呼和浩特：“三角形短间距交叉口”信号协调控制

一、 地理区位

新华大街与中山东路路段（新世纪路口、博南路口、博北路口）位于呼和浩特市新城区，由南北走向的呼伦贝尔南路与东西走向的新华大街和中山东路相交而成的“三角形”分布路口。其西北侧是政府办公区域，西侧是呼和浩特市博物馆、内蒙古人民大会堂和内蒙古自治区人大常委，南侧是呼和浩特市第二中学，东南侧为新世纪广场、新城宾馆和住宅小区。

博北路口与新世纪路口距离250m；博北路口与博南路口距离165m；博南路口与新世纪路口距离285m。三个路口距离过短，早晚高峰时段机动车、非机动车及行人过街流量汇聚较大。

图1 “三角形”分布路口地理位置图

1、流量情况

（1）通过调研现状新华大街-中山东路(新世纪路口)早高峰（7:00-9:00）、晚高峰（17:00-19:00）的两个时段的交通流量，统计出该路口的流量流向如下所示。

图2 新世纪路口流量流向分布图

从早晚高峰的小时流量流向图可知：各进口高峰期流量大且流量相差较小。

（2）通过调研现状呼伦贝尔南路-中山东路(博南路口)早高峰（7:00-9:00）、晚高峰（17:00-19:00）的两个时段的交通流量，统计出该路口的流量流向如下所示。

图3 博南路口流量流向分布图

从早晚高峰的小时流量流向图可知：

①早晚高峰时段，车流主要集中在西、北、南三个进口，东进口流量相对较少；

②南北方向的车流为主要车流，东西直行流量差距较大；早晚高峰均以南北直行、西向东车流为主。

（3）通过调研现状呼伦贝尔南路-新华大街(博北路口)早高峰（7:00-9:00）、晚高峰（17:00-19:00）的两个时段的交通流量，统计出该路口的流量流向如下所示。

图4 博北路口流量流向分布图

从早晚高峰的小时流量流向图可知：

①早晚高峰时段，主流向为东西直行车流，次流向为南北直行车辆；

②早晚高峰左转放行车辆较少，东西向流量相差较小。

二、交通运行现状

（1）新世纪路口鼓楼立交东向西下桥车流与地面车流存在汇流冲突；

图5 车流冲突现状

（2）新世纪路口新华大街西向东与中山东路西向东车流存在汇流冲突；

图6 车流冲突现状

（3）因新世纪、博南、博北路口彼此相邻，三个路口构成了三条短间距路段，高峰期间存在回溢风险，例如新世纪新华大街西进口常回溢至上游路口（博北路口）。

图7 博北路口东出口车流积压 溢流现状

（4）博北路口东西向车辆可左转驶入呼伦贝尔北路，但左转信号灯尚未使用，左转车辆与直行车辆同时放行，存在安全隐患。

图8 左转机动车灯具现状

三、优化思路

1、完善并修改路口渠化设计

避免车流交织冲突，降低安全隐患，同时提升车流通行效率；从综合措施提高道路资源利用率方向出发，提出如下方案措施：

（1） 增设护栏，将新世纪路口鼓楼立交东向西下桥车流与地面车流分隔开，避免汇流车辆交织冲突；

（2） 新世纪路口中山东路方向进口施画停止线、导向车道线、导向箭头；

（3） 博南、博北路口东西方向施画左转待行区。

图9 渠化建议图

1、完善信号设施（机动车灯组、行人过街灯组）

结合渠化改造情况，科学合理增设信号灯组，明确车辆通行权，避免交织拥堵；

（1） 新世纪路口中山东路方向进口增设信号灯，使中山东路车辆受灯控，减少汇流车辆冲突；

（2） 启用博北路口东西向左转信号灯，明确通行权；

（3） 维修博北路口故障行人灯组。

2、科学设计交通信号配时方案

增加高峰时段过渡方案（次高峰方案），避免高峰期前、后发生拥堵或绿损较大（空放）情况；同时设计三个路口绿波通行方案，提升路口车流通行效率。

（1）相位、配时方案设计

对3个信号控制交叉口的交通流量、交叉口特征和行车特性等进行深入调研,高峰协调周期为130秒、平峰协调周期为110秒，过渡时段协调周期为120秒。

表1路口优化后信号配时方案

（2）协调时距图

通过对3个路口信号配时方案进行优化，对各时段协调控制方案进行科学合理设计；利用绿波带计算软件，精准得到三个路口不同时段协调相位差，各路口现行高峰、过渡方案（次高峰方案）、平峰方案绿波协调时距图如下所示：

图10 高峰期协调时距图

图11 平峰期协调时距图

图12 过渡期协调时距图

具体协调方向如下实地三条绿波效果图13展示可见：

图13 绿波流向效果情况

四、效果评价

利用PTV Vissim 7.0仿真软件，对上述三个路口进行模拟评价，对三路口间及新世纪路口下桥方向排队长度、行程时间进行仿真模拟，通过优化前与优化后各个路段排队长度、行程时间对比情况，间接反映方案优化效果。

图14 优化前仿真设计

图15 优化后仿真设计

导出车辆排队长度仿真结果，通过处理得到以下数据。数据可见，每5分钟截取的仿真数据， 2号检测器（即新世纪路口西进口）优化前排队长度在200m左右，下降至优化后100m左右，优化效果显著；同时其他三个检测器检测排队长度也均呈现下降趋势。如下表2所示：

表2 优化前后排队长度对比

五、案例小结

本文通过优化信号配时、完善信号灯具并修改路口渠化组织，消除路口内车辆合流交织冲突；设计三个路口协调控制方案，提升路口通行效率。通过仿真模拟优化前后路口通行情况，利用优化前后排队长度数据对比，从而反映现实优化情况。

本案例有以下技术要点：

1、路口信号灯具加装点位确定

对新世纪路口中山东路方向确定信号灯具安装点位，避免交织车辆冲突，明确路口通行路权。/2、路口协调控制方案的设计

对高峰时段车流量情况的分析准确，确定最佳协调周期；通过自主研发绿波工具，精确计算协调相位差、最佳通行车速。

2、科学合理渠化改造

全面分析新世纪路口车辆合流交织点，避免冲突，提升路口通行安全、效率；避免高架桥下辅道车流与下桥主路车流交织，结合标志标线，同时增设安全护栏设施。

2、仿真模拟效果验证

准确设计各路口、路段参数，信号配时，检测器等；优化前后渠化改造，信号灯加装情况在仿真模拟中体现；通过检测器检测车辆排队长度情况，并对仿真后数据整理分析。