基于时间效益的共享转换车道设置研究

基于时间效益的共享转换车道设置研究

李永琦

重庆交通大学  交通运输学院  重庆  400074

摘 要：通过分析共享转换车道的基本原理与设置条件，提出相关参数的计算方法，选取重庆市典型平面交叉口为研究对象，以交叉口整体延误的时间效益为评价指标，运用VISSIM仿真软件评估该交叉口共享转换车道方案的可行性，对方案实施前后的交叉口延误进行对比，验证该交叉口设置共享转换车道的适用性，证明设置合理的共享转换车道使交叉口服务水平提升。研究成果为城市道路交叉口的共享转换车道设置方案提供了参考依据。

关键词：共享转换车道；时间效益；交通仿真；服务水平

引言

在城市道路交通网络中，平面交叉口是重要的空间组成节点，各进口道不同转向的交通流在交叉口内部频繁地发生合流、分流与交织冲突，使交叉口成为制约路网通行能力的“瓶颈”。共享转换车道作为左转车道的一种特殊交通组织形式，目的是尽可能地挖掘平面交叉口可利用的空间资源，缓解左转交通流对交叉口通行效率的影响。目前，国内对于共享转换车道设置长度以及中央分隔带开口长度的研究较少，本文分析了共享转换车道的基本原理与应用条件，提出共享转换车道长度与中央分隔带开口长度的计算方法，这对于缓解交通拥堵问题、提升交叉口的通行效率都具有重要意义。

1、共享转换车道原理及设置条件

1.1共享转换车道基本原理

共享转换车道的基本原理是充分发掘交叉口的时间与空间资源，将与左转车道相邻的一条或多条出口车道作左转共享转换车道，为左转车流提供更多的空间路权。此外，通过共享转换车道开口处设置的信号灯控制，当共享转换车道上无对向车流时，左转车辆可以由开口驶入，与传统左转车道的车辆同时放行，提高交叉口左转车流通行能力。

1.2共享转换车道的设置条件

共享转换车道能提高平面交叉口的通行能力，但是并不适用于所有交叉口，共享转换设置需要满足以下条件：（1）交通适用条件：交叉口左转交通流量大，部分左转车辆停车次数与停车延误较大；在现有交通组织设计的基础上，只采取优化信号配时的措施无法满足左转车辆需求。（2）道路适用条件：现状交叉口左转车道数较少且无法拓宽；共享转换车道数量与常规左转车道数之和不大于对应的出口车道数；此外，为满足相交方向右转车辆通行需求，共享转换所在进口方向的出口车道数应不少于3条。（3）交叉口内部空间条件：为了避免驶入共享转换车道的车辆，因交叉口转弯半径过小无法顺利完成左转，交叉口内部要有预留足够的空间，通过共享转换车道驶出的车辆转弯半径一般不小于25m。

1.3共享转换的交通设施需求

共享转换车道与传统左转车道的交通组织形式有较大差异，需要配备交通信号灯、标志标线等交通管控设施对驾驶人进行引导：（1）共享转换车道起点的上游处应设置警告标志，提示驾驶人减速慢行，避免车辆在中央分隔带开口处突然减速，导致追尾事故发生。（2）共享转换车道起点的开口处设置黄色网格线，避免车辆占用开口，影响后续车辆进入共享转换车道。（3）共享转换车道与常规左转车道的车流在通过交叉口时容易相互干扰，应在交叉口内部增设导流线，引导车辆有序通过交叉口。

2、共享转换车道相关参数设计

2.1共享转换车道长度

共享转换车道的长度既要满足左转车辆交通需求，又要保证车辆行驶安全。若车道设置过长，共享转换车道内滞留车辆可能无法及时清空，与对向车流发生冲突。若车道设置过短，则单个周期绿灯时间内经由共享转换车道通过交叉口的车辆较少，对交叉口通行能力的提升意义不大。为满足高峰期间左转车辆排队长度需求，共享转换车道的长度应满足：

式中：为高峰期间左转车辆到达率（pcu/s）；为左转向位红灯时长（s）；为排队车辆平均车头间距（m）；为进口道导向车道线长度（m）；为交叉口上游功能区长度，（m）；为共享转换车道数；为常规左转车道数。

2.2中央分隔带开口长度

左转车辆经由中央分隔带开口处进入共享转换车道存在一个换道过程，中央分隔带的开口长度对车辆在换道过程中的安全风险和通行效率有较大影响。在换道过程中，开口长度与换道车辆的转弯半径、车辆宽度以及中央分隔带宽度有关。中央分隔带的开口长度应满足：

式中：为车辆最小转弯半径（m）；为换道车辆的宽度（m）；为中央分隔带宽度（m）。

3、实例分析

3.1交叉口概况

选定重庆市渝中区的瑞天路与长和路交叉口作为仿真对象，该交叉口为十字型信号控制路口，东西方向为瑞天路，南北方向为长和路，承担着较大的过境车辆，周边的办公、娱乐和商业区域扩大了高峰时段的通勤需求，进一步增加了节点的交通运行压力，造成拥堵；此外，早晚高峰时段东进口左转车流量大，车辆排队长，通行效率较低。

3.2设置条件分析

通过现场交通调研，得到现状交通参数如下：（1）瑞天路与长和路交叉口东进口左转交通流量较大，为450pcu/h，在现有交通组织设计的基础上，只采取优化信号配时的措施无法满足左转车辆需求。（2）共享转换车道与常规左转车道数之和

等于对应的出口车道数；此外东出口车道数为3条，满足设置条件。（3）交叉口内部有足够的空间，可供由共享转换车道驶出的车辆完成左转。综上所述，瑞天路与长和路交叉口符合设置共享转换车道的条件。

3.3仿真分析

运用VISSIM仿真技术对瑞天路与长和路交叉口增设共享转换车道的方案进行效果评估。根据相关参数的计算方法，确定共享转换车道的最佳开口长度为10m，最佳车道长度为50m，车道数为1条。

瑞天路与长和路交叉口东进口设置左转共享转换车道后，晚高峰时段东进口左转车辆最大排队长度由176.54减少为124.12m，车辆平均延误由67.16降低为36.28s，东进口左转服务水平从F提升为D。交叉口总延误由36.41降低为28.97s，路口整体服务水平由D提升为C，总提升率为20.4%，优化效果较为显著。

4、结语

本文针对共享转换车道这一交通组织形式，详细介绍了其适用条件和相关参数的计算方法，并以重庆市典型平面交叉口为对象，在进行实际交通调查的情况下，确定共享转换车道的最佳设置长度与开口长度。运用VISSIM仿真软件评估该交叉口设置共享转换车道的方案可行性，将优化方案与现状方案的车辆延误进行了对比，得出共享转换车道使交叉口整体延误降低这一结论，说明设置合理的共享转换车道对平面交叉口具有良好的适用性和实用性，本文的研究成果可为改善交通拥堵问题提供相应的参考依据。

参考文献

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