信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道交通流特性研究

1、學(xué)士學(xué)位論文 信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道交通流特性研究analysis of characteristic of special multiple left-turn lanes at signalized intersections高 蕾2013年06月工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道交通流特性研究系 部： 土木工程系 專業(yè)年級(jí)： 交通工程專業(yè)2009級(jí) 姓 名： 高 蕾 學(xué) 號(hào)： 090050103 指導(dǎo)教師： 魏 丹 講師 2013年06月07日 原 創(chuàng) 性 聲 明本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、

2、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究成果做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名： 日 期： 關(guān)于畢業(yè)論文使用授權(quán)的聲明本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的資料（包括圖紙、試驗(yàn)記錄、原始數(shù)據(jù)、實(shí)物照片、圖片、錄音帶、設(shè)計(jì)手稿等），知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院。本人完全了解吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院有關(guān)保存、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保存或向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的紙質(zhì)版和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院可以將本畢業(yè)論文的全

3、部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用任何復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文。如果發(fā)表相關(guān)成果，一定征得指導(dǎo)教師同意，且第一署名單位為吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院。本人離校后使用畢業(yè)論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院。論文作者簽名： 日 期： 指導(dǎo)老師簽名： 日 期： 吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘 要近年來(lái)，隨著左轉(zhuǎn)交通需求的增長(zhǎng)，我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)專用多左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置形式。目前，保護(hù)相位下雙左轉(zhuǎn)專用車道的應(yīng)用較普遍，三左轉(zhuǎn)車道也逐漸在部分城市被推廣。然而，多左轉(zhuǎn)交通流的運(yùn)行特性、安全性以及其運(yùn)行效率尚未得到可行性論證。本文總結(jié)已有研究成果及不足，結(jié)合

4、實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，從運(yùn)行效率的角度，對(duì)單、雙、三左轉(zhuǎn)車道的通行能力及其影響因素進(jìn)行分析，以期為城市道路系統(tǒng)中信號(hào)交叉口的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理提供可靠的理論依據(jù)。論文以hcm2000的飽和流率法為基礎(chǔ)，將通行能力及其影響因素的分析歸結(jié)到對(duì)飽和流率及車頭時(shí)距的分析上來(lái)。首先，考慮到左轉(zhuǎn)與直行彼此獨(dú)立，建議左轉(zhuǎn)車道的通行能力估算方法應(yīng)建立在左轉(zhuǎn)車道上；分析了多左轉(zhuǎn)交通流特有的交通特性包括：車道加寬影響特性、轉(zhuǎn)彎運(yùn)行特性、左轉(zhuǎn)調(diào)頭特性、車道使用特性和大型車車道使用特性等。在此基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)計(jì)分析及交通仿真等方法深入研究上述特性對(duì)左轉(zhuǎn)交通的影響；建立了飽和流率與轉(zhuǎn)彎半徑關(guān)系模型，求出了轉(zhuǎn)彎半徑修正系數(shù)；建

5、立了調(diào)頭影響系數(shù)模型，推算出不同調(diào)頭比例下的調(diào)頭修正系數(shù)，調(diào)頭車輛當(dāng)量折算系數(shù)和左轉(zhuǎn)重型車修正系數(shù)。另外，由實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)得到雙左轉(zhuǎn)內(nèi)、外側(cè)車道飽和流率分別為14081679pcuhln和14901785pcuhln；三左轉(zhuǎn)內(nèi)、中、外側(cè)車道的飽和流率分別為14441875pcuhln，15951895pcuhln和14661813pcuhln。同時(shí)，還分析了雙、三左轉(zhuǎn)各車道間車頭時(shí)距的差異性。最后，將上述分析的影響因素納入到左轉(zhuǎn)車道組的飽和流率模型中，對(duì)已有模型進(jìn)行修正。關(guān)鍵詞： 多左轉(zhuǎn)車道；飽和流運(yùn)行特性；修正系數(shù)ianalysis of characteristic of special m

6、ultiple left-turn lanes at signalized intersectionsabstractnowadays,with the booming increase in left-turn traffic flow,exclusive multiple left-turn lanes have been installed at urban signalized intersections in china.generally,exclusive double left-turn lanes are widely used.and triple left-turn la

7、nes have also been set up in some cities.however,the feasibility of operational characteristics,safety and efficiency concerns of exclusive multiple left-turn lanes have rarely been discussed.the limited literature and spot results were summarized and compared about the performance of single,double,

8、and triple left-turn lanes at home and aboard.date were collected at signalized intersections with exclusive left turn lanes and protected left-turn phases in beijing.the impact factors on the performance of multiple left-turn lanes were analyzed and the operational efficiency was greatly considered

9、.this work will provide reliable references for the planning,design,construction,and administration of signalized intersections.saturate flow rate method of the 2000 highway capacity manual was employed to estimate the capacity and impact factors of the left-turn lanes.saturate flow rate and time he

10、adway are considered to be the key issues of the analysis.differently,considering the difference of operation between left-turn and through movements,it is suggested that the estimation for capacity of left-turn lanes should be solely based on the left-turn lanes.through analyzing the data collected

11、,some specific characteristics are found in multiple left-turning operations including left-turning radius,lane widening during turning,u-turning movements and lanes usage of left-turn lanes and so on.those characteristics have been studied via both statistical analysis and simulations.the relation

12、model has been build between saturation flow rate and left-turning radius.and,the adjustment factors of left-turning radius were given.also,the results represent that the passenger-car-equivalent of u-turns relate to left-turn small passenger cars,the adjustment factors of impact with u-turns and fa

13、ctors of heavy left-turning vehicles are obtained.respectively,the observed saturation flows showed the range from 1408 to 1679 passenger cars per hour of green per lane(pcu/h/ln),1490 to 1785pcu/h/ln for inner and outer lane on dual left-turn lanes,and the range are from 1444 to 1875pcu/h/ln,1595 t

14、o 1895pcu/h/ln and 1466 to 1813pcu/h/ln for inner,middle and outer on triple left-turn lanes.in addition,the analysis of independent samples t test and variance test were used to determine statistical significance on saturation time headway among different lane position of double left-turn and tripl

15、e left-turn lanes.finally,all the impact factors mentioned above have been introduced into the saturate flow rate model of the left-turn lanes and corrections have been made for existed models.key words：signalized intersection, multiple left-turn lanes, saturation flow rate, modified coefficient iii

16、目 錄1 緒 論11.1 研究背景11.2 研究目的及意義11.3 國(guó)內(nèi)外研究綜述21.3.1 國(guó)外研究綜述21.3.2 國(guó)內(nèi)研究綜述61.3.3 國(guó)內(nèi)外研究綜述小結(jié)71.4 研究范圍71.5 研究思路及內(nèi)容72 信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道交通流特性分析92.1 相關(guān)概念92.2 左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎特性分析102.2.1 左轉(zhuǎn)加寬特性102.2.2 轉(zhuǎn)彎運(yùn)行特性102.3 左轉(zhuǎn)調(diào)頭特性分析112.3.1 調(diào)頭現(xiàn)象描述112.3.2 調(diào)頭特性分析122.4 車道使用特性分析122.5 大型車車道使用特性分析132.6 本章小節(jié)133 信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道設(shè)置研究143.1 左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置原理143.1.1 左轉(zhuǎn)車

17、輛對(duì)交叉口運(yùn)行的影響143.1.2設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的主要影響因素153.2 信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置153.2.1 理論分析153.2.2 參數(shù)討論與應(yīng)用分析164 實(shí)例分析184.1 人民大街與自由大路交叉口通行能力計(jì)算184.2 交通優(yōu)化建議205 總結(jié)與展望215.1 總結(jié)215.2 展望21參考文獻(xiàn)1致 謝1i1 緒 論1.1 研究背景城市道路信號(hào)交叉口是連接道路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，是城市道路的重要組成部分。在交叉口有限的空間中，匯集了不同流向的車流和行人流，并在此交織、轉(zhuǎn)向，造成交叉口內(nèi)各種交通流相互干擾，交通錯(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)致其通行能力遠(yuǎn)低于路段。這不僅帶來(lái)交叉口的安全隱患和擁堵問(wèn)題，甚至嚴(yán)重影響整

18、個(gè)城市路網(wǎng)的運(yùn)行效率。至此，信號(hào)交叉口被視為道路網(wǎng)的“瓶頸”，是交通擁堵和交通事故的多發(fā)地，也是交通治理的重點(diǎn)。目前，平面信號(hào)交叉口是世界各國(guó)都被廣泛采用，我國(guó)交叉口形式主要以平面信號(hào)交叉口為主。其中，左轉(zhuǎn)車流是提高信號(hào)交叉口運(yùn)行效率的關(guān)鍵，也是產(chǎn)生沖突、延誤和交通事故最多的車流。因此，左轉(zhuǎn)車輛成為信號(hào)交叉口交通管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，交管人員組織左轉(zhuǎn)交通流主要是將左轉(zhuǎn)交通流在空間和時(shí)間上與其他交通流分離，通常的做法是設(shè)置專用左轉(zhuǎn)車道和左轉(zhuǎn)相位來(lái)降低左轉(zhuǎn)車流對(duì)直行車流的干擾。以往國(guó)外大量研究結(jié)果顯示：雙、三左轉(zhuǎn)車道組使用保護(hù)型相位比使用其他形式的相位更安全；美國(guó)一份該研究領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)卷調(diào)查的反

19、饋結(jié)果也表明：從安全的角度考慮，幾乎所有被調(diào)查城市都在多左轉(zhuǎn)專用車道設(shè)置了保護(hù)相位。近年來(lái)，隨著左轉(zhuǎn)交通需求的增長(zhǎng)，在我國(guó)專用多左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置形式也已經(jīng)出現(xiàn)，保護(hù)相位下專用雙左轉(zhuǎn)車道的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，三左轉(zhuǎn)車道也逐漸在部分城市被采用。然而，在這種新形勢(shì)下的多左轉(zhuǎn)交通流的運(yùn)行特性、安全性以及其運(yùn)行效率尚未得到可行性的論證，因此有必要對(duì)此進(jìn)行深入的探討，以期發(fā)現(xiàn)其不足之處，發(fā)揮其最大的優(yōu)勢(shì)。1.2 研究目的及意義本研究填補(bǔ)了在新的交通形勢(shì)下我國(guó)在信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)交通研究領(lǐng)域的空白。文中回顧并完善了左轉(zhuǎn)車道飽和流率特性的相關(guān)研究；探討和對(duì)比了信號(hào)交叉口單、雙、三左轉(zhuǎn)專用車道間、以及左轉(zhuǎn)車道與其臨近直

20、行車道的運(yùn)行特性；分析了其影響因素及影響機(jī)理并將其量化。在此特性規(guī)律研究的基礎(chǔ)上建立多左轉(zhuǎn)車道飽和流率與影響因素的關(guān)系模型，用于估算通行能力。最終研究成果將服務(wù)于交通設(shè)計(jì)和規(guī)劃人員，為城市道路系統(tǒng)中信號(hào)交叉口的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理提供可靠的理論依據(jù)和論證。美國(guó)以往的經(jīng)驗(yàn)表明1：設(shè)置保護(hù)相位下專用多左轉(zhuǎn)車道可以提高交通運(yùn)行效率。一方面，設(shè)置多左轉(zhuǎn)車道可以使更多的左轉(zhuǎn)車輛在綠燈期間通過(guò)信號(hào)交叉口，降低由于左轉(zhuǎn)交通增加帶來(lái)的延誤和排隊(duì)，從而提高信號(hào)交叉口的通行能力；另一方面，設(shè)置多左轉(zhuǎn)車道可以減少左轉(zhuǎn)車輛排隊(duì)長(zhǎng)度，縮短左轉(zhuǎn)車道的存儲(chǔ)區(qū)空間長(zhǎng)度，從而減少因左轉(zhuǎn)排隊(duì)過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致對(duì)上游交叉口的干擾；此外，

21、設(shè)置雙左轉(zhuǎn)車道可以縮短左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)間，為其他流向的交通分配更多通行時(shí)間?？梢?，本文研究成果具有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用意義。1.3 國(guó)內(nèi)外研究綜述1.3.1 國(guó)外研究綜述1.3.1.1 通行能力分析方法以信號(hào)交叉口車流運(yùn)行特性的基本理論為基礎(chǔ)，美國(guó)通行能力手冊(cè)2(highway capacity manual，簡(jiǎn)稱hcm)建立了飽和流率模型，其中定義了計(jì)算通行能力的重要參數(shù)飽和流率。飽和流率是指通常條件下，當(dāng)整個(gè)小時(shí)是有效綠燈信號(hào)時(shí)，沒(méi)有時(shí)間損失，車流不間斷，交叉口引道上排隊(duì)車輛通過(guò)的當(dāng)量最大小時(shí)流率，并且推薦以第五輛車到最后一輛車連續(xù)駛過(guò)交叉口的平均車頭時(shí)距作為飽和車頭時(shí)距。根據(jù)該定義，以36

22、00秒除以飽和車頭時(shí)距可計(jì)算飽和流率，并且建立基于標(biāo)準(zhǔn)條件(又稱為理想條件)的飽和流率估算模型。hcm中定義的交叉口引道的理想條件為：天氣良好、路面狀況良好、用路者熟悉交通設(shè)施以及對(duì)交通流沒(méi)有障礙；車道寬為3.6米；坡度為零；交叉口引道上沒(méi)有路邊停車；交通流中只有小客車；沒(méi)有(市內(nèi))公交車停在行車道上；交叉口位于非中心商務(wù)區(qū)；沒(méi)有行人。該法將車道組作為通行能力分析的基本單元。通行能力計(jì)算如下： （1-1） （1-2）式中：每車道理想飽和流率(輛小時(shí)車道)，一般取1900輛小時(shí)車道，即理想條件下直行車道小型車的飽和流率；車道組的車道數(shù)；車道寬度校正系數(shù)；交通流中重型車修正系數(shù)；進(jìn)口坡度修正系數(shù)；

23、交叉口范圍內(nèi)公共汽車阻擋作用修正系數(shù)；地區(qū)類型修正系數(shù)；車道利用修正系數(shù)；左、右轉(zhuǎn)修正系數(shù)；車道組的通行能力(輛小時(shí))；車道組的飽和流率(輛小時(shí))；左、右轉(zhuǎn)向的行人及自行車修正系數(shù)；車道組有效綠信比。以hcm為范本，世界各國(guó)對(duì)于信號(hào)交叉口通行能力的研究大多沿用了美國(guó)hcm飽和流率的方法，而后結(jié)合本國(guó)各自的實(shí)際情況編寫了適用于本國(guó)的道路通行能力手冊(cè)，其中包括：英國(guó)、澳大利亞、加拿大、日本、臺(tái)灣等國(guó)家。然而,各國(guó)所考慮的影響因素3各有差別。重型車、轉(zhuǎn)向和坡度為各國(guó)均考慮的因素；車道寬度、行人、停車以及地區(qū)類型等因素次之；道路寬度、公交?？繛檩^少考慮的因素；較為特殊的是英國(guó)建立了單左轉(zhuǎn)飽和流率與轉(zhuǎn)彎

24、半徑的關(guān)系模型；澳大利亞在左轉(zhuǎn)車道與直行車道的飽和流率估算中使用不同的重型車校正系數(shù)；加拿大考慮了天氣和信號(hào)影響；臺(tái)灣首次將車道數(shù)和隔離帶形式納入到通行能力影響分析中；各國(guó)都沒(méi)有考慮調(diào)頭車輛的影響。近年來(lái)，adams和hunllllern4選取了4個(gè)信號(hào)交叉口保護(hù)相位下的左轉(zhuǎn)專用車道對(duì)調(diào)頭影響進(jìn)行研究，研究結(jié)果表明：在車輛釋放過(guò)程中，調(diào)頭車輛比例小于65時(shí)，對(duì)飽和流率的修正系數(shù)為1.0；調(diào)頭車輛的比例大于65小于85時(shí)，對(duì)飽和流率的修正系數(shù)為0.90；調(diào)頭車輛比例大于85時(shí)，對(duì)飽和流率的修正系數(shù)為0.80。臺(tái)灣的學(xué)者5分析對(duì)比了調(diào)頭車輛與左轉(zhuǎn)車輛的車頭時(shí)距。劉攀6博士以美國(guó)佛羅里達(dá)州的坦帕市為

25、數(shù)據(jù)調(diào)查城市，對(duì)城市信號(hào)交叉口調(diào)頭車輛對(duì)通行能力的影響進(jìn)行了研究，并且以校正系數(shù)量化了左轉(zhuǎn)運(yùn)行中不同調(diào)頭比例的影響。1.3.1.2 雙左轉(zhuǎn)專用車道研究國(guó)外許多學(xué)者對(duì)多左轉(zhuǎn)車道通行能力進(jìn)行了研究。早期，capell和pinnel7建議啟動(dòng)延誤只計(jì)算前兩輛車的損失時(shí)間，通過(guò)分析德克薩斯卅休斯頓市兩菱形立交信號(hào)交叉口的六個(gè)引道的啟動(dòng)延誤和車頭時(shí)距，對(duì)比了直行與單左轉(zhuǎn)、單右轉(zhuǎn)的飽和流率的差異性，給出了差異顯著的結(jié)論，還得到許可雙左轉(zhuǎn)車道內(nèi)側(cè)車道和外側(cè)車道的流率分別為直行的88和95的結(jié)論。ray8對(duì)加利福尼亞州薩克拉曼多市的11個(gè)不同類型信號(hào)交叉口雙左轉(zhuǎn)交通的特性進(jìn)行研究，其中包括6個(gè)保護(hù)相位下專用雙

26、左轉(zhuǎn)車道，2個(gè)許可相位下左轉(zhuǎn)專用車道，3個(gè)t型交叉口保護(hù)相位下專用單左轉(zhuǎn)車道。ray研究后發(fā)現(xiàn)：雙左轉(zhuǎn)中，使用內(nèi)、外側(cè)車道的車輛各占50，車輛分布基本平衡；增加第二條左轉(zhuǎn)專用車道可以使通行能力提高75，使左轉(zhuǎn)車道組的通行能力達(dá)到2600輛小時(shí)(綠燈小時(shí))。stoke9基于奧斯汀、卡城、休斯頓和德克薩斯州的14個(gè)交叉口的雙左轉(zhuǎn)車道的車頭時(shí)距數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)不同城市的雙左轉(zhuǎn)車道間的平均排隊(duì)車頭時(shí)距的差異是顯著的；然而，同一個(gè)城市的雙左轉(zhuǎn)車道中兩個(gè)左轉(zhuǎn)車道的飽和車頭時(shí)距沒(méi)有顯著性差異；給出雙左轉(zhuǎn)飽和流率推薦值為1600輛小時(shí)車道。在其后續(xù)的研究中，stokes10等人對(duì)專用雙左轉(zhuǎn)飽和流運(yùn)行特性進(jìn)行研究，經(jīng)

27、分析發(fā)現(xiàn)，隨著分配給左轉(zhuǎn)流向的綠燈時(shí)間的減少，利用黃燈和紅燈時(shí)間左轉(zhuǎn)的車輛增多；在黃燈期間兩左轉(zhuǎn)車道通過(guò)車輛數(shù)并無(wú)顯著差異，但在紅燈期間，與外側(cè)車道車輛相比，更多內(nèi)側(cè)車道的車輛會(huì)選擇通過(guò)。coleman11在研究中得到的飽和車頭時(shí)距值與stokes早期研究結(jié)果一致，并指出駕駛員對(duì)雙左轉(zhuǎn)車道帶來(lái)的效果都很認(rèn)同，雖然雙左轉(zhuǎn)的運(yùn)行尚存在一些問(wèn)題，但卻是提高交叉口通行能力消耗成本較低的。shaik和graham12通過(guò)對(duì)10個(gè)典型交叉口采集實(shí)際數(shù)據(jù)，綜合比較了各引道雙左轉(zhuǎn)車道的運(yùn)行效率，確定從第二輛車到最后一輛車作為飽和車隊(duì)的位置，并使用traf-netsim仿真軟件對(duì)含單左轉(zhuǎn)和雙左轉(zhuǎn)的交叉口的交通流

28、進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，經(jīng)比較分析得出：當(dāng)具有單左轉(zhuǎn)和雙左轉(zhuǎn)車道的交叉口的服務(wù)水平處于f級(jí)(擁擠狀態(tài))時(shí)，增加一個(gè)左轉(zhuǎn)車道(雙左轉(zhuǎn))可以使交叉口延誤時(shí)間減少6一37。kagoianu和szplett13分析了雙左轉(zhuǎn)外側(cè)車道和內(nèi)側(cè)車道飽和車頭時(shí)距，在95的置信區(qū)間內(nèi)，兩者是存在顯著性差異的，還發(fā)現(xiàn)車道利用情況分別為46(內(nèi)側(cè))和54(外側(cè))。spring和thomas14選取carolina州30個(gè)雙左轉(zhuǎn)引道為樣本點(diǎn)，并將其分為引道方向含直行和不含直行車道兩組。選取左轉(zhuǎn)與直行排隊(duì)車隊(duì)中第三至第八輛車的車頭時(shí)距作為飽和車頭時(shí)距，分析了轉(zhuǎn)角和引道方向鄰近直行對(duì)雙左轉(zhuǎn)的影響。分析結(jié)果表明雙左轉(zhuǎn)鄰近含直行的飽和流

29、率大于那些不含直行的：并且在95置信區(qū)間內(nèi)，含鄰近直行車道前提下，雙左轉(zhuǎn)內(nèi)、外側(cè)以及兩者與直行的飽和流率都存在顯著差異：而當(dāng)不含鄰近直行車道時(shí)，左轉(zhuǎn)內(nèi)、外側(cè)飽和流率無(wú)顯著差異；此外，還發(fā)現(xiàn)雙左轉(zhuǎn)車道轉(zhuǎn)角小于900時(shí)，內(nèi)、外側(cè)車道飽和流率的差異可以忽略。1.3.1.3 三左轉(zhuǎn)專用車道研究堪薩斯州立大學(xué)的stokes.r.w15選取5個(gè)州的17個(gè)三左轉(zhuǎn)車道組為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)三左轉(zhuǎn)車道組通行能力進(jìn)行研究，得到所有交叉口飽和流率平均值為1830vehhln，對(duì)比分析后得到內(nèi)、中、外側(cè)車道的飽和流率無(wú)顯著性差異，且與其鄰近直行車道飽和流率無(wú)顯著差異的結(jié)論；然而加利福尼亞交通運(yùn)輸部的leonard16觀測(cè)了

30、加利福尼亞州橘子郡的5個(gè)三左轉(zhuǎn)車道交叉口34898輛車運(yùn)行數(shù)據(jù)，應(yīng)用hcm中推薦的方法計(jì)算得到平均飽和流量率為1928vehhln，并且發(fā)現(xiàn)不同的調(diào)查地點(diǎn)、調(diào)查時(shí)間(星期一至星期五)、調(diào)查員所得到的飽和流率值均無(wú)顯著性差異；但對(duì)于不同的車道位置、調(diào)查時(shí)段、調(diào)查時(shí)間(工作日與周末)。條件下所獲得的飽和流率值存在顯著性差異。ackeret17通過(guò)對(duì)內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯市三左轉(zhuǎn)的調(diào)查，得到內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)車道的飽和流率值分別為1773vehhln，1809vehh1n，1825vehh1n，該值明顯小于stokes.r.w和leonard的計(jì)算結(jié)果。tllobias sando和renatus.n.m

31、ussa從飽和流量、車道利用的角度分析了佛羅里達(dá)15個(gè)三左轉(zhuǎn)車道交叉口地點(diǎn)特性對(duì)運(yùn)行特性的影響，首先得到飽和流率平均值為1859vehhln，在95置信區(qū)間的飽和流率范圍是1810vehhln至1907vehhln，進(jìn)一步分析研究了地點(diǎn)特性(包括：交叉口類型(t型、十字型等)、交叉口夾角、相交道路類型(單行道、雙行道)、引道坡度、左轉(zhuǎn)車道拓寬與否、是否存在火車穿行、引道線形為曲線等)變量對(duì)飽和流率和車道使用特性的影響，并且通過(guò)均值間的多重比較確定了對(duì)飽和流率影響較大的地點(diǎn)特性變量。并得到下面的結(jié)論：1) 三左轉(zhuǎn)地點(diǎn)特性為坡度小于0，左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角小于900時(shí)的飽和流量較高；2) 當(dāng)三左轉(zhuǎn)為單行道，引

32、道線形為曲線時(shí)的飽和流量較低；3) 車道的利用情況取決于交叉口的地點(diǎn)特性，最內(nèi)側(cè)車道為拓寬車道比非拓寬車道的利用率低。1.3.2 國(guó)內(nèi)研究綜述國(guó)內(nèi)學(xué)者提出計(jì)算信號(hào)交叉口通行能力的方法主要有三種1819：北京市政設(shè)計(jì)院提出的停車線法；中國(guó)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范推薦方法；同濟(jì)大學(xué)楊佩昆教授提出的“沖突點(diǎn)法”。停車線法和城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范推薦方法在分析信號(hào)交叉口通行能力時(shí)將停車線作為控制面，而沖突點(diǎn)法根據(jù)信號(hào)交叉口實(shí)際交通運(yùn)行狀態(tài)，確定控制而為交叉口中的沖突點(diǎn)。交通部公路科學(xué)研究院、北京工業(yè)大學(xué)等科研院所編制的我國(guó)公路通行能力手冊(cè)20覆蓋了通行能力的全部研究領(lǐng)域該手冊(cè)中信號(hào)交叉口處的通行能力計(jì)算方法與美國(guó)h

33、cm方法相似。國(guó)內(nèi)對(duì)信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)專用車道的研究極少，臺(tái)灣學(xué)者曾平毅等人針對(duì)信號(hào)交叉口無(wú)沖突左轉(zhuǎn)車輛的消散特性進(jìn)行研究。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，左轉(zhuǎn)車隊(duì)中第四部車輛以后的平均離去車頭時(shí)距受到左轉(zhuǎn)速率和左轉(zhuǎn)運(yùn)行區(qū)域的縱向距離的影響，并且建立了綠燈時(shí)段及信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)段疏散車輛數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式；通過(guò)對(duì)比二、三左轉(zhuǎn)車道的運(yùn)行特性及疏散特性，得出雙左轉(zhuǎn)車道中內(nèi)側(cè)車道的平均車頭時(shí)距大于外側(cè)車道，三左轉(zhuǎn)車道中內(nèi)側(cè)車道的平均車頭時(shí)距大于中間車道大于外側(cè)車道；此外，本研究還以虛擬參數(shù)對(duì)綠燈時(shí)段內(nèi)雙、三左轉(zhuǎn)專用車道進(jìn)行同歸分析，并根據(jù)同歸模型中的斜率值得出雙、三左轉(zhuǎn)中車道的疏散能力南內(nèi)向外側(cè)有逐步提高的現(xiàn)象。1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究

34、綜述小結(jié)國(guó)外對(duì)于信號(hào)交叉口通行能力的研究大多沿用了美國(guó)hcm飽和流率的方法，而后結(jié)合本國(guó)各自的實(shí)際交通特點(diǎn)，所考慮的影響因素各有差別和特色。由于該法對(duì)左轉(zhuǎn)車道組的飽和流率的估算是以直行車道為基礎(chǔ)建立的飽和流率模型，因此，模型忽略了左轉(zhuǎn)與直行的差別。雙、三左轉(zhuǎn)專用車道和調(diào)頭車輛的研究，為信號(hào)交叉口通行能力的研究工作帶來(lái)新的問(wèn)題。目前，國(guó)外對(duì)雙左轉(zhuǎn)通行能力的研究較多，并取得了很多成果，但缺乏更多實(shí)證性研究支持，在一些方面沒(méi)有得到一致性結(jié)論；而且研究不夠深入，對(duì)多左轉(zhuǎn)車道的幾何、交通特性以及影響因素研究不足。然而，各國(guó)對(duì)三左轉(zhuǎn)車道通行能力的研究較少，僅有有限資料可查。目前，我國(guó)學(xué)者在這方面也做了大量

35、的工作，取得了一些十分有意義的成果，提出了不少適合我國(guó)道路交通情況的信號(hào)交叉口通行能力的計(jì)算和分析方法。但對(duì)多左轉(zhuǎn)車道交通運(yùn)行特性和通行能力方面的研究尚處于空白狀態(tài)，這不利于多左轉(zhuǎn)車道在我國(guó)進(jìn)一步推廣應(yīng)用。1.4 研究范圍本文的研究范圍界定為：城市道路信號(hào)交叉口，保護(hù)相位下多左轉(zhuǎn)專用車道通行能力及其影響因素的研究，主要針對(duì)多左轉(zhuǎn)車流特有的交通特性規(guī)律進(jìn)行分析。文中的多左轉(zhuǎn)專用車道分為單左轉(zhuǎn)專用車道、雙左轉(zhuǎn)專用車道以及三左轉(zhuǎn)專用車道三類。1.5 研究思路及內(nèi)容確定研究方向，縱觀國(guó)內(nèi)外的研究成果，大致采用三種方法：(1) 實(shí)測(cè)法：根據(jù)實(shí)地觀測(cè)交叉口相關(guān)交通參數(shù)，如通常采用固定時(shí)間內(nèi)通過(guò)的車輛數(shù)或釋

36、放固定車輛數(shù)所花費(fèi)的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算得到通行能力。(2) 飽和流率法：以交叉口交通流特性為基礎(chǔ)，確定理想飽和流率，用影響交叉口通行能力的因素對(duì)該值進(jìn)行修正，經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算后得到通行能力。(3) 仿真模擬法：搭建交通仿真模型，通過(guò)設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，估算通行能力。本研究衡量三種方法的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)獲得有針對(duì)性的數(shù)據(jù)，以交叉口間斷交通流的特性為理論基礎(chǔ)，即車頭時(shí)距分布特性、行車延誤、通行能力影響因素，并在分析過(guò)程中，借鑒美國(guó)hcm2000道路通行能力手冊(cè)的飽和流率方法，研究新形勢(shì)下我國(guó)城市道路信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道的交通運(yùn)行特性及規(guī)律，分析多左轉(zhuǎn)車道的交通流特性分析等相關(guān)問(wèn)題，詳見論文第2章，第3章。根據(jù)該

37、研究思路，本論文主要圍繞五部分展開研究：l. 國(guó)內(nèi)、外研究綜述。2. 多左轉(zhuǎn)專用車道交通特性研究。介紹了城市道路信號(hào)交叉口幾何和運(yùn)行方面的相關(guān)基本概念，并分析了多左轉(zhuǎn)車道車輛運(yùn)行特性及車道使用特性。為進(jìn)一步的分析奠定了理論基礎(chǔ)。分析內(nèi)容包括：(1) 左轉(zhuǎn)專用車道的轉(zhuǎn)彎特性分析；車道加寬特性和轉(zhuǎn)彎運(yùn)行特性(2) 左轉(zhuǎn)車道調(diào)頭特性分析；(3) 左轉(zhuǎn)車道使用特性分析；(4) 左轉(zhuǎn)各車道大型車車道使用特性分析。3. 信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道設(shè)置研究。研究?jī)?nèi)容包括：(1) 左轉(zhuǎn)車道設(shè)置原理；(2) 左轉(zhuǎn)車道如何設(shè)置。4. 長(zhǎng)春市自由大路與人民大街交叉口實(shí)例分析。5. 結(jié)論與展望?；仡櫿撐难芯砍晒?，為后續(xù)多左轉(zhuǎn)

38、交通安全領(lǐng)域的分析奠定理論基礎(chǔ)。222 信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道交通流特性分析在交通工程學(xué)中，特性是指使用交通流參數(shù)描述或反映出的交通流運(yùn)行狀態(tài)的定性、定量特征。信號(hào)交叉口保護(hù)型左轉(zhuǎn)車流是典型的間斷流，其最主要的特點(diǎn)是受信號(hào)控制的周期性干擾，使左轉(zhuǎn)車流周期性停駛。每次左轉(zhuǎn)車流的釋放都經(jīng)歷加速和減速的過(guò)程，造成啟動(dòng)損失和信號(hào)轉(zhuǎn)換的損失，這一特性與直行車流一致。然而，不同行駛方向的車流作為獨(dú)立的系統(tǒng)又具有各自的特性，彼此之間也存在著很大的差異。以下將分別闡述多左轉(zhuǎn)車道特有的特性。2.1 相關(guān)概念為便于后文引用、敘述，此處引入相關(guān)概念如下：周期是完整地顯示各相位信號(hào)的過(guò)程。周期時(shí)長(zhǎng)是指完成相位信號(hào)所需的

39、總時(shí)間，單位為秒。轉(zhuǎn)換間隔時(shí)間是指某相位的綠燈信號(hào)結(jié)束與下一相位的綠燈開始時(shí)間之間的間隔，通常顯示為黃燈信號(hào)，或者各方向都顯示為紅燈信號(hào)。有效綠燈時(shí)間是指在給定相位中，獲得通行權(quán)的車輛能夠有效利用的時(shí)間。它等于綠燈時(shí)間加上轉(zhuǎn)換間隔再減去損失時(shí)間，以秒為單位。綠信比是指有效綠燈時(shí)間與周期長(zhǎng)度之比。調(diào)頭車輛占有車道時(shí)間指調(diào)頭車輛前一輛車的車尾通過(guò)停車線的時(shí)刻與調(diào)頭車輛的車尾完全駛離車道即不阻礙后方跟馳車輛正常行駛的時(shí)刻之差，單位為秒，記作。調(diào)頭損失時(shí)間是指調(diào)頭車輛占有車道時(shí)間與受調(diào)頭影響的跟馳車輛的車頭時(shí)距的總時(shí)間之和同不受調(diào)頭影響的標(biāo)準(zhǔn)小型車飽和車頭時(shí)距的差值。車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑：車輛在轉(zhuǎn)向過(guò)程中

40、，轉(zhuǎn)向盤向左轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，車輛外轉(zhuǎn)向輪印跡中心在其支承面上的軌跡圓半徑中的較大者。它表征車輛在最小面積內(nèi)的回轉(zhuǎn)能力和通過(guò)狹窄彎曲地帶或繞過(guò)障礙物的能力。文中將其作為調(diào)轉(zhuǎn)車輛的轉(zhuǎn)彎半徑。本文所指左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑是指左轉(zhuǎn)車輛在左轉(zhuǎn)運(yùn)行當(dāng)中駛過(guò)的左轉(zhuǎn)車軌跡圓曲線的半徑，如果應(yīng)用于實(shí)際測(cè)量中，則左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑可用式得到（2-1），調(diào)頭車輛轉(zhuǎn)半徑。 （2-1） （2-2）操縱性是指車輛及時(shí)準(zhǔn)確地執(zhí)行駕駛者指令的能力，如左轉(zhuǎn)車輛通過(guò)交叉口時(shí)，駕駛員們都按照自己的意愿使行駛路線基本保持一致的左轉(zhuǎn)行駛軌跡；穩(wěn)定性是指車輛受到外界擾動(dòng)后，維持或迅速恢復(fù)原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力，反映了車輛運(yùn)行狀況的穩(wěn)定程度。操縱性與穩(wěn)定性是

41、左轉(zhuǎn)車輛維持左轉(zhuǎn)的特性，如果操縱性不良往往會(huì)導(dǎo)致汽車側(cè)滑、甩尾甚至翻車；穩(wěn)定性不好常會(huì)造成汽車失控，合稱為車輛操縱穩(wěn)定性，直接關(guān)系到車輛行駛的運(yùn)行效率、安全性和舒適性。2.2 左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎特性分析2.2.1 左轉(zhuǎn)加寬特性由于車輛本身具有差速器結(jié)構(gòu)的特性，使得車輛的內(nèi)、外側(cè)車輪的車速不相等。因此，車輛左轉(zhuǎn)彎時(shí)，出現(xiàn)車頭向左擺車尾向右擺的車身狀態(tài)，轉(zhuǎn)彎車道的圓曲線部分所需的轉(zhuǎn)彎空間比左轉(zhuǎn)車道直線行駛時(shí)的車道寬。該特性給多左轉(zhuǎn)車道帶來(lái)很大的安全隱患，如果排除車輛的操縱穩(wěn)定性，左轉(zhuǎn)曲線加寬的特性也會(huì)增加多左轉(zhuǎn)車道間的互相干擾，從而降低車輛運(yùn)行速度、安全性；增加了駕駛員的緊張感和對(duì)車輛的失控感。2.2.2

42、轉(zhuǎn)彎運(yùn)行特性任何外界的干擾，車輛通過(guò)信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于車輛左轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力，行駛路線、車身狀態(tài)、交通管制都發(fā)生改變，使駕駛員有不安全和不舒適的感受，車速略降低并盡量維持在能夠忍受的最快速度。通常，由于交叉口分配給左轉(zhuǎn)車流的空間是有限的，其轉(zhuǎn)彎半徑就是固定的。轉(zhuǎn)彎半徑會(huì)隨車速的增加而增大，即我們常說(shuō)的車輛具有不足轉(zhuǎn)向的特性，該特性可以提高汽車在左轉(zhuǎn)時(shí)的安全性；如果轉(zhuǎn)彎半徑隨車速的增加而減小，即常說(shuō)的過(guò)度轉(zhuǎn)向，則會(huì)導(dǎo)致車輛失穩(wěn)，引發(fā)交通事故。城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)轉(zhuǎn)彎半徑有明確的要求，車速越快轉(zhuǎn)彎半徑越大?？梢?，轉(zhuǎn)彎特性中轉(zhuǎn)彎半徑的重要地位。根據(jù)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，對(duì)車輛的橫向穩(wěn)定分析得到左轉(zhuǎn)曲線半

43、徑的計(jì)算公式： （2-3）式中：車輛在交叉口左轉(zhuǎn)彎時(shí)的設(shè)計(jì)速度()，取路段設(shè)計(jì)速度的0.6倍；橫向力系數(shù)。采用計(jì)算最小轉(zhuǎn)彎半徑時(shí)的對(duì)應(yīng)系數(shù)值。大型車取0.15；小型車取0.20；左轉(zhuǎn)車道的坡度；轉(zhuǎn)彎半徑(m)。2.3 左轉(zhuǎn)調(diào)頭特性分析調(diào)頭行為是左轉(zhuǎn)車道中不可忽略的交通行為及特性，其對(duì)本向左轉(zhuǎn)車道組通行能力及運(yùn)行特性影響較大。2.3.1 調(diào)頭現(xiàn)象描述通過(guò)對(duì)左轉(zhuǎn)專用車道實(shí)地觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，車輛調(diào)頭行為是左轉(zhuǎn)內(nèi)側(cè)車道特有的交通現(xiàn)象，并成為導(dǎo)致左轉(zhuǎn)運(yùn)行特性差異的主要原因之一。將周期內(nèi)包含調(diào)頭車輛的排隊(duì)釋放車輛分成兩部分考慮，以第四輛車為分界線：前四輛車中含調(diào)頭車輛的調(diào)頭車輛占有車道時(shí)間為，第四輛車以后含調(diào)頭

44、車輛的調(diào)頭車輛占有車道時(shí)間為(表示車輛位置)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：第一種情況：車輛在前四輛車的位置調(diào)頭時(shí)，(明顯)，甚至有(第一輛車的車頭時(shí)距)。原因分析如下：車輛處于前四輛車的位置時(shí)，調(diào)頭過(guò)程包括啟動(dòng)損失時(shí)間和調(diào)頭損失時(shí)間。首先，由于車輛調(diào)頭過(guò)程中，駕駛員將方向盤轉(zhuǎn)到最大角度，低速運(yùn)行，此時(shí)調(diào)頭車輛的轉(zhuǎn)彎半徑達(dá)到車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑，車速較低，造成增大；其次，由于車輛調(diào)頭時(shí)不得妨礙正常行駛的其他車輛或者行人通行，因此，左轉(zhuǎn)綠燈信號(hào)剛啟亮?xí)r，直行車輛尚未完全消散，使得調(diào)頭車輛要等待合流機(jī)會(huì)或直行車輛完全消散，增大了；并且其后方的跟馳車輛由于受其減速或停車影響，也不得不減速或停車。第二種情況：車輛在第四輛車

45、以后調(diào)頭即在飽和車隊(duì)中調(diào)頭時(shí)，調(diào)頭車輛的車頭時(shí)距大于其前后車輛的車頭時(shí)距，即可表示為，并且(為調(diào)頭車輛前方的第輛車；為調(diào)頭車后方跟馳的第輛車)，但其差異不明顯，該差異僅由調(diào)頭損失時(shí)間造成；同時(shí)，其后方車輛有減速的行為。2.3.2 調(diào)頭特性分析首先，確定研究對(duì)象為左轉(zhuǎn)釋放過(guò)程中飽和車隊(duì)(第四輛車以后)中的調(diào)頭車輛。在含調(diào)頭車輛的信號(hào)周期內(nèi)，左轉(zhuǎn)運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)頭車輛占用車道的時(shí)間明顯大于非調(diào)頭小型車的飽和車頭時(shí)距。因此，如果忽略調(diào)頭車輛的影響，將造成對(duì)飽和車頭時(shí)距的高估，對(duì)飽和流率的低估。根據(jù)調(diào)頭車輛的交通特性以及其對(duì)左轉(zhuǎn)運(yùn)行影響的作用機(jī)理，確定調(diào)頭行為是左轉(zhuǎn)車道通行能力的影響因素。2.4 車道使

46、用特性分析車道使用特性反映車輛在車道組車道間的分布情況。由于不同車道幾何特性和車輛運(yùn)行特性上的差別，造成車輛使用車道的特性也有所區(qū)別。多左轉(zhuǎn)車道的使用特性可由車道組利用系數(shù)及各車道的利用系數(shù)來(lái)衡量。在調(diào)查的7個(gè)雙左轉(zhuǎn)，5個(gè)三左轉(zhuǎn)車道組中，南車道組利用系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)左轉(zhuǎn)車道組的總體分布的平衡情況：雙左轉(zhuǎn)、三左轉(zhuǎn)的車道組利用系數(shù)的平均值分別為0.92、0.86，雙左轉(zhuǎn)的該系數(shù)普遍都要大于三左轉(zhuǎn)，可知增加一條車道會(huì)使車道組車輛分布的均衡性減弱；此外，各車道的利用系數(shù)值進(jìn)一步證明，雙左轉(zhuǎn)車道中，使用內(nèi)、外側(cè)車道的車輛各占50，車輛在車道間分布基本平衡；三左轉(zhuǎn)車道中，分布在內(nèi)側(cè)，中間、外側(cè)車道的車輛分別為

47、32、40、28，左轉(zhuǎn)車輛更傾向于選擇中間車道。2.5 大型車車道使用特性分析多左轉(zhuǎn)車道中，大型車更傾向于選擇外側(cè)車道行駛；另外，大型車對(duì)車道的選擇還受緊鄰?fù)鈧?cè)車道的直行車道幾何及運(yùn)行條件的影響。2.6 本章小節(jié)本章介紹了相關(guān)基本概念并首次提出調(diào)頭車輛占有車道時(shí)間和調(diào)頭損失時(shí)間兩個(gè)概念，以便后文分析使用，并且介紹了左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑的測(cè)量方法。結(jié)合實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要分析了信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道特有的交通特性：左轉(zhuǎn)調(diào)頭特性、左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎特性、車道使用特性，特別是重型車的車道使用特性。3 信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道設(shè)置研究本文將用交通流理論、概率論和排隊(duì)論對(duì)信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置依據(jù)進(jìn)行深入研究。討論左轉(zhuǎn)車輛對(duì)交叉

48、口運(yùn)行的影響和左轉(zhuǎn)車道設(shè)置的影響因素，分析信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置依據(jù)。3.1 左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置原理3.1.1 左轉(zhuǎn)車輛對(duì)交叉口運(yùn)行的影響左轉(zhuǎn)使交叉口沖突、延誤和事故增加，通行能力下降，并使信號(hào)配時(shí)變得復(fù)雜。在交叉口與左轉(zhuǎn)相關(guān)的沖突有：車輛與車輛、車輛與行人、車輛與自行車的沖突以及自行車與行人、自行車與自行車的沖突。引起左轉(zhuǎn)沖突的原因主要有：對(duì)向直行交通、本向直行交通、橫穿的車輛和行人。在沒(méi)有設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道的情況下，左直或左直右混行。在通過(guò)交叉口的過(guò)程中，左轉(zhuǎn)和直行車輛以及對(duì)向交通產(chǎn)生復(fù)雜的相互作用，左轉(zhuǎn)與對(duì)向交通相互干擾，在共用車道內(nèi)，直行車與轉(zhuǎn)彎車分離、本向左轉(zhuǎn)車對(duì)后面跟行的直行車產(chǎn)生阻礙

49、等，如圖3-11。由圖3-1可知，在沒(méi)有左轉(zhuǎn)專用車道的情況下，左轉(zhuǎn)車對(duì)直行造成的延誤主要由于左轉(zhuǎn)車等待可穿越的空檔致使直行車停車或減速，將因受左轉(zhuǎn)車影響而減速或停車的直行車稱為受干擾車輛。受阻或延誤的直行車輛的數(shù)量取決于左轉(zhuǎn)車輛數(shù)和一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)左轉(zhuǎn)車輛在排隊(duì)中的位置。直行車輛中受干擾車輛的比例是對(duì)向交通量和本向左轉(zhuǎn)比例的函數(shù)。比例隨著本向左轉(zhuǎn)比例、對(duì)向交通量和本向交通量的增加而增加。在本向交通量和左轉(zhuǎn)交通量較低的情況下，后面的直行車輛可變更車道而不必減速，隨著交通量的增加，干擾逐漸變得嚴(yán)重，為保證交通的服務(wù)，必須控制受干擾車輛的數(shù)量或比例，設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道。l受影響和阻礙的車輛不受影響共用綠

50、燈時(shí)間左轉(zhuǎn)車輛受阻的直行車輛沒(méi)受阻的直行車輛圖3-1 信號(hào)交叉口直左混行車道的運(yùn)行圖式3.1.2設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的主要影響因素左轉(zhuǎn)車道將左轉(zhuǎn)車從直行車道中分離出來(lái)，可提高交叉口的安全性、提高交叉口的運(yùn)行效率、從而道使相位設(shè)置更加靈活同時(shí)左轉(zhuǎn)也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，如降低行人過(guò)街安全性、提高造價(jià)等。左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置與否主要從交叉口的運(yùn)行效率和安全性兩大方面考慮。考慮的主要因素：本向直行、左轉(zhuǎn)交通量、左轉(zhuǎn)交通量百分比、對(duì)向左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)交通量、設(shè)計(jì)和運(yùn)行車速、車道數(shù)以及交通事故等。而其中關(guān)鍵因素是本向交通量、左轉(zhuǎn)交通量、對(duì)向交通量、運(yùn)行車速和對(duì)向車道數(shù)，這是本文重點(diǎn)考慮的因素。3.2 信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車道的設(shè)

51、置3.2.1 理論分析對(duì)于信號(hào)交叉口，由于受信號(hào)燈的控制，車流的運(yùn)行狀態(tài)與無(wú)信號(hào)交叉口不同，所以t也不同。研究表明，在無(wú)左轉(zhuǎn)專用車道的情況下，設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位的效果不理想，所以，在不設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道時(shí)，一般不設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位，下文的討論也針對(duì)無(wú)左轉(zhuǎn)相位的情況。在信號(hào)交叉口，每個(gè)方向的車流只有在綠燈期間通行，所以，只有在綠燈期間才能出現(xiàn)可穿越間隙，且可穿越間隙的最大值不能超過(guò)綠燈時(shí)間。3.2.2 參數(shù)討論與應(yīng)用分析要計(jì)算左轉(zhuǎn)交通量，首先要確定相關(guān)參數(shù)。一個(gè)交叉口在給定的配時(shí)方案下，進(jìn)口左轉(zhuǎn)車輛影響的車道數(shù)、綠信比、對(duì)向交通量是可以確定的。受左轉(zhuǎn)影響的直行車停車概率的限值和左轉(zhuǎn)穿越對(duì)向車流的臨界間

52、隙則是需要確定的。3.3.2.1 受左轉(zhuǎn)影響的直行車停車概率的限值為保證直行車的服務(wù)水平，必須對(duì)由左轉(zhuǎn)引起的停車比例進(jìn)行控制，pw間接反應(yīng)了交叉口的服務(wù)水平。目前廣泛應(yīng)用的的值是harmelink4在1967年給出的。運(yùn)行車速是影響的主要因素，但考慮到中國(guó)交通的實(shí)際狀況，車流在交叉口受行人和非機(jī)動(dòng)車的干擾較大，運(yùn)行車速偏低，參照國(guó)外情況給出我國(guó)的默認(rèn)建議值，表3-1。表3-1 受左轉(zhuǎn)影響的直行車停車概念的限值進(jìn)口道運(yùn)行車速400.020500.015600.0103.3.2.2 左轉(zhuǎn)穿越對(duì)向車流的臨界間隙臨界間隙的大小對(duì)左轉(zhuǎn)穿越對(duì)向車流的影響很大，增大，說(shuō)明左轉(zhuǎn)車穿越對(duì)向交通流將變得困難，對(duì)交

53、通運(yùn)行的影響加大。交通條件的復(fù)雜程度不同，臨界間隙也不同。研究表明，主要與以下因素有關(guān)：車流的運(yùn)動(dòng)方向、被穿越車流的車道數(shù)、被穿越車流的運(yùn)行車速、視距、駕駛員特性、車輛性能等。臨界間隙可以通過(guò)理論模型和實(shí)際觀測(cè)獲得。不同交叉口的臨界間隙各不相同，在有條件的情況下，建議進(jìn)行臨界間隙的交通調(diào)查。根據(jù)已有的研究成果，我國(guó)城市交叉口左轉(zhuǎn)車臨界間隙可采用如下建議值，如表3-2。表3-2 信號(hào)交叉口左轉(zhuǎn)車可穿越的間隙被穿越車流速度穿越1條車道時(shí)間穿越2條以上車道時(shí)間小型車中型車大型車平均值小型車中型車大型車平均值405.05.57.05.2755.86.58.06.125505.56.17.85.8206

54、.57.59.06.900606.27.08.56.5507.28.510.07.675*各車型比例：小型車75%，中型車15%，大型車10%。為了便于工程應(yīng)用，對(duì)典型情況進(jìn)行計(jì)算，獲得不同情況下設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的左轉(zhuǎn)交通量的最小限值。其中計(jì)算參數(shù)的取值為： 為100-800輛/車道，間隔為50輛； 為60-120s,間隔為10s； 為0.2-0.8，間隔為0.1； 取表3-1中的值； 取值如表3-2所示。由計(jì)算結(jié)果得到： 信號(hào)交叉口設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的影響因素主要有對(duì)象交通量、進(jìn)口道車道數(shù)、運(yùn)行車速、周期、綠信比等； 隨著運(yùn)行車速的提高，設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的左轉(zhuǎn)交通量下降； 左轉(zhuǎn)車道的左轉(zhuǎn)交通量隨著對(duì)向交通

55、量的增加而降低，降低的速率呈遞減趨勢(shì)； 設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的左轉(zhuǎn)交通量隨周期和綠信比的增加而增加，但隨著對(duì)向交通量的增加，差值變得越來(lái)越?。?設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的左轉(zhuǎn)交通量隨進(jìn)口道車道數(shù)的增加而增加，但隨著對(duì)向交通量的增加，差值變得越來(lái)越小。4 實(shí)例分析例如長(zhǎng)春市人民大街和自由大路交匯處，就是典型的信號(hào)交叉口多左轉(zhuǎn)車道的例子。自由大路人民大街圖4-1 自由大路與人民大街交匯4.1 人民大街與自由大路交叉口通行能力計(jì)算1. 停車線斷面一條直行車道的設(shè)計(jì)通行能力計(jì)算公式 （4-1）式中：信號(hào)周期；每周期內(nèi)的綠燈時(shí)間；綠燈亮后，第一輛車啟動(dòng)，通過(guò)停車線的時(shí)間；折減系數(shù)，；直行車通過(guò)停車線的車頭時(shí)距。小型車組成的車隊(duì)，；大型車組成的車隊(duì)，；拖掛車組成的車隊(duì)，。2. 人民大街s-n方向，七車道，兩條左轉(zhuǎn)車道，一條右轉(zhuǎn)車道，四條直行車道，車道寬度3-3.5米，信號(hào)周期為480秒,直右行車道有效綠燈時(shí)間295秒，左轉(zhuǎn)車道有效綠燈時(shí)間50秒。人民大街:直行單車道通行能力左轉(zhuǎn)單車道通行能力人民大街與自由大路交叉口進(jìn)口道方向：人民大街：直行單車道通行能力左轉(zhuǎn)單車道通行能力人民大街與自由大路交叉口進(jìn)口道方向：3. 自由大路e-w方向，四條直行車道，車道寬度3-3.5米，信號(hào)周期為480秒,直右行車道有效綠燈時(shí)間85秒，左轉(zhuǎn)車道有效綠燈時(shí)間35秒。自由大路：直行單車道通行能力直行單車道通行