時間：2023-07-18 17:07:02
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Use Synchro to deisgn Signal Timing of Intersection
Yuan Liang
（WenZhou Urban Transport Research Department，WenZhou325027）
Abstract: The paper use Jinxiu Road and Huimin Road’s Intersection’s peak- hour volume, signal timing and traffic organize, which were surved on-site to simulate and evaluate the intersection’s traffic during afternoon’s peak hour with Synchro software. Then bring up some improved scenarios, and use Synchro software to optimize the intersection’s signal timing, and simulate them, get the best scenario at last.
Key words： Synchro signal timing, intersection optimization
中圖分類號：U412.35文獻標識碼：A文章編號：
隨著中國經濟的快速發展，現代化城市規模的不斷擴張，機動車保有量近年來大幅提高，給城市帶來一系列問題，而交通擁堵則首當其沖，成為城市發展所面臨的一大難題。提高道路利用效率是緩解該難題的有效方法之一，一般情況下，城市道路的車輛通行能力不是取決于路段、而是交叉口。因此，平面交叉口的設計及優化至關重要，它包括交叉口標志標線、交通組織管理、信號設置及配時等。在此，以溫州市錦繡路-惠民路交叉口為例，對信號設置及配時進行優化設計。
現狀描述
錦繡路是溫州市區東西向的核心主干道，路段紅線寬50m，三塊板形式，標準橫斷面是5.5m人行道+5.5m綠化帶+2m非機動車道+10.5m機動車道+3m綠化帶+10.5m機動車道+2m非機動車道+5.5m綠化帶+5.5m人行道，它東接新城大道、機場大道，通至龍灣，西接西山路、溫瞿公路，通至瞿溪。
惠民路路段紅線寬36m，是南北向的主要次干道之一，標準橫斷面是7m人行道+4m非機動車道+14m機動車道+4m非機動車道+7m人行道，現狀北至江濱中路，南至溫州大道。
錦繡路-惠民路交叉口呈規則十字型，各進口道已進行渠化設計，東西進口道由路段的3車道渠化為5車道，分別為1個左轉、3個直行和1個右轉，其中左轉車道容許車輛掉頭，南北進口道由路段的2車道渠化為4車道，分別為1個左轉、2個直行和1個右轉。
該交叉口現狀采用固定式信號控制，平峰時段與高峰時段差別化設置。以夏季為例，17：30-18：00之間的信號設置與其他時段不同，該時段內的信號周期T=124s，相位設置和配時方案見圖1，由此可計算得到有效綠性比。
將晚高峰小時交通量調查結果換算為標準小汽車（pcu），各轉向的高峰小時系數見表1（高峰小時系數PHF越小表示交通量越集中于高峰15分鐘，模擬計算出來的排隊長度和延誤則越大）。
表1 錦繡路-惠民路交叉口各轉向PHF
現狀仿真
通過現場觀測與調查得到，該交叉口晚高峰小時機動車交通流量較大，東西向直行尤為明顯，特別是東進口，現場觀測的排隊長達200m。在東西向直行流量遠大于南北向直行流量，而東西向直行的綠信比卻明顯少于南北向的情況下，信號設置顯然不合理。
接著通過Sychnro對交叉口的現狀進行仿真，仿真的各項數據均來自交通調查，然后將仿真結果與現狀觀測情況作對比，以校核仿真過程中各項設置的合理性，最后利用合理的參數和步驟來設計優化方案。
仿真可以直觀地、動態地模擬交叉口的運行情況。現狀仿真中東進口直行車道第95百分位交通量排隊長度為187.2m，延誤為423.4s，與現場觀測相似，仿真中其他進口道的運行情況與現狀也比較吻合，即現狀仿真合理。
優化方案
通過對交通量調查數據和現狀仿真結果進行分析，特制定以下三個信號相位設置方案，分別對它們進行優化配時和仿真。
3.1 方案一
相位設置：保持現狀晚高峰時段相位不變，即第一相位為東進口直行、左轉（容許掉頭），第二相位為西進口直行、左轉（容許掉頭），第三相位為南北進口的直行，第四相位為南北進口的左轉。
利用Sychnro優化交叉口信號周期長，優化范圍為T=50~150s，每5s計算一次，得到最優周期T=100s，優化配時結果見圖5。相位一中東進口直行時長33s，左轉（容許掉頭）時長20s；相位二中西進口直行35s，左轉（容許掉頭）時長22s；相位三中南進口直行時長22s，北進口直行時長23s；相位四中南進口左轉時長22s，北進口左轉時長23s。
信號配時優化時，容許早開/遲閉最優化，從圖5Time Window中的Lead/Leg行可以看到每個轉向的設置為早開還是遲閉，另外從下方的相位圖中可以看出設置的具體時間。
3.2方案二
相位設置：第一相位為東西進口直行，第二相位為東西進口左轉（容許掉頭），第三相位為南北進口直行，第四相位為南北進口左轉。
利用Sychnro優化信號周期長，優化范圍為T=50~150s，每5s計算一次，容許早開/遲閉最優化，得到最優周期T=130s，優化配時結果見圖6。相位一中東進口直行時長43s，西進口直行時長48s；相位二中東進口左轉（容許掉頭）時長21s，西進口左轉（容許掉頭）時長26s；相位三中南進口直行時長30s，北進口直行時長29s；相位四中南進口左轉時長32s，北進口左轉時長31s。
3.3方案三
相位設置：與現狀平峰時段的相位設置相同，第一相位為東西進口直行，第二相位為東西進口左轉（容許掉頭），第三相位為南進口直行和左轉，第四相位為北進口直行和左轉。
利用Sychnro優化信號周期長，優化范圍為T=50~150s，每5s計算一次，容許早開/遲閉最優化，得到最優周期T=110s，優化配時結果見圖7。相位一中東進口直行時長36s，西進口直行時長37s；相位二中東進口左轉（容許掉頭）時長23s，西進口左轉（容許掉頭）時長24s；相位三中南進口直行和左轉時長均為24s；相位四中北進口直行和左轉時長均為26s。
推薦方案評價
采用Synchro進行優化配時設計，在Time Window中直接顯示評價交叉口運行狀態的兩個重要指標，即排隊長度和延誤。
表2 錦繡路-惠民路交叉口評價指標
因為交叉口的主要問題表現為東西進口道排隊長和延誤大，所以在此著重分析東西進口道的指標。
首先進行排隊長度的分析，3個方案中東進口直行排隊長度分別為97.6m、126.2m和108m，西進口道直行排隊長度分別為56.2m、71.9m和63.5m，方案一的排隊最短，其次是方案三，最后是方案二，南、北進口直行排隊長度與東、西進口一致。從排隊長度指標分析來看，方案一最優。
然后分析比較3個方案晚高峰時段的交叉口延誤，分別為58.0s、59.6s和59.5s，差別不大，均處于E級服務水平。接著細化比較各方案東西進口道的延誤，3個方案中東進口延誤分別為66.9s、67.7s和68.5s，西進口延誤分別為32.7s、40.4s和36.2s。方案一的延誤最小，其次是方案三，最后是方案二。
綜合分析排隊長度和延誤，方案一最優，是本次研究的推薦方案。
結語
利用Synchro軟件進行交叉口信號配時的優化快速而又方便，不僅能得到各項具體配置參數，還能直觀、形象地仿真出交叉口的車輛、信號等隨時間動態變化的情況。
對錦繡路-惠民路交叉口的信號優化設置而言，方案一為最優方案。實際上，對交叉口進行改善優化時要綜合多種措施將交叉口的通行能力最大化，例如需同時考慮交叉口標線設置及交通組織等。有時候還需綜合考慮干線甚至周邊路網的交叉口信號設置情況，根據實際情況確定采用單點控制、干線協調控制或區域協調控制。
中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0044-02
MEDS是Municipal Engineering Design System的簡稱，中文名稱為“市政道路與給排水工程綜合協同設計系統”。它是以AutoCAD為平臺開發，適應市政行業設計特點的一款專業軟件，界面友好，人機交互性好，在市政道路排水設計中得到廣泛的運用。
MEDS平面交叉口設計模塊采用特征斷面法確定各道口控制點，根據等分法繪制高程計算線網。MEDS提供了三種路拱形式：直線、二次拋物線和三次拋物線來加密設計高程。三種路拱形式的數學表達式如下：
直線：
二次拋物線：
三次拋物線：
式中：h―高程計算線兩端的高差；B―車行道寬度；ih―路拱橫坡；x―計算點到路脊交點的距離。
1 優化案例
某平面交叉口由AC路和BD路十字相交，AC路為城市次干路，BD路為城市主干路，道路等級相近，交角接近90°，道路中線可作為路脊線。各道口設計指標見表1。
交叉口中心點設計高程為21.981m豎向路拱擬采用三次拋物線形式。根據上述參數，MEDS生成道口豎向設計圖如圖1所示。
圖1中在交叉口的中部位置，等高線凸點明顯，不夠平順圓滑，意味著在交叉口中部局部范圍內不夠平坦，主要行車方向上高程起伏較大。BD路道口橫坡1.5%與AC的縱坡0.3%差距較大，BD路穿過AC路時橫坡發生較大扭轉，高程變化過急。考慮到交叉口內徑向橫坡不小于0.3%即可滿足排水要求，該交叉口有條件將邊界線整體抬高，即各弧頂處特征點高程有調升的余地。
由此，將道口橫坡參數調整為：A、C道口橫坡0.5%，B、D道口橫坡1.0%，并設置路段橫坡向道口橫坡漸變過渡段，取橫坡漸變率p為1/250，那么各道口漸變段長度為：
LAC=7.5×（1.5%-0.5%）/p=18.75 取5的整數倍20m
LBD=12×（1.5%-1.0%）/p=15
交叉口設置橫坡漸變過渡段后的設計結果如圖2所示。
比較圖1和圖2可以看出，圖2中交叉口中部等高線較優化前明顯平順圓滑，交叉口更加平緩，AC和BD兩個行車方向上高程變化均衡。
2 結語
使用MEDS在交叉口豎向設計中，通過整體抬高交叉口邊緣弧頂特征點高程，并在道口路段設置橫坡漸變過渡段，能明顯優化交叉口豎向，使其既保證行車平穩順暢又滿足排水要求。
參考文獻
Abstract: City road of our country is affected by historical and economic conditions, the development of road construction relative to other countries lag, but with the rapid development of economic construction of our country city, the rapid growth of traffic volume, the traffic appeared increasingly tense situation, congestion occurs frequently, the whole city economic development has been restricted, alleviate traffic congestion the problem is imminent. Combining the engineering examples of different types, propose solutions to further optimize the design of the intersections, the security problem of traffic organization of City road intersection and intersection capacity to further enhance.
Key words: Shenzhen city; city road; intersection; optimization design
中圖分類號:[TU997]文獻標識碼：A文章編號：
引言
我國大部分城市的道路平面交叉口布局較為簡單,往往是交叉口進、出口車道數與路段相等且非機混行嚴重，由于在同樣車道數的情況下, 平面交叉口的通行能力只有路段的1/3--1/2,路段車速越高、車道數越多則交叉口擁堵情況越嚴重，因此交叉口往往成為城市交通的瓶頸。為了提高平面交叉口的通行能力, 適應城市交通發展的要求, 需要對干道交叉口進行渠化設計，使機動車、非機動車和行人在通過交叉口時,各行其道, 互不干擾，提高通行效率。
一、現狀城市道路交叉口存在的主要問題
1.1交叉口車道渠化不合理
在城市道路設計中，交通量較小的支路與支路相交一般可不需進行交叉口增拓車道數，等級較高、交通量較大的主、次干道應增加交叉口車道數。通過渠化設計，設置專用左轉道、右轉道，保證交叉口的車流處于有序狀態。從現狀調查的城市道路交叉口來看，大多數平面交叉口的渠化設計有進一步優化的空間。
1.2路口車道數劃分不合理
交叉口進出口車道數對整個道路網系統通行能力有較大的影響。因此，交叉口進出口的車道數一般多于標準路段（比標準路段多1到2個車道）。進口直行、左轉及右轉流向的車道數，應按流量比分配?，F狀存在交叉口進口車道數與標準路段一樣，或直行車道數少于出口車道數，使得交叉口處的交通流不暢，造成交叉口通行能力低，增加交叉口處的交通隱患。
1.3非機動車及行人過街干擾成為瓶頸
行人、非機動車過街設施不完善或設置不合理，使得行人、非機動車過街困難，甚至出現行人和非機動車交通對道路的穿越與機動車交通之間存在嚴重的相互干擾，如右轉機動車與行人過街，造成交通混亂，影響交叉口通行能力及安全。
1.4標志標線設置不合理
目前，每個城市幾乎都有自己的一套交通工程做法，沒有嚴格按照相關規范進行設置?，F狀存在的交叉口標志標線設置不合理的地方主要有：路口標志標線設置缺失、不清晰或者設置錯誤，舊牌作廢后也沒有及時更換；標志牌字體小。
1.5公交站點設置不夠合理
為了方便居民乘坐公交車，一般將公交車站設置在道路交叉口的出口道，少部分情況設置在進口道。但是，現狀設置在交叉口處的公交停靠站存在不合理的現象，如：公交?？空驹O置在出口道時，其位置不符合規范要求，甚至公交?？空局苯釉O置在無展寬的出口道等。公交車輛的?？空驹O置不合理，導致其他車輛不能快速的駛出交叉口，造成道路節點通行能力的下降，從而影響整個道路網的通行能力。
二、交叉口設計原則
2.1交叉口是交通沖突地點，為提高交通安全和通行率，在無信號控制的交叉口需要實行“路權”分配的標志和標線設置措施。
2.2為改善交通安全，交叉口需對機動車、行人、自行車交通采用規范化的交通安全和交通控制設計。
2.3新建平面交叉口，應以交叉口紅線為依據，根據相交道路的類別以及設計車型、車速、交通流量流向，并考慮到未來發展的可能性進行設計。
2.4各類道路交叉口的進出口道應為行人安全過街或方便殘疾人使用和通行提供必要的條件。
2.5平面交叉口轉角處規劃紅線應做成圓曲線或切角斜線、并須滿足視距三角形要求。視距三角形范圍內，不得有任何高出道路平面標高1.2m 的視線障礙物。
三、交叉口平面設計步驟及方法
3.1交叉口平面設計步驟
城市道路交叉口平面設計步驟一般如下：
圖1交叉口平面設計一般步驟圖
其中，在考慮交叉口渠化問題時，應結合交叉口進、出口車道數、左轉車道及右轉車道設置一并考慮。
3.2交叉口平面設計方法
這里介紹交叉口平面設計方法時，按照設計步驟進行闡述。
（1）確定渠化參數：根據不同等級的道路，確定渠化段及展寬段長度，對于新建道路宜取大值，改建或者條件受限取小值，這里一般結合公交站臺的設計一并考慮。
在進行渠化時，增加進口車道數的方式一般有壓縮側分帶及中分帶、道路中心線左移、紅線拓寬等。
引言
交叉口是城市道路系統的重要組成部分，也是城市路網中最常見、最普遍、最直接的交通擁堵發生源及交通事故多發地點。對于信號控制的單點平面交叉口來說， 信號配時優化對于減少車流的平均延誤、停車次數，提高交叉口的通行能力、服務水平起到至關重要的作用。目前，德國 PTV 公司開發的VISSIM 仿真軟件在國內外應用最為廣泛； 而且VISSIM 能直觀、形象、詳細地仿真出車輛、道路、交叉口、信號燈等隨時間變化的三維動畫狀態，能真實、精確地重現交通網絡交通運行狀況，彌補了在擬定交通控制方案及對方案進行評價時因無法直觀觀測車輛在道路及交叉口的運行狀況而引起的不足。
1 路口現狀及分析
1.1 路口現狀
1.2 沖突點與沖突區域分析
（1）沖突點：A路右轉車輛與B路直行車輛形成的沖突點1；A左轉車輛與B直行、左轉、H直行的車輛形成的沖突點2、3、7；A直行車輛與B直行和H左轉車輛形成的沖突點4、5；H左轉車輛與B左轉車輛形成的沖突點6；H直行車輛與B直行車輛形成的沖突點8；G左轉車輛與E左轉、C左轉、D直行車輛形成的沖突點9、10、11；G直行車輛與E直行和右轉車輛形成的沖突點12；D直行車輛與C左轉車輛形成的沖突點13；I左轉車輛與C直行車輛形成的沖突點14；E直行車輛和C左轉車輛形成的沖突點15。
（2）沖突區域（如圖中方框內區域所示）：A、B、F、H路叉區域Ⅰ。A路車輛直行左轉，B路車輛左轉直行右轉，H路車輛直行右轉，均在此處匯合，且B和H路來向車輛以大型車輛居多，加之橋墩與東西方向呈銳角角度（約75度），H左轉車輛轉彎半徑較大，使其它車輛正常行駛受到干擾，使車速降低。C、D、E、G路叉區域Ⅱ。E直行的車輛，沿路受到D直行和G直行車輛的干擾，E左轉的車輛與C右轉的車輛匯合與H路口處，此公共區域較狹小，車輛之間干擾的影響效果會加強，導致擁堵。C路向東行駛車輛與I路左轉車輛交叉區域Ⅲ。高峰時段，由I駛出車輛較多，與C路上正常行駛車輛造成沖突。D和I路之間的C路段上小攤小販眾多，且搶道現象嚴重，在I路口還設有666路公交車站，公交車停站時對車輛的正常行駛的影響尤為嚴重。
1.4 數據分析
由表2和相關計算可知，A路道路服務水平一級，PHF為0.92，相對最通暢。C、D路服務水平四級，接近不穩定車流，有較大延誤，司機還能忍受。E、F路次之，但因為其是單行路，總體車流壓力不大。B路為最擁堵路段，服務水平六級，PHF值為0.61。主要沖突點在B路端口，由E來駛向B和由B來駛向F的車輛匯于此。
2 優化方案
針對上述現狀分析，結合此路口其他擁堵因素，總結解決方案如下：
（1）禁行：加裝禁令標志，橋下由北向南方向禁止通行，欲開往此方向車輛通過F路段向西行駛至頭調路口（距本路段約200米）調頭行駛； B、C路段出口禁止左轉。從而大量減少車流沖突點。
（2）劃分車道：在六個路段加畫行車線，距路口五十米內畫實線，禁止變道。規范行車秩序，減小事故發生率。
（3）加畫行車標志，分離不同方向車流，減小同一車流沖突發生幾率。
（4）A路段距出口30米內加裝隔離帶，防止車輛隨意變道造車的行車沖突。
（5）加裝信號燈：相位如圖3，由韋伯斯特算法，得出第一相位綠燈時間18s，紅燈18s，黃燈4s。第二相位綠燈14s，紅燈22s，黃燈4s。設備購買、安裝及電力問題由有關部門協調解決。
（6）加裝探頭：加強車輛違章監管，促使司機規范駕駛。相關設備由有關部門提供，監視屏安置在東麗區交通管理局。
（7）加強周邊道路管制：將公交站點重新設置；畫人行橫道，保障學生安全；規范路邊攤販，減少對機動車道的占用。
（8）設置讓行標志，減少交通沖突點的矛盾。民航小區出行車輛避讓C路段直行車輛；橋下向北直行的車輛避讓B路段直行車輛。
3 優化仿真
應用VISSIM軟件對馴海路和津北公路交叉口按照優化計劃進行優化仿真（僅針對方案中的車輛行駛方式的改變）如圖4
仿真前后延誤對比結果見表3。
由表3可以看出，通過對交叉口進行交通組織優化，分離輕、重交通流，較少沖突區域后，交叉口的延誤時間明顯縮短，平均延誤為20.4s，服務水平達到為B級，車流基本通暢，延誤較小。
4 結束語
文章應用VISSIM 微觀交通仿真軟件對馴海路民航大學路段進行優化仿真。首先通過對路口的介紹及車流量調查陳述路口相關參數及現狀，再由道路服務水平和PHF對路口進行測評，得出每條路的服務水平等級，找出沖突點。在此基礎上，結合路口環境及本身特點，提出優化改革方案，用VISSIM進行仿真模擬，得到相關評價指標?？芍?，模擬后的路口擁堵有一定緩解，證實了方案的有效性。
參考文獻
[1]劉斌，王建蓉.基于VISSIM的城市道路平面交叉口仿真研究[J].甘肅科學學報，2012，4.
[2]宋睿.VISSIM和TSIS在交叉口擁擠改善設計中的應用對比[J].中國科技信息，2010，14.
中圖分類號：U491.114；TP391.72文獻標志碼：A
Computer aided design system for urban road intersections
WU Zhizhou, YANG Xiaoguang
(Key Lab. of Road & Traffic Eng. of Ministry of Edu., Tongji Univ., Shanghai 200092, China)
Abstract：To improve road capacity, the computer aided design system for urban road intersections is designed and developed with software engineering idea, which is based on traffic design theories and methods for Chinese urban roads. Its data structures are designed reasonably, which can provide interfaces for the generation of traffic control scheme and development of traffic simulation and evaluation software. An example shows that the core models are consistent with the characteristics of Chinese urban roads and the efficiency of plane road intersection design can be improved greatly.
Key words：urban road; intersection; traffic design; computer aided design
0引言
交通問題已成為制約城市發展的關鍵因素之一，如何針對我國混合交通流的實情給出合理的應對策略已成為迫切需要解決的問題.[1]交叉口是道路交通系統的重要組成部分，是道路網的節點和樞紐，在城市道路網中的重要地位不言而喻.雖然交叉口的存在增加了交通流組織的復雜度，但保證交叉口的通暢，僅從道路的“平縱橫”和“路基路面”等土木工程方面進行設計遠遠不夠，只有依據道路的實際交通需求特征，以通行能力最佳化、交通安全為目標，從道路的空間和交通管理與控制結合方面進行交通設計，才可確保其功能的充分發揮.[2]
交通設計的內容和程序相當復雜，需要量化的工作繁多.如何進行交叉口的優化設計？如何對交叉口設計進行科學評價？如何將設計和評價有機地結合？在國內還沒有完備的手段和工具，特別是沒有針對中國城市道路與交通特點開發的交通輔助設計工具.因此，如何結合道路平面交叉通設計工作的特點，開發一套較為完善的交通設計與配時優化設計輔助系統，并提高設計的效率和科學性有著廣泛的需求和實用價值.
1系統總體設計
1.1設計原則
該系統是“城市道路平面交叉通設計評價系統”的后續研究，結合實際交叉口設計的工作，系統從渠化方案的生成、信號控制方案的生成、方案的評價及方案的輸出幾個方面展開進一步研究.總體設計按照如下原則[3]展開：
(1)功能完備性原則.該系統應該包括一般軟件系統的數據管理、存儲功能和交叉通設計的各種優化調整功能.
(2)標準化原則.主要是指系統設計應符合計算機輔助設計(Computer Aided Design,CAD)的基本要求和標準，同時系統所使用的專業術語、模型等也應符合國家規范或相關規程.當然，系統本身也具有推動交通設計工作標準化的功能.
(3)系統性原則.系統的各個功能模塊應有機結合，便于系統未來的升級與發展.這一點在系統數據結構的設計上顯得尤為重要.
(4)兼容性原則.數據應具有可交換性，即應該選擇標準的數據格式，實現數據與其他相關軟件的交換共享.
(5)實用性原則.系統設計中的數據組織應比較靈活，可以滿足不同應用分析的需求，真正做到能夠解決用戶所關心的問題，為生產實踐和科研教學服務.
(6)可擴充性原則.系統的總體設計應該采用模塊化結構設計，模塊的獨立性強，模塊的增加、減少或修改均對系統影響很小，便于對系統進行改進和擴充.
1.2系統總體構架
系統采用項目管理的方式，每一個交叉口采用一個數據庫進行管理，主要內容包括：項目的基本參數、交叉口的交通需求參數(如流量、流向等)、交叉口的空間位置參數(如紅線寬度、路段長度等)、時間設計參數(信號控制方案的參數)、方案評價參數(通行能力、排隊長度、總體延誤、服務水平等).系統后臺集成成熟的交通設計理論和模型，通過函數庫、規則庫和優化算法庫支持系統功能的實現，總體結構見圖1.
結合交叉口設計的實際流程，系統逐步生成交叉口的設計方案，在實際應用過程中，用戶可以根據具體需要調整相應的參數.系統也將結合評價的參數和規則庫，輔助用戶生成決策方案.其實現流程見圖2.[4]
2系統功能模塊設計
在總體設計原則指導下，在功能設計上系統遵循以下原則展開：
(1)功能結構的合理性.即系統功能模塊的劃分要以系統論的設計思想為指導，合理進行集成和區分，功能清楚、邏輯清晰、設計合理.
(2)功能結構的完備性.根據系統的應用目的要求，功能齊備，適合各應用目的.
(3)系統各功能的獨立性.各功能模塊應相互獨立，各自具備一套完整的處理功能，且功能相互獨立，冗余度最小.
(4)功能模塊的可靠性.各模塊的穩定性好，操作可靠，數據處理方法科學、實用.
(5)功能模塊操作的簡便性.各子功能模塊應操作方便，簡單明了，易于掌握.
遵照設計原則和總體框架，系統研發共包含6大模塊：基礎信息輸入模塊、渠化方案生成模塊、配時方案生成模塊、方案優化分析模塊、方案評價分析及輔助決策模塊和方案輸出模塊.
2.1基礎信息輸入模塊
該模塊輸入的主要信息包括工程基本信息和交叉口的描述信息，流量信息(機動車、非機動車、行人等)，交叉口空間參數及準靜態參數設置；基本配時參數(相位、相序、基本參數)，優化配時參數和優化目標參數，方案評價參數(車道寬度校正、坡度及重車校正、左轉校正、右轉彎半徑校正、行人影響校正、自行車影響校正參數等).實現的基本功能主要包括數據編輯(刪除、修改)，部分數據的可視化顯示與交互式操作，數據的容錯性分析及提示等.
2.2渠化方案生成模塊
該模塊在紅線寬度的范圍內，根據各進口道的流量與流向分布，生成初始的渠化方案，包括車道數、車道功能(組合)、車道漸變段的長度等.應用于該模塊的基本理論及方法主要包括交叉口進出口道車道匹配理論、流量比均衡理論、飽和流量及通行能力計算方法等.該模塊主要生成交叉口渠化設計初步方案，并作為配時優化設計的輸入參數.
2.3配時方案生成模塊
該模塊設計中打破傳統配時方案設計過程中的對稱性設計原則，其主要存在以下3個問題：(1)信號階段間不均衡性，即沒有按照交通需求配置通行時間；(2)信號階段內不均衡，即信號階段內某些車流提前放完造成時空資源浪費；(3)信號階段連接處時間損失，即相位相序單一，缺乏對交通對象特征的分析.基于不對稱原則、信號階段內均衡原則和靈活合理的相位相序原則進行組合相位的設計，系統開發時則采用相位相序模板實現上述技術原理.
2.4方案優化分析模塊
該模塊結合評價參數和用戶優化目標，從系統自帶的模型庫中給出相應的優化建議，用戶可通過半自動或手工方式完成對控制方案各參數的優化，其應用的主要核心技術有信號周期優化模型與算法、綠信比優化模型與算法、多目標優化函數建模等.
2.5方案評價分析及輔助決策模塊
該模塊主要實現以下基本功能：節點交通需求基本分析、進口道飽和流量分析、節點通行能力基本分析、節點服務水平基本分析、節點綜合評價分析等.選用的評價指標有通行能力及飽和度、延誤及服務水平、停車率、排隊長度等.在對上述指標的評價過程中，根據實踐經驗的積累，提出合理的輔助決策建議供用戶參考，通過調整相應的參數用戶可以得到更加合理的設計方案.評價分析模塊設計流程見圖3.
2.6方案輸出模塊
該模塊主要實現下述輸出功能：節點交通需求基本分析、節點通行能力基本分析、節點服務水平基本分析、節點綜合評價分析、節點優化方案相位相序圖、優化方案各類參數表等.同時，為了滿足用戶統計報表的需要，系統還提供將基本參數及評價結果直接導入到Excel表格中的功能.
3系統數據結構設計
數據結構是整個系統設計的重點和難點，好的數據結構將使得后期的系統開發事半功倍，且易于系統維護和升級.
一個完整的城市道路平面交叉口的交通設計方案主要包括交叉口的道路條件(包括渠化及附屬設施等)、交通條件(各車流和行人的組成結構、流量流向、到達規律等)、信號控制方案(相位相序、各信號相位的控制車流、控制參數等)等3個方面的對象數據及其相互間的關系.結合系統的數據流和操作流，總結國內外一些交通控制系統的先進經驗，可以設計出系統的數據結構.
需要指出的是，由于采用面向對象的程序設計方法，因此基本采用面向對象方法的類/對象/實例(包括類的屬性和方法)進行數據結構的表達，而不是一般數據庫常用的ER圖.
圖4給出系統數據結構的最高層數據抽象，共包括3大部分，即路段類LinkList，交叉口類IntersectionList和交叉口群類GroupList.其中TJSIG為城市道路交叉口的基礎父類， GroupList用于存儲優化設計的交叉口群的基礎索引數據(目前系統的開發只是針對單個交叉口，該數據項為將來的系統擴展留有數據接口)；IntersectionList主要用于存儲交叉口總體層面的數據(如綜合評價數據等)，為銜接交叉口群與進出口道道路的名稱提供索引，并存儲交叉口信號控制方案的數據，提供信號控制方案與所控制的對象車流(或客流)之間的對應索引；LinkList主要用于存儲交叉口的進出口道名(索引ID)、各向車道數、車道功能、車道基本參數(含幾何參數和交通條件修正參數等)、流量流向條件等數據，并提供各進口車道、各車道分擔流量、各流量組的信號控制相位3者之間的相互關系索引.
4系統模型應用與評價分析
4.1規劃模型建立過程與實例化
為了驗證系統模型的科學性和有效性，結合廣中路―中山北一路交叉口的實際情況，運用上述模型進行信號方案設計.
具體思路如下：通過對交叉口現場調研發現，由于交通信號控制方案的不合理造成車輛排隊過長，導致高架道路下匝道車流無法及時疏散，是本次交通問題癥結之所在.因此，在這種情況下，燃油消耗與機動車尾氣排放量不是主要考慮因素.為了簡化問題，本次設計將這兩個因素在目標函數中的權重值取0(選取交叉口車均延誤最小為優化目標)，這樣處理更能反映問題的本質.其他約束條件如下：
(1)安全性約束條件.通過分析可知南北向行人過街最短綠燈為20 s，東西向行人過街最短綠燈為17 s.
(2)服務水平約束條件.改善后整個交叉口的服務水平應不低于D級.
(3)可靠性約束條件.控制各股車流的飽和度不超過0.9.
(4)不出現超長排隊.經實測，內環線高架道路下匝道長度為250 m，下匝道距離廣中路―中山北一路交叉口約200 m.因此，如果要控制車輛排隊不影響高架道路主線運行，排隊長度應不超過450 m.以高架道路出口匝道的直行車流量為準計算得C
4.2核心原則體現及對混合交通流的考慮
系統信號配時的兩個原則即信號階段間均衡原則和信號階段內均衡原則，主要體現在相位相序的安排和設計上，經過系統模型計算推薦得出的方案見表1.
圖 5系統操作主界面通過分析可知：經過該系統生成的設計方案取得的效果很好，達到預期目標.同時，也充分驗證本系統內核模型的實用性.
5結束語
在很多城市的道路網絡中，平面交叉口成為路網容量和通行能力的瓶頸.日常的交通擁擠，大部分是由于平面交叉口的通行能力不足造成的.如何提高平面交叉路口的通行能力是國內外普遍關心的話題.本系統開發的目的在于探索適應我國城市道路交通實際的單個交叉口優化設計理論與模型，以充分挖掘城市道路交叉口時空資源和提高服務水平為基本目標，以靈活、穩定、安全和節約資源為宗旨，以交通設計技術、交通流理論及交通控制與管理理論為基礎展開研究，提出交叉口優化設計與信號優化配時理論、模型及應用技術，并最終采用計算機輔助系統的形式加以集成應用，為城市建設和管理部門提供技術支持，達到提高我國城市交通運行效益的目標.
系統從現有平面交叉口和規劃平面交叉口兩方面進行分析，主要針對十字交叉口和T型交叉口，研究成果使交叉口的優化設計與分析進一步科學化、系統化、效率化，并對規劃和設計工作起指導和反饋作用，對于平面交叉口規劃與設計方案的優選及完善也有重要意義.系統界面友好，功能完備，提高了交通設計的效率和科學性.通過系統測試和具體應用，驗證其科學性和實用性.在后續開發中，系統將基于GIS平臺進一步展開研發.
參考文獻：
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[2]同濟大學, 上海市交巡警總隊. 城市道路平面交叉口規劃與設計規程[S]. 1999.
1工程背景
某市政工程為所在地方政府重點建設的國家遺址公園保護工程，工程規劃面積20.37km2，遺址公園核心區域占地面積4.1km2。該工程建成后將與工程以南和以西既有市政設施相連接，為確保該工程建成投運后能具有良好的城市設施條件，并達到當地平均市政基礎設施建設水平，故在區內規劃出多條市政工程管線，并在空間上將各條單體管線進行了合理規劃與安排，確保其橫向排列有序，縱向交叉合理，并與西南現有市政管線順利連接。
2市政工程管線綜合優化途徑
2.1管線綜合設計
為進行該國家遺址公園保護工程各單體工程管線的空間位置，防止各類管線之間發生干擾和沖突，必須在工程規劃階段加強管線綜合優化設計，充分考慮各類管線屬性、用途及可能的影響，進行路徑的合理安排，盡可能使各類管線順直、簡短、集中。傳統的市政工程管線設計理論較為側重條框式定性分析，設計過程也常常將管線網絡整體布局和城市整體規劃割裂，并未進行管線網絡綜合布局的考慮，所采用的設計方法更加依賴既有經驗，也就是說在各類管線空間相對位置等的確定方面均過于依賴既有的設計實踐經驗，從而增大主觀因素對設計過程的干擾。在進行該國家遺址公園保護工程綜合管線設計過程中，主要針對一項或幾項管線方案進行規劃模型的構建，并采用最優化方法進行模型求解，以求解的結果作為該市政工程管線綜合優化設計的依據。采用非線性規劃模型進行市政工程管線的空間管位確定，并在取值范圍內進行最優解的計算，采用定性與定量相結合的分析方法，能有效避免人為因素對管線位置確定的不利干擾，保證設計過程及結果的科學性和最優化[1]。
2.2交叉口豎向設計
所謂市政工程管線綜合交叉口豎向設計主要是指在道路等的交叉口位置進行各類管線空間位置的合理規劃設計與布置，既保證各類管線之間間距符合設計及安全運行的要求，又能節省空間，減小土方開挖量和工程成本。交叉口往往是城市交通運輸的關鍵部位，交叉口管線設計的科學與否直接影響交通管線運行的安全性與效率，所以，管線綜合交叉口豎向設計是市政工程管線設計的重要部分，關系到管線網絡安全運行及市政工程社會效益的順利發揮。
2.2.1設計原則
就設計原則而言，首先應嚴格控制交叉口管線埋深，既能有效減小工程量和施工規模，控制施工成本，又能避免地下水對地下管線可能的腐蝕。第二，應減小除地形制約之外不必要的彎曲設置，因為管道彎曲會導致傳輸過程中管道壓力及能量方面的損失，導致施工難度、管道運營成本及施工成本等均增大。此外，還應加強對交叉口處有限地下空間的開發利用，且管線之間水平及垂直凈距均應嚴格按照《城市工程管線綜合規劃規范》及相關規范[2]所要求的最小凈距確定，條件允許的交叉口最好設置管線敷設綜合溝，為日后維修及維護提供便利。
2.2.2設計方法——最小埋深法
該方法是進行市政工程交叉口豎向設計的過程中必須確保雨、污排水等重力流管道嚴格根據單體管線的具體要求進行其最小埋深等參數設計，并根據設計結果順次確定市政工程交叉口空間內管線的交匯點以及雨污排水等各類管道實際埋深。在進行雨污排水之外非重力流管線交叉點埋深確定時，必須先按照設計最小埋深埋設上層管線，再據此合理確定出下層管線埋深。如果雨污排水等重力流管道和雨污排水之外非重力流管線埋深存在沖突，則應嚴格按照重力流管線優先的原則[3]進行處理。采用該方法進行市政工程管線交叉口的豎向設計能充分利用有限的地下空間，并為市政工程其余部分的建設實施提供空間資源。采用該設計方法能有效控制市政管線的埋深，減小土方開挖和施工成本，但是為獲得最小的埋深，可能會導致部分管道彎曲數量的增加，反而導致施工難度和工程費用上升以及管網流體力學環境弱化，管道內所運輸的介質穿過交叉口后動能損失程度和能耗增大，使運行費用不降反增。最小埋深法的實施步驟主要為：①根據市政工程設計方案確定出地下管線種類和交叉點屬性（見圖1（a））；②如果存在雨、污排水等重力流管線和重力流管線的交叉，則應根據重力流排水管段設計水力要素進行管線豎向交叉點處管底標高Z1、Z2的確定，且Z2＞Z1，根據標高值和管線交叉點處污水管管徑的取值D1進行重力路管道垂直間距的確定，即Z2-Z1-D1≥d（d為規范所規定的任意兩管線交叉的垂直凈距最小值，取值具體見表1），如果此式成立，則所對應的Z1、Z2值便是管線交叉點所對應的管底標高，返回第一步；如果此式不成立，則應返回后再次進行管段水力計算，之后再重復以上過程，直至此式成立。③如果存在非重力流管線和非重力流管線的交叉，則應在豎向空間從地表自上到下進行各類管線的排序，本工程管線序列為電力管線→電信管線→熱力管線→燃氣管線→給水管線→雨水排水→污水排水管線，且按照設計原則中所提出的優先原則進行各交叉點處管線管底標高的逐一確定：非重力流管線交叉點處管徑表示為D上和D下，根據管線次序確定其上層管線的類型，并通過相關規范確定管線的覆土深度最小值Tij，將該值與市政工程管線特定埋深最大值P進行比較，對比結果表示為M，則上層管線管底埋深應為：相關規范所規定的最小埋深原則及方法在市政工程管線設計及實際操作中的應用，便形成了本市政工程管線交叉處最小垂直凈距的相對穩定結果，具體見表1所示。
3結束語
通過對國家遺址公園保護工程管線綜合優化設計問題的分析表明，市政工程管線綜合交叉口豎向設計是管線綜合設計中的關鍵性環節，且其設計難度大，需要考慮的因素多，最小埋深法對于受到人防及地鐵等地下構筑物影響而地下空間受限的道路交叉口處管線豎向設計較為適用，能較好地解決部分管線需要下穿人防、地鐵等構筑物而導致管線埋深、施工及日常維護難度增大等問題，降低施工難度及管線日常維護成本。
參考文獻：
[1]吳君煒.山地城市市政管線規劃優化布置初探[J].低碳世界,2020(8):112~113.
1.1 管線綜合優化設計過程中，應力爭達到以下兩個優化目標：
l）在保證管線必要覆土深度的情況下，盡量減小各種地下管線的總埋深。
2）在滿足各種管線水平間距的情況下，使管線盡量布置在非機動車道下，若必須在機動車道下敷設管線時，應盡量避開車轍部位，以避免車輛通行對管線造成損壞。
1.2.在管線綜合設計中，為保證設計進程快速、有序，設計成果科學、優化。需要遵循如下一些優化設計原則：
l）充分了解城市的整體規劃和建設現狀，理清整體規劃和建設現狀同管線綜合設計的關系，找出其中影響和制約管線綜合平面設計的因素，避免設計過程和成果的孤立、片面。
2）了解相關法律、法規、政策、規定及各專業管線的特殊要求，使管線綜合設計做到有法可依，設計成果復合相關政策規定及各專業管線的特殊要求。
3）管線綜合規劃應同城市規劃同步進行、有機結合，使兩者相互制約、相互促進，增強管線規劃設計意識，避免出現類似于主體工程建設己基本竣工，才做管線規劃設計的不合理現象。
4）全面收集設計地段現狀管線的準確信息，特別是像地下管線這類準確測量比較困難的管線信息，確保設計工作對現狀信息的準確把握。通過對現狀信息的準確把握，可以保證設計成果更加符合現場實際情況，避免施工過程中施工圖與現狀不符，需要進行臨時修改，增加額外的人力、物力和財力的投入。
2.管線綜合優化設計方法
2.1 整體思路
針對管線綜合設計中的某一項或幾項內容構建數學規劃模型，通過運用運籌學中的最優化方法在可行的域值范圍內對該規劃模型進行求解，并使用得到的這一模型的最優解作為管線綜合優化設計的某種依據，進而實現設計方案與設計過程的優化。
2.2 基本步驟
1）選擇適合的數學規劃類型
在眾多數學規劃方法中，主要內容包括：線性規劃法、非線性規劃法、動態規劃法、多目標規劃法、幾何規劃法等。對于以上幾種不同的數學規劃方法，其模型構造與求解難度不斷增加。在管線綜合優化中我們選擇非線性規劃模型作為研究方法，其原因有二：
①簡單的線性規劃不能表述大部分實際問題；
②通過構造非線性規劃模型不僅可以很好地反映實際問題，而且針對這類模型已經開發出了許多求解方法，可以避免像其他一些規劃模型那樣只能建立表達式而無法求解的尷尬局面。
2）構造目標函數
非線性規劃的目標函數應是因變量關于自變量的表達式，并要求表達式的值 （目標函數值）達到最小或最大。對于管線綜合設計，可以假設道路下各種市政工程管線的埋深和各管線與道路中心線的距離為自變量，通過對上述這兩個自變量分別進行數學計算（可以采用線性以外的任何運算）形成兩個目標函數。而后對第一個目標函數求最小值，對第二個目標函數求最大值，即可以體現“各工程管線埋深淺，且盡量布置在非機動車道下”的管線綜合優化設計。
3）確定約束條件
在實際問題中，所選擇的自變量往往都有一個合理的取值范圍，這就形成了對非線性規劃模型的約束條件。
3.管線綜合交叉口豎向設計的基本步驟
管線綜合交叉口豎向設計是管線綜合設計的重要組成部分，它以管線綜合平面設計成果為基礎，針對交叉口處管線種類多，數量大的特點，在管線綜合豎向設計成果的基礎上，對各種管線在穿越交叉口處的空間位置進行優化布置，其設計過程一般按如下步驟進行。1）在已完成的管線綜合平面布置圖的交叉口處分別標出各管線的管徑和距道路中心線的距離。2）對同種管線的匯合點用該種管線的專用符號進行標記。3）確定交叉口處的路面標高和路面坡度。4）在水力計算表中查出重力流管線匯合點處不同方向管段的管底標高，以及各管段的坡度。5）通過計算分別確定重力流管線與其他管線各個交叉點處重力流管線的管底標高。6）檢查雨水管線和污水管線交叉點處是否沖突，如發生沖突返回排水專業重新計算，如不發生沖突進入下一步。7）依據規范中管線發生沖突時的避讓原則和管線間距要求，逐一確定各管線交叉點處的管底標高。8）檢查各交叉點處的數據，并對其中的不合理部分進行優化，形成最終的管線綜合交叉口豎向設計成果圖。
參考文獻：
[1] 錢七虎，陳曉強.國內外地下綜合管線廊道發展的現狀、問題及對策[J].地下空間與工程學報.2007， 3（2）：191-194。
現代城市道路平面交叉口以“十”字交叉和“T”型交叉為常見形式，然而在漫長的城市發展歷程中，由于種種歷史原因，舊的城市路網雖然在形式上不盡合理，但在相當長的時間內仍要發揮其交通功能，不能被完全取代，五岔路口這種特殊的交叉口形式就是在這種背景下形成的，如何優化五岔路口的交通組織，最大程度的提高路口的通行能力，是值得設計者去思考的問題，本文結合合肥市北一環與亳州路、長豐路交叉口工程實例，列舉了該路口存在的主要交通問題，并有針對性的提出了合理的交通組織優化方案。
一、現狀路口概況
北一環與亳州路、長豐路交口位于合肥市中心城區西北端，屬于老城區范圍，北一環為城市主干道，呈東西方向，是合肥市環加射路網的重要組成部分，交通量較大，該路口北一環主線雙向4車道下穿亳州路，輔道雙向4車道；亳州路為城市次干道，呈南北方向，雙向4車道，與北一環斜交60度角；此處長豐路只有南向1個方向，雙向2車道，機非混行。本交口現狀交通組織為：北一環方向西側5進2出，進口道2左2直1右轉；北一環方向東側6進2出，進口道2左1直1右轉；亳州路南北向均為3進2出，進口道1左1直1右轉；亳州路方向為2進2出，進口道1直左1直右。
二、存在問題及對策
（一）問題1：交叉口進出車道數及渠化長度與現狀交通流量不匹配，不能滿足現狀交通需求。根據現狀早晚高峰小時機動車交通流量調查結果，機動車北一環東進口、亳州路南進口車流量較大，但車道數僅有3或2車道，易發生過長排隊，造成較大的延誤；同時由于多股車流在一個相位匯集與出口道的2個車道上，造成交叉口內部車流擠壓，影響下一個相位的放行，嚴重時導致交叉口內部擁堵，如北一環東出口的2個車道常常發生擁堵。對策：利用部分機非隔離帶及路邊寬度，拓寬增加進出口車道數使之匹配。具體措施為：1、亳州路南進口西側拓3米綠化帶，進口道由3車道增到4車道，東側增設渠化島提高右轉通行能力；2、優化北一環東進口左轉和調頭交通組織，北一環往亳州路和長豐路方向左轉各設置2個車道，并設置獨立的調頭車道；北一環東出口由2車道增到4車道，緩解多股車流的合流造成的擁堵以及右轉與直行的沖突。（二）問題2：行人過街距離較遠，中間無駐足島，安全隱患較大，且機非混行，慢行無專有相位，沖突嚴重，影響交叉口的通行效率。根據現場調查結果，北一環為合肥市骨架路網的重要組成部分，其主線下穿亳州路，道路斷面較寬，行人橫穿北一環過街人流量較大，雖有人行燈但卻無專有相位，與亳州路方向左轉沖突嚴重，同時機動車無獨立車道，機非混行，非機動習慣跟隨機動車左轉。對策：非機動和行人一體化設計，并設置行人駐足安全島。具體措施：1、非機動與機動車采用欄桿隔離，如長豐路進口現狀機非混行，無專用非機動車道，利用右側綠化拓出3米的非機動車道。2、設置中間駐足島，減少一次性過街長度，保證行人過街安全，并在島上設置專門的行人信號燈，加強對慢行交通的引導。3、非機動和行人一體化設計，采用相同的通行規則，提高通行能力20-40%，降低沖突概率30-50%。（三）問題3：交通語言不正規，且缺乏多級指示?，F狀交通標志信息量不足，信息不連續，重要的信息未重復提示，如分道行駛標志，道路三級預告標志等，地面交通標線也不完善。對策：完善交通語言系統，增設方向指示和路面文字輔助信息；增加交叉口范圍內渠化和導流線，增設左轉彎待行區。具體措施：1、分道行駛標志增設道路名稱輔助信息，指路標志應配置簡潔、清晰、明了的五岔路口圖形。2、地面車道標線應有道路名稱作為二次輔助提示信息；交叉口內應設置路口導向線，輔助車輛行駛和轉向，同時應設置左彎待轉區，提高路口通行能力。（四）問題4：交叉口信號控制和設置位置和信號燈型式有待優化。亳州路南向放行與長豐路南向放行交通沖突較大，主要原因是亳州路和長豐路南向左轉放行時均有兩個方向，因此產生3個沖突點；現狀信號燈為立柱式，燈型較矮且距離較遠，駕駛員很難看清甚至跟車者根本看不到。對策：設置近遠燈，信號燈桿改為懸臂式，優化信號相位相序和配時，提高交叉口通行能力，減少延誤。具體措施：1、通過近遠燈組合設計，將遠燈改為懸臂式，解決了機動車視距問題；2、將現狀4相位優化為5相位。相位1為亳州路南北向直行放行，右轉不受控，南北向過街人行放行，時長22秒；相位2為亳州路南北向左右轉放行，亳州路北進口右轉讓行，時長25秒；相位3為北一環東西向直行放行，左轉待轉，東西向人行過街放行，時長25秒，相位4為北一環東西向左右轉放行，北一環東西向右轉讓行，時長51秒，相位5位長豐路但路口放行，時長23秒；5相位信號周期146秒。（五）問題5：停車組織混亂，路邊停車和占用人行道停車嚴重。圖2北一環與亳州路、長豐路交叉口優化方案天慶大廈在亳州路進口道和長豐路進口設置了出入口，并在門前設置約50個停車位，影響進出口道通行能力；人行道被占用，甚至還有施畫線；交叉口60米范圍內出口道路邊停車影響其通行能力。對策：取締不合理停車位，加強交通管理，優化天慶大廈停車場交通組織。具體措施：1、取締慢車道上的停車位，加強對交叉口范圍內的停車管理，減少隨意停車現象；2、優化天慶大廈前停車場交通組織，亳州路南出口道上的開口位置南移，合理設置機非綠化開口，長豐路上只設置進口，亳州路上開口為右進右出。通過一系列優化措施，該路口的交通組織得到明顯改善，具體見下表1：
三、設計要點總結
結合上述案例分析的結果，我們可以歸納出五岔路口的交通組織優化有如下設計要點：（一）通過路口渠化，使路口進出口車道數與交通需求匹配；（二）實行慢行一體化設計，設置安全島，快慢車道應隔離；（三）設置完善的交通標志、標線系統，重要信息重復提示；（四）合理布設信號燈的位置，優化信號相位、相序和配時；（五）路口范圍內的道口應優化交通組織，減少對路口干擾；（六）提高交叉通管理力度，減少路口范圍亂停車現象。
四、結語
合肥市北一環與亳州路、長豐路交叉通組織優化方案充分利用現有條件，實現了在最少投資和最小改造范圍的條件下對路通組織的最大優化，遠期還可通過完善周邊路網，對五岔路口的交通量進行分流的方式提高路口通行效率；總體來講本次歸納的優化設計要點對今后類似五岔路口的優化處理有一定的借鑒意義。
參考文獻：
中圖分類號：S611 文獻標識碼： A
引言
近些年來，城市建設速度加快，機動車的數量也隨之增長迅猛，這便導致了城市交通的現實狀況變得越來越無力承受。大范圍擁堵的問題頻發，對城市交通的通行效率產生了極大的影響，大氣污染問題也隨之加劇，資源浪費現象嚴重?；诖?，本文提出城市交叉口德優化設計方案，并闡釋大體的思路，以期能夠更好地解決以上問題。
一、當前形勢下城市的交叉口所存在的各種問題
1、不很合理的車道數的劃分
在道路的交叉口的車道的數量已經成為路口的車輛可以順利實現通行的一個重要的指標，通常上說，在道路的交叉口總是會比普通的道路多出1到2個車道，主要還是為了讓更加多的車輛在通行的信號燈亮起的時候可以用最短時間內便可以通過，防止在路口處延誤太多時間。不僅如此，在某些交通路口處還需要進行單獨分配，具體地分配出左轉車道，分配出右轉車道，這都將會很好地提升機動車通行效率。然而在對許多的城市進行實際的考察之后，發現多數的交叉口卻并未添加車道的數量，甚至出現減少的狀況，這樣的話便大大地降低了機動車在通行方面的效率，也就同時增加了事故的發生率，追尾和刮擦事故頻發現象明顯。
2、不合理的交叉口的車道的渠化設計
進行渠化的設計，主要目的在于借助右轉道和左轉道的巧妙設計，從而使得交叉口在交通上變得更加流動，然而對城市的道路進行實際觀察后發現，支路和支路之間缺乏明顯的渠化設計，因此車輛在會車的時候不得不采用降低車速的方式來確保行車安全。城市的道路的交叉口的無渠化的設計或者渠化的設計并不充分的怪現象很多，這也就在某種程度上加劇了城市交通方面的擁堵。
3、設置不合理的非機動車道和公共汽車站
在城市的建設的初期，交通的管理人員由于沒能形成較為長遠的理念，于是僅僅依據當時的發展的規劃來進行道路的建設，然而在這短短的幾年以后，道路上的車流規模和人群的增長速度便會遠遠地超過預期。由于大量的行人和非機動車在流動性上會過大，因而導致了機動車的速度會很低。并且在實際道路上，行人和非機動車在過街設施上也并不完全，因此在過馬路的時候難度也會很大，從而不斷地產生和機動車的互相干擾，從而降低了安全的保證。通常意義上說，公交的站臺都需要設置在城市交叉口的出口位置外的一段距離上，并要采用展寬式的出口道。然而實際的情況卻往往是這樣的，一些公交車站會被設置在完全沒有任何展寬余地的道路的邊上，會離城市的交叉口特別近，這便導致了在上下班的高峰階段時交通擁擠現象極易產生，并且公交車的數量比較多的時候，總是會產生把整個的交叉口都堵死的惡劣現象，最終導致交叉口的通行能力的大大地下降。
4、設計不合理的交通標志
現階段，每個城市在交通標志上都各有特點，這便導致一個現象，外地的司機當進入一個陌生的城市的時候總是很難把全部的交通標志等看清懂。甚至有時候由于交通標志的字體太小，距離遠一點的話完全看不清，而等到距離近了以后再看的時候，已經來不及了。另外，經過了多年使用，道路上的交通車道的引導線也變得模糊或者甚至出現了重疊問題，從而給駕駛員造成很大的困擾。
二、城市道路的交叉口的交通組織的優化設計分析
1、交叉口的交通渠化的設計
城市交叉口作為道路的網絡交通中整體效率得以充分發揮的關鍵點，相關數據證實，假如對于城市的道路網中的一切平面的交叉口實現渠化，那么路網的容量就將能夠提高至少三成以上。不容忽視的是實現交叉口的渠化的代價是相對比較小的，然而效益卻是非常大的。具體上來說，交通的渠化主要指的是借助道路上的標志線或者島狀結構物來對行人和車輛加以交通流引導等方面的措施，使得交通能夠像流水那樣依照需要的方向和路線運行，從而達到互不干擾的效果。在交叉口進行交通的渠化設計時，務必要增加和上游路段相比多出一倍的車道的數量，在進口的位置，要適當地對車道在寬度上加以壓縮，在最困難的時候甚至可以壓縮到3.0米，借助預測流量從而確定具體的車道的數量。在對交叉口進行改建設置的時候，最小的寬度也要達到2.8米，要比普通的車輛的寬度寬大約約0.2米，借助實測或者預測的辦法對寬度合適與否進行測定。在15min之內，當每個信號的周期內的左轉車的平均的流量達到2veh的時候，就能對左轉的專用車道進行設置了，當車的平均流量已經達到了10veh的時候就可以設置兩條左轉專用車道了。除此以外，進行右轉專用道或者直右混行車道的設計工作時，還要對進口道的長度加以計算。
2、交叉口的展寬的設計
交叉口的渠化的設計并沒有改變道路的總寬度，因此在展寬的設計當中，就要對道路的總寬度加以調整。通常意義上說，在道路的交通量比較大的時候，交叉口依然使用燈控交通的時候，交叉口在擁擠方面的效果還是較為明顯的。假如在道路兩側實行增加車道的措施，就能夠更好地對交叉口的通行條件進行改善，從而大大提高通行的能力。當右轉的交通在需求量很大并且作為主要的交通方向的時候或者右轉的車輛所需要的車速比較高的時候應當設置專門的右轉車道。
3、交叉口調頭過街設計
隨著城市車輛數量的增多，車速不斷加快，在一些快速路上的小交叉口已經不允許進行直線左轉了，于是會產生大量的車輛將會在下一個大路口進行調頭處理。調頭比左轉向更難控制，因為其涉及到的路面較大，比較容易發生與其他機動車與非機動車的碰觸。對于平面交叉口中，轉變多是急轉彎，車輛在調頭時，需要的道路面積更大，這就需要加寬的路面來保證，避免在中途產生停車再倒車的形式，造成大量車輛擁堵。車輛調頭一般發生在車輛數量多或是道路等級較高的場合，調頭車道的設計與車輛構成、行車速度與調頭位的設置有很大的關系。
4、逆向可變車道交通設計
在一些城市內部的大型道路交叉口，左轉車輛或調頭車輛數量非常多時，往往會產生過長的壓車現象，甚至占滿兩個交叉口間的一整條左轉道路交通可變車道實景行車道。這時每個信號燈周期只通過20veh車左右，造成了大量的等待時間。在進行優化設計時，可以借用對向車道，進行緊急通行，相當于左轉車道數量的增加，而不對對向的車流產生任何影響，需要注意的是在交叉口調頭的車輛需要在可變小車道口進行調頭，避免在大交叉口進行調頭。逆向可變車道口同樣有指示燈與指示圖，以供對路況不熟悉的車輛駕駛員觀看了解。需要注意的是，在智能可變車道口的交通信號，會延遲約5s變為綠燈，同時會提前五5s變為紅燈，主要目的是為了避免過早進入對向車道，正在進行的車輛對已經可以通行的對向車道上的車輛產生通行影響。
結語
城市道路系統整合設計明確了道路建設的意義已不僅是解決好交通問題，同時要解決道路沿線的土地利用、生態環保、景觀旅游等多重問題，道路設計和建設更人性化。城市道路及其所在城市道路網絡作為城市系統的有機構成部分，在可持續的現代城市發展理念下，要與開放的自然、生態、城市社會系統的協調和融合。
參考文獻
隨著城市現代化建設的不斷加深，機動車數量也日益增多。在為城市交通帶來巨大壓力的同時，也增加了交通事故的發生概率。尤其是在道路的交叉口處。是交通擁堵與交通事故的多發區。因此，要充分考慮當地城市的實際情況，采取更加適應本地交通的設計方案，對城市道路的交叉口處進行優化設計，降低事故發生率，提升交通運行效率。
一、城市道路交叉口存在的問題
（一）車道劃分問題
就一般情況來說，城市道路系統的運行能力取決于道路交叉口的進出口車道多少。相對于標準車道，交叉口處應該留有多1至2個車道的余地。使進出車輛時能夠寬松、不擁擠。并且要根據實際車流量，來分配進出方向的車道數目。
當前道路交叉口的設計，容易出現交叉口處沒有多設車道、以及進出交叉口車道劃分與實際車流量狀況不符等問題。
（二）車道渠化問題
渠化路口，是通過對路口車流量以及交通特征的掌握，而實現劃分人與車、車與車各自通口、進行交通導流的方法。渠化路口可以有效的提高道路通行能力、降低事故發生率、保障生命安全。
在交通設計中，除了一些支路相交不需設置渠化之外，在具有一定級別的道路上，一旦有兩條及以上的車道交匯，就需要使用渠化設計。當前城市交通建設中，卻經常出現不設渠化以及渠化不合理現象。
（三）標志線設置問題
因為交通指示牌安裝和路面標志線劃線是錯時進行的，指示牌安裝在前，路面劃線在后，而在路面統一劃線時容易產生誤差。致使出現道路指示牌和路面標志線指向不一這種低級錯誤。
還有的標志線，設置過于復雜，讓行車行人急切之間看不懂標志線所表達的意義。
對于交通標志線，國家已經出臺相關規定，進行統一標準。但現在許多地區和城市，由于對技術規范的重視程度還不夠。所以還是各自有各自的做法，致使標志線設置的不合理、不統一、不清晰、增加了出現安全事故的風險。
（四）非機動車問題
很多城市中都會出現的一個現象是：交叉路口處車輛右轉，而行人橫過馬路。兩者都在面對綠燈的情況下，也會發生沖突。交通設計的不完善可見一斑。而非機動車以及行人在過交叉路口時，也由于交通設計達不到標準的原因而無法保障安全。在交通高峰期，容易產生擁堵情況。造成交通混亂。
二、城市道路交叉口設計要求
交叉口處，要保證經過車輛與行人的安全性。根據車流量常態，合理設置信號燈。對于未裝設信號燈的路段，需要設有相關標志。
通過交通設計，需要對機動車輛與非機動車輛、行人采取科學有效的分隔手段。使用正規的交通控制方法。
對于交通交叉口的設計建設，要以整個城市、區域為考慮對象。設計要結合城市未來發展規劃進行。
城市道路的平面交叉口位置的設置，要便利人們的生活。交叉口轉角處的規劃紅線，需要嚴格按照規范以及技術標準進行設計。
三、城市道路交叉口設計方法分析
（一）平面交叉口立面設計
在對城市道路交叉口進行設計的過程中，要對主干道交叉處是否存有坡度進行考察。設計交叉位置應該選擇在平穩、寬敞的地域；兩城市地區的道路相交，相交道路等級相同的情況下，如果交叉處存有坡度的話，要首先消除其橫坡。保證交叉口平面的平穩。對于不同等級的道路相交，則以其中等級較高的道路為參照。保證高等級道路平穩；交叉口處需要使得相交道路中有一條以上具有一定縱坡，在下雨天可以使得道路通暢排水，不會造成積水現象；城市道路在交匯處，盡量保證其橫坡坡度不大。工程完成后要求達到的高程應與周邊道路、建筑保持協調。
（二）平面交叉口的類型
平面交叉口按照道路相交條數、道路相交角度、道路相交位置可以劃分為T形、Y型以及設有轉彎道口和加寬路口等三路相交形式。以及十字形正交、斜交、加寬路口與錯位等四路相交形式。除此之外，還有環形交叉與多路相交形式。
這些交叉口類型都有著自己的優勢與不足，在設計過程中，要結合城市交通的實際情況，經過仔細分析，科學論證后，選擇最為適合的交叉口。保證交叉口的安全性以及合理性。
遠景年高峰時段通過交叉口的車輛最多數目，就是“設計小時交通量”。計算設計小時交通量，對交叉口的選擇具有十分重要的意義。
相交道路的條數，以及道路之間相交的角度也是選擇交叉口的重要依據。交叉口的形式，主要參照交通路網的結構。一般十字形交叉，多用于棋盤型道路結構。而多路交叉與斜交，則多用于棋盤對角型路網。
T形交叉，是一種非渠化交叉方式，交叉兩條道路應均保持正常寬度。適用于次級道路的交叉；
渠化T形交叉，適用于直行車輛較多，并且具有大量轉彎車輛的情況。是在T形交叉的基礎上，增設渠化路面標線以及路島。來分流可能發生沖突的車輛與行人；
簡單十字形交叉，這種交叉方式，設置簡單、應用范圍廣。兩條道路成直角交叉，適宜于各種形式的道路交匯；
加寬路口形式交叉，適用于通行車流量很大的地方，當直行車輛近乎占滿全部車道時，那么道路寬度勢必不能滿足車輛轉彎的需求。所以，應該根據具體情況適當增加轉彎路口寬度、增設、拓寬路面；
環形交叉，也就是通常所說的轉盤道，是指在多條道路交匯的中心處，設置一個中心島。讓進入交匯中心的車輛全部逆時針單向行駛，圍繞中心島轉到所需路口駛出。這種環形交叉方式，不使用信號燈中斷車流的方式，而是通過進入環形路的車輛不停低速轉行，降低了車輛沖突的危險性，保障行車安全。但與信號燈方式相比，這種結構占地面積大，通行能力較弱。
（三）加強交叉通控制
對于車輛左轉問題，需要在設計時增設左轉彎待轉區。即在左轉彎車道上劃出虛框，虛框延伸到交匯路口中間。當交匯路口的綠燈亮起時，需要左轉的車輛，首先進入左轉彎待轉區等待。當直行車輛行進結束后，再進行左轉。一般實施左轉彎待轉的道路，都是單向三車道以上的道路。這種方法可以減輕交通擁堵狀態，提高機動車通過量，降低車輛滯留數目。
在交通道口處，設置交通島、標線和對車道進行渠化。促使交匯路口人車分流，機動車與非機動車分流。保證交通通暢有序。
（四）優化專用車道
為了防止交通擁堵，因而設置專用車道，以預防緊急事態的發生。然而事實上，有很多設計，雖然在轉彎處設置了向左或者向右的專用車道?？蓞s沒有考慮到道路實際使用狀況與車流量情況。導致，左右專用車道閑置，而直行路段上卻極其不暢。
因此，在進行設計之前，要對該城市地區的實際車流狀況進行仔細分析，綜合考慮后，根據道路的實際使用情況對專用車道進行設計。
四、總 結
通過交叉路口的優化設計，可以很大程度上解決交通擁堵的問題。在通常情況之下，出現交通擁堵的原因，就是大量的車輛在堵塞在交通路口處。有鑒于此，在城市建設過程中，對交叉口的設計建設要充分考慮該地區的實際情況。采取科學、有效、合理的方法。提高交通運行效率。
參考文獻：
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