收稿日期: 2003211220.
作者简介:沈建武(19532),男,教授;武汉,武汉大学城市建设学院(430072).
信号交叉口共用车道左转车比例系数研究
沈建武1
(1.武汉大学 城市建设学院,湖北 武汉 430072)
摘 要:对于信号交叉口(直左)共用车道中左转车比例系数的计算,目前国内外文献中有不同方法,但各有其
局限或不足之处,国家有关规范中也未给出计算模型.在分析国内外有关文献所给计算模型的基础上,推导建
立了简便实用的计算模型,该模型克服了原有计算方法的不足,具有较明显的优点,为信号控制平面交叉通行
能力分析提供了较好的计算方法.
关键词:通行能力; 信号交叉口; 共用车道
中图分类号:U491. 54 文献标识码:A 文章编号: 167227037(2004)0220035202
在对信号交叉口通行能力进行讨论时,左转
车辆的多少对平交口通行能力有很大影响.当左
转车辆在进口道来车中所占比例不大时,在进口
道交通组织上可安排直左共用车道而不必设置左
转专用车道.在这种情形下,直左共用车道中左转
车比例是不等于进口道左转车比例(后者针对进
口道全部来车及全部进口车道而言)的.在信号控
制交叉口通行能力计算中,通常的算法是给定进
口道不同的来车比例,然后在不同的车道组合条
件下计算各类车道的通行能力,其中直左共用车
道中左转车比例需另行计算.目前国内外有关文
献中对此有不同的计算方法,但又各有局限和不
足.作者在分析已有算法基础上,建立新的适用算
法,作了新的探讨研究.
1 分析与建模
1.1 分析
在我国现行的有关设计规范[ 1 ]及教科书[ 2～5 ]
中,对于信号交叉口通行能力,是先计算直行专用
车道的通行能力,其它各种车道的通行能力(如直
右,直左,直左右共用;左,右转专用等车道)则是
根据左,右转车的比例作折减后计算得到.若将某
一进口道来车中左转车比例用Bl表示,对直左共
用车道中左转车比例可用B′
l表示,则一条直左共
用车道的通行能力表示为
Nsl=Ns1-B′
l 2 (p cu h),
式中,Ns为一条直行专用车道的通行能力(p cu
h),而B′
l的计算,现行规范[ 1 ]并未给出,教科书中
的计算方法也各不相同,以图1为例作分析.
图1 十字交叉口交通组织示意
假设图1中信号交叉口向左,右转车各占本
面进口道流量的比例Bl和Br均为15% ,对N面
(或S面)进口道,参考文献[ 2 ]对B′
l的计算为
B′
l=Bl 50.(1)
因为该进口断面全部二条车道均为共用车道,承
担了全部进口流量,则每一车道应承担50% ;对
E面(或W面)进口断面,右转专用车道承担了
15%的右转车,剩余85%的进口流量由一条直
右,一条直左共用车道共同承担,则每一条应为
42. 5% ,所以计算式为
B′
l=
Bl
85 2
.(2)
这样的处理虽然简便,却欠合理.在信号交叉
口中,左转车通过交叉口所受到的限制和影响要
大于直行和右转车,同时也对本车道的直行车造
成影响,一条直行专用车道或直右共用车道与一
条直左共用车道的通行能力是不同的,用平均承
2004年6月 J. o fHU ST.(U rbanScienceEd it io n)J un. 2004
担进口流量的方法处理就显得过于简略.
在参考文献[ 3 ]中,考虑了上述不足,给出的
相应计算式为
B′
l= 2(1-x).(3)
当本面进口道中无右转专用车道时,
x=
1
4
(2-Bl)+(2-Bl)2- 8(ns+ 1)Bl
;(4)
当本面进口道中有右转专用车道时,
x=
1
4
2-
Bl
1+Br
+2-
Bl
1-Br
2
- 8ns
Bl
1-Br
,
(5)
式中,ns为直行专用车道条数.公式(4)及(5)在计
算上比较繁琐,实用中颇为不便,且当ns≥2时,
公式中的根号算式内将有可能为负值.例如若将
ns= 2,Bl=Br= 0. 15代入(4)式,则根号内为负;
若ns= 3,代入(5)式,则根号内为负,即公式(3)～
(5)对一个进口断面仅有一条直行专用道,且单向
三车道以下时适用,这使得公式的应用受到很大
的局限.
在美国《公路通行能力手册》(1994年第三
版)中,也讨论了直左共用车道中左转车比例系数
问题,它给出的计算式为
B′
l=Bl1+(N- 1)g (fs gu+ 4. 5),(6)
式中,N为某一进口道中的全部车道数;g为有效
绿灯时间;fs为左转饱和系数,与对向交通量的
大小有关;gu为左转车辆不被对向放行的车辆阻
塞的那一部分绿灯时间(s),计算式为
gu=
g-gq 当gq≥gf;
g-gf 当gq