城市信号交叉口交通调查方法的改进

曹倩霞,李二林,方 遒

(长沙理工大学交通运输工程学院,长沙 410004)

0 引 言

交通调查是指采用一种客观的手段,测定道路交通流以及与其相关现象的数据,并进行分析,从而了解和掌握交通流的规律。交通调查是进行交通规划、交通管理和控制的前提,在交通工程专业实践教学中具有十分重要的地位,也是该专业学生必须掌握的一项基本技能。

城市信号交叉口的交通流参数如交通量、通行能力、延误是评价交叉口的运行效率和改善效果的重要指标,不仅能反映信号交叉口交通设计和交通控制的合理性,同时也反映了道路使用者感受的服务质量以及能源消耗和环境影响等,对城市道路交通规划、交叉口的信控方案等设计具有重要意义。实地调查是获取这些指标参数的主要手段,目前每一个参数调查都有其典型的调查方法,如交叉口交通量调查主要有人工测量法、录像法;交叉口通行能力调查主要有停车线法测饱和流量;交叉口延误调查主要有点样本法、牌照法。若要对同一个交叉口在同一时间获取这些指标需要耗费较大的人力物力财力,而获取这些指标又会因为调查时间不同步使调查数据缺乏可靠性。故研究能在同一交叉口同一时间同时测量出这些指标参数的综合调查方法具有重要的实践意义和应用价值。

1 调查原理

综合调查方法基本原理综合了交叉口交通量调查的人工计数法、交叉口通行能力调查的停车线法测饱和流量、交叉口延误调查的点样本法调查原理。

1.1 交通量调查原理

交通量是单位时间内通过道路某一断面的车辆数。在综合调查方法中,以交叉口入口引道停车线作为观测断面,以信号周期为记时间隔,可分车种分流向调查。城市信号交叉口一般以小汽车为主,此外多为公共汽车和大客车,车种比较单一,一般分大、小两种车型即可。而流向分左、直、右、左直、直右、左右、左直右几种。

1.2 通行能力调查原理

通行能力是在给定的服务水平下,单位时间内通过道路某一断面的最大交通实体数,采用停车线法,以车辆通过停车线作为通过路口,将饱和通行能力经修正后得到设计通行能力。所以调查主要集中在对通过某一信号交叉口进口道的饱和流量进行观测和分析。所谓饱和流量是指在一次绿灯时间内,入口引道上车队能连续通过停车线的最大流量。在综合调查方法中,具体是在绿灯和黄灯期间内,以每10S为一观测单元,记录这些间隔时间内饱和车流通过的车型、车辆数和方向,最后一个间隔一般小于10s,因此要列出最后间隔的时长、通过的车辆数和车型。然后通过计算饱和时间内的饱和车辆数即可获得饱和流量。

1.3 延误调查原理

交叉口的延误主要有三种：停车延误、排队延误、引道延误。停车延误是指车辆由于某种原因处于静止状态所产生的延误;这里采用点样本法原理,主要得到交叉口停车延误,没有计入车辆加速延误和减速延误。以10s为时间间隔,观测在交叉口入口引道上停车的车辆数,进而得到车辆在交叉口入口引道上的停车排队时间。

2 调查方法

在进行观测之前,先调查交叉口的几何组成,各入口引道车道数、停车线位置及各车道功能划分情况;观测信号灯周期时长、信号相位相序以及各相位绿、黄、红灯时长;观测交叉口流量流向分布情况,为合理进行人员分配提供依据。

2.1 人员和设备

每个交叉口入口引道需要3～4人和一块秒表,其中1人为报时员,另2人 (或3人)为观测记录员,观测人员和所需秒表的总数根据需要调查的引道数量确定。

2.2 观测方法

城市信号交叉口交通流参数综合调查方法现场记录表格式见表1。

表1 城市信号交叉口交通流参数综合观测表

在调查开始之前,观测员应将调查日期、地点、引道、流向等信息填入表头内,根据观测的信号周期时长和相位绿灯时间、黄灯时间、红灯时间以10秒为一间隔单元确定绿灯和黄灯期间记时间隔数以及红灯期间记时间隔数,绿黄灯期间和红灯期间的最后一个记时间隔一般小于或略大于10s,应填入实际秒数。观测开始后,观测员应记录调查开始时刻,报时员手持秒表,按划分的记时间隔情况报时,观测员按报时间隔在绿灯和黄灯期间内统计通过停车线车辆数和车型,在红灯期间内统计通过停留在入口引道停车线之后的车辆数并记录。

2.3 调查注意事项

(1)观测的记时间隔可根据资料应用精度需要和交叉口实际情况确定,可为10s,15s,20s等,尽量避免信号周期能被观测时间间隔整除的情况。

(2)若无需精确到车型可以不计车型,亦可按实际需要设置增设其他车型;若无需测量通行能力,则绿灯和黄灯期间内可不划分记时间隔。

(3)若右转车没有信号灯,则右转车的延误可忽略不计,右转车的通行能力测量和路段的通行能力测量方法一样,可通过测量连续车队的平均饱和车头时距确定,然后根据Q=3600/得出饱和流量。若人手不够,右转车的通行能力可不同时测量,因为通行能力是个定值,只要能形成连续的饱和车流就能测定通行能力。或者右转车道的通行能力就由上述测得的左转、直行车道通行能力修正得到即可,不单独测量。

(4)若排队车辆数较多,在时间间隔内数不过来,一种方法是下一个时间间隔只数新来的排队车辆,再加上之前间隔数过的车辆数,另一种方法是同一流向几个车道只选取最有代表性的一个车道数停车车辆数,此流向各记时间隔内的停车车辆数等于这个车道排队车辆数车道数,这也符合实际情况,同一个流向的车流在排队的时候都会同时排满各车道,不会一个车道排很长,其他车道排很短。

(5)观测地点应在事先做好调查的基础上确定,要保证观测方便,特别是现在的饱和信号交叉口越来越多,要注意车辆排队很长时对视线的影响。观测地点一般选在停车线旁、排队长度的中间或可通视排队的路侧高楼 (点)等有利位置。

(6)调查员调查前应进行一小段时间试调查以适应调查程序和强度。

3 调查资料整理

3.1 交通量资料整理

一个信号周期内,某流向只能在本向绿灯和黄灯期间内能通车,红灯不能通车。

故此流向交通量Q=

其中标准车辆数是指不同车型折算后的车辆数。

3.2 通行能力资料整理

其中,饱和间隔是指能以饱和流量通过的时间间隔。标准车辆数是指经过车型折算以后的车辆数。

λ是调查的某流向车流的绿信比,是该流向有效通车绿灯时间与信号周期之比,一般实际调查中取有效绿灯时间为该流向实际显示绿灯时间。得出的通行能力为该流向所有车道的通行能力之和。

3.3 延误资料的整理

总延误=总停车数×时间间隔 (辆.s)

4 应用实例

以长沙市某信号交叉口某进口道直行流向为观测对象,用综合调查方法实测交通量、通行能力、延误等参数,此交叉口周期为100s,此直行相位绿灯时间为45s,黄灯时间为3s,红灯时间为52s,直行车道数为4。共统计了32个饱和周期,观测数据见表2。

(1)观测数据汇总

表2 观测资料汇总表

(2)数据处理

①交通量

观测期间内大型车为：

120+152+158+156+118=704辆观测期间内小型车为：

481+609+633+625+473=2 821辆

②通行能力

由于绿灯初期车辆起动和最后间隔车辆减速等的影响,使这两个间隔有损失时间,故计算饱和流量应去除第一和最后间隔的车辆数和时间。饱和间隔为每个信号周期绿灯和黄灯期间内的第20s,30s,40s三个记时间隔,并还可进行车型折算,取大型车的折算系数为2.5。则：饱和流率S*==11 370(pcu/h)

每直行车道绿灯时间通行能力S=11370/4=2 843(pcu/h)

③延 误

总停车数为423+816+1206+1710+2718=6 873辆

因最后一个间隔为12s,如需很精确,则：

总延误为 (423+816+1206+1710)×10+2718×12=74 166s.

(3)结果分析

相比单一指标参数的调查,综合调查方法中交通量参数调查精度相当,通行能力能考虑到车型折算,比单一饱和流量观测方法更精确,对于延误,综合方法不能得出每辆停驶车的平均延误,也不能得出实际的停驶百分比等详细信息,但是由于和流量一起在调查,调查时间足够,比单一延误调查方法的样本更具有充足性和代表性;此外,综合调查方法还能得到排队长度参数。更为重要的是,综合方法能以最少的人力物力在同一时间调查同一交叉口的多个参数,具有很强的实用性。同样,本方法也适合摄影法的人工内业整理,能减少摄影法内业整理强度。

5 结 语

交通量、通行能力、延误等是评价交叉口的运行效率和改善效果的重要指标,能同一时间测量同一交叉口的这些指标不仅数据具有精确性、可比性,更能节约大量的人力物力财力。综合原有交通量调查、通行能力调查、延误调查原理与分析方法,给出了综合调查与分析方法,增加了观测数据的信息量,通过对实际调查时的一些实际问题的有效处理,最大限度的保证了观测数据的准确性,是交通工程专业交通调查课程实习的实践成果,具有较强的实用性和可操作性。

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