干线是城市路网的重要组成部分，承担了大量的交通负荷，干线的交通畅通对改善城市交通状况具有很大的作用。交通仿真技术可以动态、直观地模拟各种交通现象，深入地分析交通流的交通特性，因而被越来越多地应用于交通管理领域。本文用VISSIM
仿真软件，以济南市经十东路干线为例对其进行仿真模拟，通过对仿真运行过程的观察和仿真结果的统计，得到信号交叉口的仿真输出参数和基本特性，分析存在的问题，不断改善干线协调优化方案。
1 基于VISSIM的仿真平台构建
1.1 VISSIM模型重要评价指标
在使用仿真模型之后，需要对模型的性能进行评价，其中，重要的评价参数有以下几个：排队长度、延误水平、行程时间、停车次数等。
（1）排队长度
排队长度分为平均排队长度和最大排队长度。平均排队长度是指在该进口到信号灯的相位由红灯变为绿灯之间的时间内，所有车辆的平均排队长度。最大排队长度是指在同一时间段内该车道的最大排队长度。
（2）延误水平
延误水平也是评价模型的一个重要的指标之一，车辆延误的计算方法是由车辆的实际行程时间减去车辆在理想条件下的行程时间。
1.2 VISSIM仿真平台构建
（1）将背景图导入仿真软件VISSIM中，调整其比例大小，使用工具栏路段连接器画出各交叉口的东西南北四个方向的进、出口车道并打通其路径。将各交叉口流量输入仿真软件的各路径决策点中；
（2）将各交叉口信号配时设置在VISSIM仿真软件中，对交叉口添加信号灯进行交通控制；
（3）将路段区间速度设置为仿真软件中车辆的运行速度；
（4）在干线各交叉口主道的进、出口道上设置数据检测器，一切设置操作完毕后，运行VISSIM仿真软件。
2 干线信号协调控制理论
双向干线信号协调控制通常适用于主干道上下行交通流量差异比较小且交通流较为连续的情况。其协调控制方法有三种，分别是同步式干线信号协调控制、续进式干线信号协调控制、交互式干线信号协调控制，这里对前两种方法做简要介绍。
2.1 同步式干线信号协调控制
同步式干道协调控制：当两相邻交叉口间距满足：车辆在两交叉口间的行驶时间正好等于信号周期时长整数倍时，即间距满足下述公式：
S=nvC （2-1）
其中： n--正整数；
v--饱和流车速（m/s）；
C--公用周期时长（s）。
此时可以通过使整条路各交叉口的各进口道协调相位显示同样灯色变化，使车辆可连续地通过相邻交叉口。
2.2 续进式干线信号协调控制
当两交叉口间距均不满足上述条件时，则应该使在上一交叉口绿灯启亮后驶出，并且以一定的车速到达下一交叉口时，正好能够遇到下一交叉口也显示绿灯并在绿灯期间通过。这种协调控制方式称为续进式干道协调控制。
3 实例分析
以济南市经十东路干线三个交叉口为例，使用VISSIM仿真软件对其进行仿真模拟。并由仿真模拟的评价指标数据对比分析协调效果。
3.1 现状仿真模拟
按照构建的VISSIM仿真平台，将现状调查的交通信息设置在VISSIM仿真软件中，运行VISSIM仿真软件。
根据现场的调查及VISSIM仿真软件对现状干线交叉口的排队长度、延误时间的数据分析，可知，洪山路与转山西路进口道的车辆排队到前一交叉口内部，出现溢流现象，使得延误增加，行程时间加长。
3.2 优化解决措施
针对干线交叉口现状的溢流、拥堵问题，提出以减小平均排队长度、减少延误时间为优化目标的同步式与续进式相结合的干线协调控制优化方案。具体措施如下：
（1）交叉口渠化优化设计。通过交叉口的拓宽、增设可变车道、优化车道功能等方式增大交叉口通行能力，缓解拥堵；
（2）优化信号配时。通过改变相位相序、增减相位绿灯时间等方式对干线交叉口进行信号优化；
（3）优化干线协调控制方案。由于该干线的前两口距离较近，故采用同步式协调，同时与第三口续进式协调控制，对其相位差进行优化。
3.3 设计仿真模拟
按照构建的VISSIM仿真平台将优化后的背景及参数导入VISSIM中，运行VISSIM仿真软件，并导出仿真模拟评价指标数据。
3.4 数据分析及评价
由VISSIM仿真软件对干线交叉口的现状和针对现状问题进行优化后的干线交叉口的模拟仿真导出的评价指标数据来对比分析干线协调控制对现状问题的改善程度。如表2所示。
上述干线交叉口的现状和优化协调控制后的VISSIM仿真数据可以看出，优化后干线交叉口的平均长度、延误时间均有不同程度的减小，满足了优化干线协调控制的目标。
4 结论
应用VISSIM仿真软件与城市干线信号协调控制相结合的方法能够较好的缓解交通拥堵，通过对干线现状交通状况的仿真模拟，能更好的发现问题，寻找对应的解决措施。现状与优化后的仿真模拟评价指标数据的对比分析，能直观的看出协调的优劣程度，为城市干线信号协调控制提供参考。
参考文献
[1] 陈利红，邓璇.应用VISSIM仿真进行信号交叉口配时优化.长安大学汽车学院，西安，710064，2013.12.
城市机动化水平的不断提高，各大城市面临新的交通问题，交通管理部门承担前所未有的管理压力和挑战。交通设计作为一个解决城市交通问题经济有效的手段，在上世纪80年代已经提出。然而当前国内城市交通设施从规划到设计再到建设的一系列工作中，交通设计作为交通规划(含交通管理规划)与道路工程设计之间学科专业间的系统衔接工作，一直没能作为一个独立的重要的阶段性工作来完成，使得部分交通设施的建设特别是改造项目与交通管理要求脱节，难以发挥设施的最大能力。细分交通设施规划、设计、建设决策流程，推动城市交通设计工作的开展，是改善城市交通管理现状，优化城市交通环境的重要举措。
关键词
交通设计交通管理交通信息控制
引言
为提高江西省城市交通管理水平，不断优化城市道路交通环境，江西省交警总队于2011年7月组织全省设区市和各县（市区）交警支队、规划建设部门主管领导、业务骨干等相关人员前往同济大学参加“畅通工程暨现代城市交通管理技术培训班”。笔者有幸成为其中一员，参加了培训班全过程的学习，感触颇深。
随着我国经济的高速发展，城市机动化水平迅速提高，城市交通常态通拥堵、交通事故频发、停车难等交通问题日益突出，在一定程度上已经对城市经济社会发展产生负面影响。城市交通管理系统作为城市交通系统的重要子系统，担负着维护整个城市道路交通系统正常运行的重要责任，城市交通警察作为城市交通系统的直接管理者，在承担着其本身工作压力的同时，还承受了来自社会舆论等各方面的多重压力。
城市交通设计的意义
交通设计的含义是基于城市与交通规划的理念和成果，运用交通工程学、系统工程学、与工业设计的基本理论和原理，以交通安全、通畅、便利、效率以及与环境和谐为目标，以交通系统的“资源”为约束条件对现有和未来建设的交通系统及其设施加以整合优化的设计工作。其特点就是寻求改善交通的最佳方案，精细化确定交通系统及其构成要素，特别是确定交通的时间和空间要素及运行条件。交通设计还是是交通规划(含交通管理规划)与道路工程设计之间学科专业间的系统衔接工作。
现阶段大多数城市的交通设施建设基本按照：规划工程设计建设管理的流程实施，如城市道路建设，其基本流程是：交通规划道路几何构造及结构设计道路建设交通管理。城市道路交通设施的设计除考虑线形、视距与交通有关的因素外, 更多的是考虑设施是否齐全、设计标准、使用寿命与结构问题，缺乏对城市交通设施功能、交通服务、管理需求等方面的考虑。
对于城市交通参与者来说, 道路交通设施不仅仅是城市中的构筑物, 更重要的是要具有交通功能，满足其交通需求、保障交通安全；而对于交通管理者来说，更多关注的是在保证道路交通功能的基础上，如何使道路交通便于管理，交通流可控，确保城市交通安全有序的高效运行。不考虑交通参与者与管理者需求的道路设计常导致诸多的交通问题。
交通设计上承交通系统与管理规划，对下指导交通设施的土木工程设计。对应于城市设计，交通设计的思想也需要贯穿于整个交通规划、工程设计、设施建设和管理的全过程。现阶段由于交通设计环节的缺失，导致宏观性的交通规划与设施建设及管理脱节、交通规划意图难以实现，常使得城市道路交通系统存在先天缺陷，导致后续交通管理难度大、交通运行环境难以改善。因此，现阶段应该改变传统的建设流程，增加交通设计环节的工作，以图1所示的合理流程实施城市交通设施建设的规划设计决策。
图1 合理的交通设施建设流程
城市交通管理面临的常见问题分析
经济社会的高速发展，机动化水平的不断提高，使城市交通管理面临前所未有的问题和挑战。很多交通问题都与设施的设计有关，或者通过更精细的设计能够有效应对这些问题。
交叉通管理问题
城市道路交叉口是城市道路交通系统的关键节点，交叉口的通行能力和运行效率对整个路网的交通容量和运行状况起到关键的作用，交叉口的交通管理尤为重要。
现状城市交叉口渠化率低，渠化不合理，道路进口道未展宽的现象比较普遍。对于一些非渠化大型（干路相交）交叉口，转角缘石转弯半径过大，造成交叉口面积过大、车辆停车线后移、穿越交叉口距离过大、右转车通行轨迹不确定性增加等问题，易造成较大安全隐患。另一方面，由于行人和非机动车过街距离的增加，在缺少中央行人过街安全岛的情况下，造成行人过街清空时间过长进一步增加交通控制的难度、整体通行效率下降，同时也对交通弱势群体交通安全造成极大威胁。
在部分人流和车流均非常大的大型交叉口，由于缺少非机动车和行人二次过街的管理控制和安全设施，造成交叉口各类交通流冲突严重，交叉口秩序混乱。甚至在道路进口道由于车道数设置不合理，车道宽度设置过宽，路权划分不科学，导致车辆排队次序混乱，交通事故时有发生，既浪费土地和道路资源，又降低交叉口通行效率。
以上交叉口主要交通问题，大部分可以通过合理设置进出口道车道数和车道宽度，匹配通行能力，减小交叉口冲突面，交叉通渠化和人行过街人性化设计，指导道路基础设施改造和建设，得到改善和避免。
路段交通管理问题
城市道路路权分配（道路断面设计）对道路功能的运行起着至关重要的作用，部分道路由于机动车与非机动车通行空间的分配不合理，导致机非混行严重，甚至一些机非物理分离的道路，由于分隔设计不合理，交通管理不当等原因，大量非机动车在机动车道内行驶，严重影响车行道通行效率和交通安全，使得道路空间利用率下降。
路边临时停车的设置与管理也是路段上的主要问题之一。路边停车位的在运营中会占据相当部分的道路时空资源，进而影响动态交通运行。现阶段利用交通设计方法，合理确定各类交通流的通行空间，提高城市路内停车设置和管理水平，同时提高路外停车的引导，对于改善城市（特别是老城区）动态交通运行状况具有十分重要的意义。
用地出入交通管理问题
由于长期以来城市建设缺乏科学规划的指导，导致现状城市建成区，特别是老城中心区道路功能混乱；道路沿线用地出入没有科学管理和控制，现状道路沿线用地开口繁多，甚至用地直接朝交叉口开口，加大交通管理的难度。特别是一些城市主干道，用地到达交通与道路通过通冲突严重，影响道路的运行效率和安全。整合优化道路沿线用地出入口是降低路段进出交通与通过通冲突的重要方法，是城市交通设计的重要内容。
公交和出租车停靠
随着国家公交优先发展政策的实施，全国各地城市公共交通系统迎来了新的发展机遇，各大城市公交车辆和线路增加，运营状况一定程度上得到改善。但由于公交线路设置缺乏科学指导，公交线路设置带有一定的盲目性，导致部分道路公交线路的高度集中，公交线路覆盖面小，加之现状公交停靠设施设计不合理，现阶段绝大多数道路设施设计和管理及控制实际上并未为公共交通赋予时间和空间上的优先。
公交站台候车乘客占路候车现象严重，导致部分公交站点公交停靠困难。港湾式公交站公交车辆难以进站，进而影响外侧车行道车辆通行；公交站高峰小时公交“列车化”现象明显，几乎影响外侧两条车行道车辆通行。一些机非混行的路段，公交停靠严重影响非机动车的通行。
出租车辆则多缺乏出租车营业站及招呼点，随意停靠载客的现象比较普遍。高峰时段的临时停车常引起系统波动，是交通系统稳定性的重要隐患。
公交优先设计城市交通设计的重要内容，通过改善公共汽车的通行和停靠空间，交叉口公交信号优先设计，保障公共交通系统高效运行，使公交优先重大交通政策落到实处；出租车作为城市公共交通系统的一部分，在交通设计中主要解决其停靠问题，通常与公交停靠一并考虑。
交叉通控制问题
随着城市机动化水平的提高，城市道路交叉通信号灯控制率不断提高，在一些大中城市，主要交叉口基本均实现灯控；而且在大多数县城，近些年在主要道路沿线和一些相对重要的交叉口也基本采用了信号灯控制方式。
采用灯控的方式管理道路交叉口，一定程度上减轻了城市交通管理者的压力。然而，信号灯的配时和相位设计，对道路交叉口的通行能力和运行效率起着关键作用，现阶段城市道路信号控制多为单点单方案控制，而且配时和相位相序设计与交叉口的变化情况结合不够，常导致交叉口信号设计不尽合理造成交叉口通行时空资源浪费。绿波协调控和区域协调控制在城市交通控制中的应用较少，交通分时段控制的策略在实际中没有得到体现。
交通设计通过对交叉通流和交叉口通行空间的详细分析研究，结合实际科学合理设计信号控制系统各类参数，高效有序协调各项交通流在交叉口的运行，提高交叉口的时空利用率。
交通管理服务信息问题
交通信息系统是城市交通系统的重要子系统，而且在未来的城市交通管理中将起到越来越重要的作用。城市交通管理信息包括静态信息和动态信息两大类，静态信息主要是指城市道路上设置的各类静态交通标志、标识，路面施画的标线等；动态信息主要是指交通管理部门通过各种信息采集手段，获取的实时道路交通信息，经过信息中心的处理后，以各种途径实时向交通参与者的信息，目前主要的手段有VMS、交通广播、交通电视台等。
目前，大多数城市在静态交通信息设置时更加注重各类标志标线的齐全与否，但对信息需求者的考虑较少，未能从信息使用者的角度考虑信息设置的必要性和合理性，特别是道路标线的设置随意性较大，缺乏对交通安全的考虑。动态信息的采集和在大部分城市还处于起步阶段，目前主要市通过少量的VMS和交通广播提供，还未发挥动态信息在城市交通管理中应有的作用。
随着城市交通信息功能由传统的管理向管理和服务转变，信息服务在城市交通系统中发挥着越来越重要的作用，交通信息系统的科学设计和建设，提高城市交通系统管理信息化、智能化水平，从宏观层面管理城市交通系统的必然选择。
综合分析城市交通系统运行过程中出现的种种问题不难看出，绝大多数问题正是因为缺乏城市交通设计阶段工作，缺少对交通安全、功能和效率等方面的统筹考虑，详细深化设计所致。因此，在现状道路交通改善和管理中，科学利用交通设计方法；在城市新建道路交通设施过程中，增加城市交通设计环节工作，对于改善城市交通系统运行，从源头避免一些交通问题的产生，是城市交通系统健康发展的重要保证。
城市交通设计的内容
城市交通设计涉及面广，涵盖内容繁多，概括起来可以分为以下三个方面的设计内容：城市道路交通设计、交通信息系统设计、公交优先设计。
城市道路交通设计
城市道路是城市交通流的通道，是城市各类交通设施的物质载体，是城市交通设计重要内容。城市道路交通设计主要包括以下内容：交通组织设计、道路横断面设计、交叉通设计、道路沿线用地出入及停车场交通设计、慢行交通设计等。
交通组织设计是在有限的城市道路空间上，科学合理的组织交通流，使道路交通始终了处于有序、高效的运行状态，保障交通系统的效率和安全。常用的交通组织方法主要有单向交通组织、变向交通组织、禁限措施和优先管理（如公交优先）等。
道路断面设计的目的主要是根据道路性质和交通构成，对道路资源的合理科学分配，保障道路的通行效率和安全，同时尽可能节约用地。常用的设计内容主要包括以下几方面：科学确定断面形式、路段和交叉口机动车道宽度设计、非机动车道和人行道宽度设计、各类分隔带宽度设计等。
交叉口是道路网中产生交通阻塞的关键，交叉口设计是城市交通设计的核心，合理确定交叉口形式，通过路段与交叉口进出口道通行能力匹配设计、交叉口渠化设计、交通管理控制设施设计等手段，提高交叉口的时空资源利用率和通行效率。
道路沿线用地出入及停车场交通设计是通过优化整合用地出入口设置，合理确定道路沿线机动车停靠范围，以保障道路交通安全顺畅运行，对于改善老城区主要干道交通管理运行状况效果尤为明显。
慢行交通设计主要是针对城市非机动车和行人交通系统的设计，提倡“以人为本”的设计理念，保障城市交通弱势交通群体的交通权益，改善其交通安全环境。
交通信息系统设计
根据香农的定义：“信息是人们对事物了解的不确定性的消除或减少”。交通参与者在城市交通系统中不断地接受来自外界的各类信息，通过对信息的加工处理，指导自己的交通行为，因此，一定程度上交通参与者在交通系统中的活动可以抽象概括为交通参与者信息获取信息处理交通行为输出过程的重复。
城市交通信息系统设计主要包括道路交通标志信息的合理设计和设置、科学布设各类交通标线和完善各类交通标识等静态交通信息的设计；交通诱导信息、交通信号控制系统（交通控制信息）等动态信息的设计。
公交优先系统设计
包括：公交停靠站设计、公交信号优先设计、公交枢纽设计。优先发展公共交通，提高城市公交系统的服务水平和吸引力，提升公交在道路交通系统中的竞争力，是解决当前城市交通问题的重要交通战略。公交优先设计主要通过通行空间上的优先（公交专用道）、通行时间上的优先（信号优先）、公交停靠和换乘枢纽等方面的设计，改善公交车辆的行驶环境，降低交通流间的干扰和交通事故率，提高公交通行效率、便捷性和安全性。
现代交通管理的发展趋势
城市交通管理的关键是对交通参与者的管理，保证交通参与者在道路通系统的安全、高效出行，是交通管理的根本目的。随着城市交通拥堵问题的日益突出，交通参与者（特别是交通弱势群体）交通安全难以得到保障，“以人为本”的交通管理理念的应用将成为未来城市交通管理水平高低的的重要评判标准。
城市交通运行的系统性和复杂性逐渐提高，从整个道路交通体系出发，采用系统诱导控制技术，从宏观层面管理城市交通，是解决未来城城市交通问题的重要技术手段。
信息是控制的基础，只有通过不断的信息传输，管理控制的意图才能得到实现。信息技术、通讯技术和计算机技术的迅猛发展，为城市交通管理的信息化提供了有力的技术支持，也是逐步实现城市交通管理科学化的重要动力，交通管理的信息化、智能化将成为今后城市交通管理发展的主要方向。
城市交通设计与交通管理需求的相关性
从图2可以看出，交通设计与交通管理关系密切，交通设计工作是解决城市现状交通管理问题，适应未来交通管理发展需要的重要手段。无论是现状交通改造，还是新建道路交通设施，为保障交通系统的高效安全运行，交通设计均是必不可少的重要环节。
图2交通设计与交通管理的相关性
结论
城市交通管理所面临的绝大部分问题，均可通过优化道路交通系统前期的规划、增加交通设计环节得到改善或避免。因此，为改善现状城市交通问题、提升城市管理水平、保障城市交通系统安全高效运行，提高交通管理部门在交通规划设计决策过程中的参与性，大力推广城市交通设计工作势在必行。
参考文献
[1] 徐循初．城市交通设计问题总结和经验借鉴[J]．城市交通，2006, 4(2)：49-55．
[2] 张玉轻，刘小明．交通设计的必要性及设计流程[J]．市政技术，2006,24(2)：83-84．
关键词：公路平面交叉，现状，问题，建议
Abstract: in this paper, the highway horizontal cross from the right to the safety set position, design distribution, processing, etc. The problems are analyzed and around the right to carry out distribution theory, reasonably determine the plane cross position and number, clear the intersection of control mode, plane design deepening plane cross, it puts forward improvement suggestion.
Keywords: highway horizontal cross, the current situation, problems, Suggestions
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
1.引言
公路平面交叉是路网中公路与公路、铁路以及其他交通设施的交叉点，作为交通流阻滞和冲突的集中点，也成为交通事故集中之处。据国外有关资料显示，2001年全世界共发生约300万起与交叉口有关的交通事故，大约为所有道路事故的44%，约8500人在交叉口因为交通事故丧生，占所有道路事故死亡率的23%。
2.公路平面交叉存在问题分析
近年来，我国公路建设事业快速发展，路网结构进一步优化，但与发达国家相比，仍存在一些不足，主要包括：
2.1“路权分配”意识尚未完全确立
路权分配是指对交通“冲突点”的交通流给予正确的交通通行权力的分配，使一个方向交通流能够与其他方向交通流安全分离，并且具有通过冲突点的优先权力，使原本无序的交通流相对有序。相对而言，信号灯控制平面交叉对路权分配较为清晰，便于执行；交通标志控制平面交叉与环形交叉的路权通过标志标线分配，可以向交通参与者准确、清晰地表达道路通行权力的分配方式，如先行、让行、限速等；而无控制平面交叉的路权分配则更多依靠长期形成的交通习惯和交通参与者自身意识。长期以来，路权分配的重视和研究程度还不够，尤其在公路混合交通情况较多时，合理分清不同车型、干支线路的通行权，避免混乱与相互干扰，对提高通行能力和安全水平十分重要。另一方面，由于目前社会总体交通法制意识还不强，交通标志标线的作用往往得不到有效发挥，各类交通流在平面交叉不能按照规定的指令行驶，也是造成交通事故的重要原因。
2.2平面交叉设置位置和间距不够合理
现行公路工程技术标准（JTG B01-2003）和公路路线设计规范（JTG D20-2006）都对公路平面交叉的最小间距做出规定，如一级公路作为干线公路，一般不小于2000米，最小不小于1000米，作为集散公路，不小于500米；二级公路作为干线公路和集散公路不小于500和300米。但是，这种规定对道路功能等级的划分比较模糊，在实践操作中，也较难适应经济发展水平和道路状况差异很大的全国。
2.3平面交叉区域设计处理不够完善
目前，一些公路平面交叉区域的处理还不够完善，存在交叉面积过大，车道设置不合理等问题。处于平面交叉中的交通流与处于路段中相比，通行环境更为复杂，即使完全按照通行规则行驶，也不可避免存在若干冲突点。如平交面积过大，进入平面交叉车辆、行人的增加将进一步加重各类交通流的冲突，将冲突危险扩大化；另一方面，面积过大容易造成标志或信号灯识认距离增加，驾驶员较难迅速看清指示信息，影响驾驶心理，容易导致其盲目加速通过或犹豫不绝，不利行车安全。
在平面交叉区域车道设置方面，有些交叉口在设计时未将非均匀的交通流科学分离，尤其在左右转车流量较大的平交路口未设置左右转专用车道，或考虑利用较宽的中分带设置掉头车道，容易引起交叉口前各类车流交织，影响行车安全。有些平面交叉尽管考虑了左右转车道，但因交叉口两侧直行车道数不一致，如一侧为一股直行车道、一股左转车道和一股右转车道，而另一侧为三股直行车道，也容易引起车辆在平交区域内的变道、交织。此外，有的交叉口标线轨迹过于生硬，没有拟合机动车实际运行轨迹，容易出现车辆行驶不顺适。
3.改善平面交叉安全水平的建议
美国对于公路平交的设置位置选择，从交通安全、运营效率等多方面进行长期研究，提出了接入管理（Access Management）理论，对接入主线的支路位置和间距、设计及运营、中间带开口等进行系统的控制，实现在保证道路运输系统安全和高效的前提下，提供公路临近的土地开发区域的车辆接入。接入管理应遵循三个原则：（1）合理限制与主线相交的支路数量；（2）尽量减少交通流的冲突点数量；（3）将交通流的冲突区域分隔开。结合接入管理理论和我国实际，针对改善平面交叉安全水平，提出以下建议：
3.1 贯彻“路权分配”思想
贯彻“路权分配”思想，充分利用交通信号灯、标志、标线等交通工程设施，优先保证干路通行权，给予重交通流和快速交通流以优先权，尽量减少它们的危险和延误，在支路上视具体情况设置减速让行或停车让行限速标志，从而规范交通流的运行，兼顾效率和安全，在交叉口内建立起科学合理的交通秩序。
合理确定平面交叉位置和数量
在公路设计阶段，对于平面交叉设置位置与数量的确定应慎重，首先，应当明确项目的公路功能定位，路网中功能等级越高的公路具有更多的交通功能，功能等级低的公路具有更多的接入功能。在目前我国公路已有的行政与技术等级划分基础上，可以进一步结合交通量预测、设计车速、线形指标、沿线土地利用特征和规划等近远期因素，作为控制平面交叉设置的首要因素。其次，确定平面交叉具体设置位置时，仍应以公路的功能定位为基础，保证行车视距、避免与相邻交叉设置平面交叉的功能区域重叠、避免多条道路在同一点交叉形成五路以上的畸形交叉、避免过小角度交叉。第三，结合公路功能定位、设计车速、交通参与者预期、交通流状况、冲突点数量、中间带开口形式等因素，综合确定平面交叉间距。
3.3深化平面交叉方案设计
（1）避免多条等级公路在同一位置交叉和新老路分合点形成的小角度交叉。遇有多条高等级公路集中交叉时，应微调线位，在交叉前归并，使交叉公路不超过四条。对于小角度交叉，通过线位微调，增大交叉角度。
（2）适当拓宽平面交叉处横断面路幅宽度，以便设置左右转弯车道，将左右转弯交通流与直行交通流分离。加宽交叉处路幅宽度应在公路建设时统筹考虑，对既有公路可利用中分带和侧分带，或通过偏移道路中心线实现，但仍应力求保证主流向直行方向车道数不变，在交叉区域内行车轨迹保持直线。
（3）合理控制平面交叉面积，将停车线向交叉中心位置前移，通过设置三角导流岛等方式，既分离出右转车道，又压缩平面交叉面积。
（4）加强平面交叉的标志指引，明确告知行车方向，接近城区或有条件的地区可逐步在设置指路标志的同时，参照城市道路模式设置分车道指示牌，提醒驾驶员提前择道，较少临时变道。
参考文献
[1] Committee om Access Management.Access management Manual.Transportation Research Board.Washington，D.C.2003
[2] U.S.Department of Transportation,Federal Highway Administration.2009.Manual on Uniform Traffic Control Devices for Streets and Highways
[3] 德国道路与交通工程研究学会（FGSV ）.交通信号控制指南（RiLSA）.北京：中国建筑工业出版社，2006，5
1.管线综合优化设计的目标和原则
1.1 管线综合优化设计过程中，应力争达到以下两个优化目标：
l）在保证管线必要覆土深度的情况下，尽量减小各种地下管线的总埋深。
2）在满足各种管线水平间距的情况下，使管线尽量布置在非机动车道下，若必须在机动车道下敷设管线时，应尽量避开车辙部位，以避免车辆通行对管线造成损坏。
1.2.在管线综合设计中，为保证设计进程快速、有序，设计成果科学、优化。需要遵循如下一些优化设计原则：
l）充分了解城市的整体规划和建设现状，理清整体规划和建设现状同管线综合设计的关系，找出其中影响和制约管线综合平面设计的因素，避免设计过程和成果的孤立、片面。
2）了解相关法律、法规、政策、规定及各专业管线的特殊要求，使管线综合设计做到有法可依，设计成果复合相关政策规定及各专业管线的特殊要求。
3）管线综合规划应同城市规划同步进行、有机结合，使两者相互制约、相互促进，增强管线规划设计意识，避免出现类似于主体工程建设己基本竣工，才做管线规划设计的不合理现象。
4）全面收集设计地段现状管线的准确信息，特别是像地下管线这类准确测量比较困难的管线信息，确保设计工作对现状信息的准确把握。通过对现状信息的准确把握，可以保证设计成果更加符合现场实际情况，避免施工过程中施工图与现状不符，需要进行临时修改，增加额外的人力、物力和财力的投入。
2.管线综合优化设计方法
2.1 整体思路
针对管线综合设计中的某一项或几项内容构建数学规划模型，通过运用运筹学中的最优化方法在可行的域值范围内对该规划模型进行求解，并使用得到的这一模型的最优解作为管线综合优化设计的某种依据，进而实现设计方案与设计过程的优化。
2.2 基本步骤
1）选择适合的数学规划类型
在众多数学规划方法中，主要内容包括：线性规划法、非线性规划法、动态规划法、多目标规划法、几何规划法等。对于以上几种不同的数学规划方法，其模型构造与求解难度不断增加。在管线综合优化中我们选择非线性规划模型作为研究方法，其原因有二：
①简单的线性规划不能表述大部分实际问题；
②通过构造非线性规划模型不仅可以很好地反映实际问题，而且针对这类模型已经开发出了许多求解方法，可以避免像其他一些规划模型那样只能建立表达式而无法求解的尴尬局面。
2）构造目标函数
非线性规划的目标函数应是因变量关于自变量的表达式，并要求表达式的值 （目标函数值）达到最小或最大。对于管线综合设计，可以假设道路下各种市政工程管线的埋深和各管线与道路中心线的距离为自变量，通过对上述这两个自变量分别进行数学计算（可以采用线性以外的任何运算）形成两个目标函数。而后对第一个目标函数求最小值，对第二个目标函数求最大值，即可以体现“各工程管线埋深浅，且尽量布置在非机动车道下”的管线综合优化设计。
3）确定约束条件
在实际问题中，所选择的自变量往往都有一个合理的取值范围，这就形成了对非线性规划模型的约束条件。
3.管线综合交叉口竖向设计的基本步骤
管线综合交叉口竖向设计是管线综合设计的重要组成部分，它以管线综合平面设计成果为基础，针对交叉口处管线种类多，数量大的特点，在管线综合竖向设计成果的基础上，对各种管线在穿越交叉口处的空间位置进行优化布置，其设计过程一般按如下步骤进行。1）在已完成的管线综合平面布置图的交叉口处分别标出各管线的管径和距道路中心线的距离。2）对同种管线的汇合点用该种管线的专用符号进行标记。3）确定交叉口处的路面标高和路面坡度。4）在水力计算表中查出重力流管线汇合点处不同方向管段的管底标高，以及各管段的坡度。5）通过计算分别确定重力流管线与其他管线各个交叉点处重力流管线的管底标高。6）检查雨水管线和污水管线交叉点处是否冲突，如发生冲突返回排水专业重新计算，如不发生冲突进入下一步。7）依据规范中管线发生冲突时的避让原则和管线间距要求，逐一确定各管线交叉点处的管底标高。8）检查各交叉点处的数据，并对其中的不合理部分进行优化，形成最终的管线综合交叉口竖向设计成果图。
参考文献：
[1] 钱七虎，陈晓强.国内外地下综合管线廊道发展的现状、问题及对策[J].地下空间与工程学报.2007， 3（2）：191-194。
[2] 曲丽红.加强城市“生命线”―地下管线的档案管理田.行政管理，2006，（5）：285-286.
城市道路交通拥堵低碳
1前言
城市交通作为城市的经脉衔接城市的各个角落，随着经济社会发展的需要，城市道路施工和设计技术不断提高，城市道路的标准也在不断提高。由于交通对于居住小区的引致作用，交通畅通区域对居住小区具有吸引作用。同时，小区的建设增加了该区域的交通需求，引致出各个与城市交通主干道衔接交叉口。目前，全国绝大多数居住小区与城市主干道衔接的交叉口都是城市的堵点，人车混行、杂乱五章是这种交叉口的写照。这种现象不仅仅是交通规则的问题，也有交叉口衔接处设计问题。后者正是本文探讨的问题。
2交叉口出现的问题
一是交叉口设计缺少发展思维。由于交通对居住社区的引致作用，大量居住小区进入交通便捷区域。社区的入住必然对增加了对区域配套的需求，包括商业配套、教育配套以及休闲娱乐配套等。这些配套实施同时又会吸引大量的交通量，从而对该区域的交叉口需求产生叠加效应。当前绝大多数城市主干道与居住小区的衔接交叉口的设计都是根据小区对交通的需求量，而没有考虑交通需求量的叠加。施工建设完成后，随着配套完善，拥堵已成定局。只能根据交叉口的具体情况进行修补，又会形成建设性拥堵。同时，随着交通量的增加，这种修补也无济于事。于是形成“拥堵—整治—再拥堵—再整治”的恶性循环，直至进入彻底没有修补的余地。
二是交叉口设计理念错位，缺少人文关怀。城市主干道与居住小区之间的交叉口主要是解决居民的出行问题。当前的交叉口实际存在两种极端：一种是交叉口设计较窄，随着汽车保有量的增加，交通拥挤不堪，行人与交通混杂一起；另一种是车行通道较宽，挤占大量人行通道，行人通行不变，挤占车行通道形成混杂。在低碳经济和绿色生活的潮流下，车行通道挤占人行通道，使人行通道舒适度和便捷性大大降低，完全没有体现以人为本的人文关怀和绿色交通的理念。
3交叉口设计探讨
国内外很多的研究和实践对交叉口的设计进行了不同角度的研究。根据不同的环境背景，设计也各有侧重。比如，英国的交通设计很大程度上体现了行人优先，兼顾环境。绝大多数两车道的主干道和交叉口，必然留有自行车道或人行道，甚至绿化草地。国内的交叉口设计也要根据国内的具体情况出发，也要具有发展的设计眼光。交叉口的设计要避免拥堵的同时，一下设计理念也需要考虑。
发展的设计理念。对于具体的交叉口设计，不能把设计眼光局限于该交叉口，也不能局限于当前。区域发展是动态的，不断前进的，如果仅局限于当前和该区域，没有把未来的发展和周围环境对该交叉口的影响考虑进去，一旦建设完成后，只能进行补救，形成拥堵。因此，设计过程中必须对周边区域的用地规划、交通规划等进行整体考虑，并把未来发展的因素纳入进去，从而形成最终的设计方案，尽可能实现全局最优。
人文关怀的理念。对于交叉口的设计必须把人的考虑放在第一位。多数设计者认为人和车辆都是为居住小区的出行考虑，是不是把人放在第一位是无所谓的。这种设计理念是不可能有人文关怀的。国内的设计理念中对人文关怀长期以来都体现较少，比如占用盲道，缺少自行车道等。这与国际主流设计理念背道而驰。但是，国内一些地方也做了不少人文关怀的设计尝试，比如把车行道与人行入口分离。车行绕开人行入口，从而避免人车争道。
低碳环保理念。交叉口的环保理念不是在车行道旁边设计点绿化就是低碳环保理念。低碳环保理念包含很多：比如改善交叉口的交通拥堵情况，保持一定的车速畅行，使汽车消耗能源降低，就是一种低碳环保理念；人行道、自行车道的设计，鼓励健康绿色的出行方式也是低碳环保理念。因此，低碳环保理念是多方位的综合的理念，可能渗透在设计的每个环节。
4小结
交叉口是城市主干道的一个节点，在城市交通地图上，或许都看不到。但是正是这些成千上万个节点是较易形成的堵点。由于其较为细微，因此较少引起设计者的注意。城市与小区交叉口是居民出行的第一步，也是绕不开的一步。交叉口的拥堵直接影响这居民的出行效率。因此对这些交叉口的设计同样需要引起设计者和规划部门的重视。文章提出的一些设计理念可以作为参考。
参考文献：
[1]戴继锋，张国华，翟宁，李晗.城市道路交通工程设计技术方法的完善及实践[J]. 城市交通，2011，（1）.
[2]王一飞，车伟光，陈贤，郑锋.住宅小区对城市交通的互动影响[J].云南农业大学学报，2010，（3）.
[3]李振宇.低碳城市交通模式与发展策略[J].工程研究-跨学科视野中的工程，2011，（2）.
