道路工程交叉口设计方案探讨

道路工程交叉口设计方案探讨

陈建强

天津华厦建筑设计有限公司 天津 300300

摘要：现阶段，多条道路汇聚则形成交叉口，是整个城市交通网络中较为关键的节点，同时也是交通拥堵、安全事故的高发区域，以合理的方式做好交叉口路段的设计工作极具必要性，将直接关乎交通系统的运转水平。下面本文就道路工程交叉口设计方案进行简要探讨。

关键词：道路工程；交叉口；设计方案；

1 道路中心区交叉口存在的问题

1.1 中心区道路交通组成复杂

除大量机动车外，还存在非机动车、行人等慢行交通，在交叉口处冲突尤为严重。

1.2 中心区交叉口改造限制条件多

相对于新建道路，城市中心区交叉口优化改造受到限制条件较多。主要包括：两侧用地开发强度较高，路幅宽度受限；城市配套的重要杆件较多，如电力杆件、路灯、监控设施等；单位进出口多等。

1.3 时间不均匀性明显

由于人们工作及学习都有时间规定，在城市交通时间特性上存在高峰和非高峰的差别，因此，在城市交叉口中，交通存在较强的时间不均匀性，特别是在城市的核心位置，在居民上下班，孩子上学下学期间，交通量达到高峰，非机动车、机动车综合流量成为交通主流。

2 道路工程交叉口的设计原则

2.1 交通组织的合理性原则

交叉口设计不合理是诱发城市交通拥堵乃至交通事故的关键原因，因此在交叉口的设计工作中，设计者应充分考虑到车辆行驶期间的插行问题，配置专用的车道，用于给各流向的车辆提供清晰的引导，以便各车辆均可按照既定出行目标有序驶入特定的通行路线中，从源头上规避车流插行问题。根据车辆的行驶特点，其通常需经过道路交叉口，不同车辆的目的地有所差别，由此出现分流、交叉以及合流的情况，出于安全层面的考虑，驾驶者需提前减速，观察周边交通情况。为配合驾驶者的驾驶行为，在交叉口的设计中应合理应用标志线、辅助车道、交通信号指示灯等，通过此类设施的综合应用，实现对道路交叉口的深度优化，引导车辆高效行驶，提高交通流的秩序性。

2.2 安全性原则

车辆行驶至交叉口后，驾驶者经观察后掌握周边的交通情况。为确保驾驶者在交叉口所观察的情况更全面，设计者需立足于驾驶者的角度，充分满足驾驶者对周边车流、人流信息的掌握需求，使其快速掌握各车道的实际情况，进而采取合适的驾驶行为，实现安全行车。例如，在交叉口的右转弯车道中可以针对转弯外侧边缘石采取优化措施，具体采取圆弧形或平滑曲线的形式。此外，需以车辆右转弯的最小转弯半径为基本依据，严格控制切圆半径，保证后者大于前者，从而在安全的前提下提高交叉口的通行效率。

3 城市中心区交叉口改造思路

城市道路交叉口往往是整条道路的瓶颈，在拓宽受限的情况下，为提升交叉口整体通行能力，可以通过平面改造、优化信号控制等多种方法实现提升交叉口整体通行能力。

3.1 交叉口平面改造

在工程实际应用中，一般会出现以下两种情况：（1） 进口车道数大于出口车道数，由于一个信号灯周期进入交叉口的车辆多于驶离交叉口的车辆数，机动车将在交叉口中间积压，当交通量达到一定程度时形成拥堵，交叉口将成为整个路网的瓶颈；（2） 进口车道数小于出口车道数，由于一个信号灯周期的进入交叉口的车辆少于驶离交叉口的车辆数，机动车通过交叉口很快就能得到疏散，不会在交叉口中间形成积压，但如果出口车道数比进口车道数多得多时，车辆变道会增多，增加了交通事故的发生概率，对两侧用地严重受限的地方也是一种浪费现象。

3.2 信号控制方案

对交叉口的信号控制可以采取两种方案，按进口放行与按相位放行。（1） 按进口放行。机动车通行——适用于各个进口道流量差异较大、展宽空间受限的交叉口，见图1。

图1 按进口放行信号相位模式示意

行人通行——单个相位只能允许一个方向行人通行，对角通行的行人等待时间较长，见图2。

图2 按进口放行行人信号相位模式示意

（2） 按相位放行。机动车通行——适用于对向进口流量较为均衡、展宽空间充分的交叉口。

对向进口流量较为均衡、展宽空间充分的交叉口宜改为按相位放行；道路流量差异较大的路口，可一组按相位放行，另一组按进口道放行。所以对两侧用地严重受限的情况，在现有用地范围内通过优化道路平面、调整车道数、优化信号控制等措施，调节各个方向的通行能力，使交叉口整体通行能力达到最优，从而实现整体路网的最优。

3.3 智能交通信号控制系统在城市交叉口中的应用

3.3.1 我国城市交通具有典型的混合组成特性，但行人与车辆在路权分配和竞争中，行人往往处于劣势，多是由于交通冲突和行人出行的特征和规律造成的，这样不但影响交通流的顺畅通行，还对行人造成安全隐患。行人出行的特征和规律与道路、交叉口、周边生活环境有强关联性，因此针对情况较为复杂的混合交通环境，设计出了信号路口行人过街系统 ；以此高效优化整个交叉口交通路网。

3.3.2 智能交通信号的系统设计

1）交通信号控制相位差智能交通信号系统设计可以规划每个系统间控制规模，避免因某个系统出现故障，连带给其它路段的交通带来的影响，降低多方向相位差变化导致的相互作用力。例如，可以通过智能系统对行人过街检测信息进行数据分析和挖掘，从行人到达规律、过街速度、起动时间、交通违法等方面出发，对路段过街的个体行人过街特性和人群过街特性进行研究，并分析信号灯配时对行人过街交通行为的影响，应用交通冲突分析方法，对影响行人过街安全的交通冲突进行分析，提出交叉口行人过街安全可靠度计算方法。并增加对向非冲突流向放行时间，设置中间相位，使信号相位满足人们通行需求。

2）典型智能交通信号控制器的系统逻辑，由交通流采集、交通信号控制、信号配时方案输出三大模块构成。交通流信息采集基于多种传感器构成的行人检测器、车辆检测器阵列完成交通流动态数据采集。采样数据经交通信号控制器逻辑处理算法后生成配时方案，完成交通信号灯控制实际路口运行状况。达到改善交通流运行现状的目的，合理组织、分流交通，构建车路协同控制系统。达到预期期望控制效果，在保障行人安全基础上，最大限度减少车辆延误，提高道路通行能力。基于典型智能交通信号控制的系统逻辑，设计智能行人安全过街智能交通信号器，其由交通流检测模块、控制模块和输出驱动模块构成。

结束语

综上所述，交叉口是道路设计中的重点内容，鉴于其具有易交通拥堵、交通事故多发的特点，需合理组织设计工作，遵循因地制宜的原则，对接周边的道路，切实提高交叉口设计方案的可行性。

参考文献：

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[2] 赵伟，肖贵平，苑红伟.对城市道路交叉口左转专用车道设计的探讨[J]. 北京建筑工程学院学报，2020（11）：125-127.

[3] 同济大学.城市道路交叉口规划规范： GB50647—2019[S]. 北京：中国计划出版社，2019.