平面交叉口待行区设置方法研究

程 鹏

(中国人民公安大学， 北京 100038)



平面交叉口待行区设置方法研究

程 鹏

(中国人民公安大学， 北京 100038)

在借鉴和参考国家相关标准的基础上，针对较大型平面交叉口提出了一种交通组织方式. 研究了较大型平面交叉口施划机动车左转弯待转区、直行待行区，非机动车左转弯待转区、直行待行区，人行待行区标线和设置左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯的交通组织优化方法，并设计制作了以单片机逻辑运算为主导的左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯. 在不进行大规模工程改造的情况下，能最大限度地挖掘交叉口固有的时空资源,进一步提高通行效率，对缓解交叉口拥堵具有一定的现实意义.

平面交叉口； 待行区； 信号灯； 放行方式； 交通组织

城市道路交通拥堵问题已成为我国大中城市困扰百姓出行、令政府棘手解决的难题. 城市道路交叉口是城市道路系统的重要组成部分，是道路网络的节点所在，是管理、组织道路各类交通的控制点. 道路是否畅通，很大程度上取决于交叉口的交通状况. 在整个道路网中，交叉口成为通行能力与交通安全上的卡口，更是交通事故最集中的地带. 因此，交叉口对道路网的形式及道路交通的影响是非常大的. 平面交叉口是城市路网中最常见的交通瓶颈，对于一些较大型的平面交叉口,由于其布局已基本定型，在暂时无法解决立体交叉的情况下，只有采用交通组织优化技术，在交叉口的空间和时间上做文章. 本文通过在交叉口设置左转弯待转、直行待行、人行待行区域标线，做到交叉口空间上寸土必争. 同时相应地增设提示车辆通行左转弯待转、直行待行 区域和行人横过人行横道人行待行区域的信号灯，在交叉口信号灯放行时间上做到分秒必争. 优选信号灯先直后左的放行顺序，弥补行人通过人行横道需求时间不足，压缩车辆、行人时空等待和延误，优化信号灯配时方案，在不进行大规模工程改造的情况下，能最大限度地挖掘交叉口固有的时空资源,进一步提高通行效率，对缓解交叉口拥堵具有一定的现实意义.

1 平面交叉口待行区设置适用条件

1) 待行区设置适合用在比较大型的交叉口路口，一般进口道在3条机动车道及以上的路口适合设置待行区；

2) 大型立交桥下平面路口，该类型路口桥下空间往往比较大，车辆通过路口所需时间较长；

3) 左转弯待转区一般要求具有专左车道，并且左转弯待转区的设置不能影响对向直行机动车辆的正常行驶；

4) 在宜设机动车先直后左四相位信号灯放行方式平面交叉路口，增设机动车左转弯待转区、直行待行区，非机动车左转弯待转区或直行待行区和人行横道等待区及其信号灯.

2 平面交叉口待行区标线及信号灯设置方法

现行的《道路交通标志和标线》(GB5768.1—2009)规范了机动车左转弯待转区标线，在此不再赘述. 但《道路交通标志和标线》(GB5768.1—2009)没有规范机动车直行待行区、非机动车左转弯待转区、直行待行区和人行待行区标线. 现行的《道路交通信号灯》(GB14887—2011)信号灯的功能分类中没有规范左转弯待转、直行待行和人行待行信号灯. 本文提出增设机动车直行待行区、非机动车左转弯待转区、直行待行区、人行待行区(人行横道等候区)标线和左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯，希望能对平面交叉口待行区的设置提供借鉴和参考.

2.1 机动车直行待行区标线及信号灯设置

2.1.1 直行待行区标线

含义：在平面交叉路口每个进口的人行横道外缘施划延伸所有直行车道内直行箭头、车道分道线(虚线)和停止线，其停止(等待)线可呈阶梯状或在一条直线上组成一组长方形标线，用于标识直行待行区标线.

1) 直行待行区标线为白色虚线，用来指示直行车辆在同一方向左转时段(先放左转后放直行)或相邻方向左转时段(先放直行后放左转)进入待行区等待直行的位置.

2) 直行待行区标线应在设有直行专用信号且辟有直行专用车道时使用，设于直行专用车道前端，伸入交叉路口内，但不得妨碍相邻方向(先放直行后放左转)或对向(先放左转后放直行)左转车辆的正常行驶.

3) 直行待行区标线为两条平行的白虚线，线宽15 cm，线段及间隔长均为50 cm，其前端应施划停止线. 在待行区内须施划白色直行导向箭头，导向箭头长300 cm，一般在待行区的起始位置和停止线前各施划一组，直行待行区较长时，中间可以重复设置导向箭头，直行待行区较短时，中间可仅设置一组导向箭头. 有条件的地点，直行待行区可设置多条待行车道.

2.1.2 直行待行信号灯

直行待行区标线宜由直行待行信号灯指示直行的机动车和非机动车正确使用. 即直行待行信号灯的全红表示禁止驶入待行区，红直杠(代表待行区停止线)静止、直行绿箭头、绿虚边闪烁表示允许驶入待行区，上开口、直行绿箭头、绿虚边静止表示允许通过待行区，全黄表示已驶入直行待行区车辆可以继续通行. 直行待行信号灯如图1所示.

图1 直行待行信号灯

2.2 机动车左转弯待转区标线及信号灯设置

2.2.1 左转弯待转区标线

参考《道路交通标志和标线》(GB5768.1—2009).

2.2.2 左转弯待转区信号灯

左转弯待转区标线宜由左转弯待转区信号灯指示左转的机动车和非机动车正确使用. 即左转弯待转信号灯的全红表示禁止驶入待转区，红斜杠(代表待转区停止线)静止、左转绿箭头、绿虚边闪烁表示允许驶入待转区，上开口、左转绿箭头、绿虚边静止表示允许通过待转区，全黄表示已驶入左转弯待行区车辆可以继续通行. 左转弯待转信号灯如图2所示.

图2 左转弯待转信号灯

2.3 非机动车直行待行区或左转弯待转区标线

2.3.1 非机动车直行待行区或左转弯待转区标线

在交叉路口每个进口的人行横道外缘施划延伸所有非机动车直行车道分道线(虚线)和停止线，其停止(等待)线最长可与机动车直行待行区标线停止线延伸最长的平齐.

2.3.2 非机动车直行待行区或左转弯待转区通行方式

非机动车根据通行的需求，宜由机动车左转弯待转、直行待行信号灯指示分别驶入非机动车直行待行区或左转弯待转区.

2.4 人行横道人行待行区标线及信号灯设置

2.4.1 人行横道人行待行区标线

含义：在平面交叉路口每条垂直道路中心线的人行横道线外缘离两端15 cm处，分别施划垂直于人行横道线宽15 cm长60 cm的黄色线段，起始于人行横道离道路边缘线第一条，交叉路口进口止于左转车道与直行车道分界线50 cm处，交叉路口出口止于道路中心线与进口左转车道分界线50 cm处，止点选择两条人行横道间隔中心，在此处再分别施划一条线宽15 cm黄色线段，由此连接在一起匡型区域即称为人行待行区或人行横道等候区.

2.4.2 人行待行信号灯

人行待行区或人行横道等候区宜由人行待行信号灯指示横过马路的行人正确使用. 人行待行信号灯如图3所示.

图3 人行待行信号灯示意图

人行待行信号灯的主要作用：

1) 用于提示行人在什么时候准许行入人行横道等候区进行二次等候，在人行横道绿灯亮时，再予通过.

2) 用于提示行人在什么时候禁止行入人行横道等候区.

3) 用于弥补行人过街时间不足或缓解行人过街等待时间过长带来的问题.

2.5 平面交叉路口待行区标线设置方案

平面交叉路口待行区标线设置方案示意图如图4所示.

图4 平面交叉路口待行区标线设置方案示意图

3 平面交叉口待行区信号放行方式

3.1 机动车放行方式

3.1.1 东西方向

1) 当东西方向的直行绿灯亮时，东西方向的左转车辆依照左转弯待转信号灯指示驶入待转区，待左转绿灯亮时再通过路口；

2) 当东西方向的左转绿灯亮时，南北方向的直行车辆依照直行待行信号灯指示驶入待行区，进行二次等候，待直行绿灯亮时再通过路口；

3.1.2 南北方向

1) 当南北方向的直行绿灯亮时，南北方向的左转车辆依照左转弯待转信号灯指示驶入待转区，待左转绿灯亮时再通过路口；

2) 当南北方向的左转绿灯亮时，东西方向的直行车辆依照直行待行信号灯指示驶入待行区，进行二次等候，待直行绿灯亮时再通过路口.

左转弯待转、直行待行信号灯与道路交通信号机没有直接的关系，只是利用交通信号机输出的信号电源. 左转弯待转、直行待行信号灯是靠一个专门设计的控制模块(以单片机逻辑运算为主导的)，启动全红；红斜(直)杠静止、左转(直行)绿箭头、绿虚边闪烁；上开口、左转(直行)绿箭头、绿虚边和全黄等灯色状态(见图5). 两种信号灯突破了被动式接受交通信号机相位信号的模式，实现了自动甄别四路交通信号并且依照控制模块嵌入式程序进行自主运算，指示两种信号灯对应的显示方式. 这是与现有普通交通信号灯的最大区别，更符合了智能化交通的思想理念.

图5 左转弯待转、直行待行信号灯内控制模块 示意图

本控制模块主芯片采用Microchip PDIP18 封装PIC16F716 单片机，低功耗，工作电压低，内部自带看门狗，抗干扰能力强.

单片机PIC16F716说明

其中：第1、3、5分别为平行方向的左转信号灯、直行信号灯、和垂直方向的左转信号灯通过2、4左转待转信号灯和直行待行信号灯的控制模块进行控制. 下面分别对采用芯片和控制模块作如下说明：

单片机管脚示意图见图6.

图6 单片机管脚示意图

控制模块说明

A.该信号控制板，利用信号机输出的5个信号.

①直行红；②直行绿;③左转黄(直行黄);④左转红;⑤左转绿.

B.根据控制板上不同跳线可以控制不同的信号灯.

a：输出控制左转5种信号(独立三个灯头).

①左转待转(绿灯闪烁);②左转(绿灯常亮);③左转闪烁(有左转绿灯闪烁信号);④左转黄灯; ⑤左转红灯.

b：输出控制复合灯，单灯头包含a 的5种信号.

c：输出控制左转5种信号(独立三个灯头，绿灯为箭头灯).

①左转待转(绿箭头滚动)；②左转(绿灯常亮);③左转闪烁(有左转绿灯闪烁信号);④左转黄灯;⑤左转红灯.

C.输入电压采用现有交通信号机控制信号的信号电源220 V，无须单独供电，安装方便. (图7为先放行直行信号再放行左转信号的两种信号灯接线示意图)

图7 先放行直行信号再放行左转信号的两种 信号灯接线示意图

3.2 行人放行方式

行人放行方式(优化路口信号灯放行方案和信号配时，建议路口信号灯的放行顺序宜为先直后左).

3.2.1 东西方向

南北方向的行人横过马路，行人应依照人行横道等候区提示信号灯(人行横道垂直方向左转灯亮时，准许行人进入人行横道等候区)进入等候区，进行二次等候，待人行横道绿灯亮时，再通过路口.

3.2.2 南北方向

东西方向的行人横过马路，行人应依照人行横道等候区提示信号灯(人行横道垂直方向左转灯亮时，准许行人进入人行横道等候区)进入等候区，进行二次等候，待人行横道绿灯亮时，再通过路口.

4 结论

本文综合应用了交通工程、系统工程、计算机应用等多门学科的知识,通过理论总结和分析、实地试行试验,对平面交叉口待行区交通组织提出了如下措施：

1) 在交叉口地面空间上分别设置机动车左转弯待转、直行待行、非机动车左转弯待转、直行待行和行人人行待行标线区域；

2) 相应地增设提示车辆通行左转弯待转、直行待行区域和行人横过人行待行区域的信号灯，探讨其提示禁止进入、允许进入、进入等待、允许通行和继续通行的显示方式,以保证车辆、行人的通行安全；

3) 设计制作了以单片机逻辑运算为主导的左转弯待转、直行待行、人行待行信号灯.

通过合理设置待行区标志标线及信号灯设施，可以充分利用时间、道路空间资源，真正在路口空间上做到寸土必争，在通行时间上做到分秒必争，对进一步提高路口通行能力，有效缓解交通拥堵，减少时空延误，节能减排减低交通污染具有深远的社会有益效果. 目前，在北京、长沙、长治、潍坊、日照、淄博等地对左转弯待行区、直行待行区多有应用，在一定程度上提高了平面交叉口机动车、非机动车和行人的通行能力，是对交叉口这种交通组织方式最有力的验证.

5 展望

1) 非机动车左转弯待转区或直行待行区、和人行横道等待区及其信号灯的具体实施方案，尚在调研论证阶段. 非机动车和行人在平面交叉路口的待行问题是一个新课题.

2) 由于缺乏现行《道路交通标志和标线》(GB5768.1—2009)和《道路交通信号灯》(GB14887—2011)等国家规范的支持，本文提出的平面交叉口待行区及信号灯设置方式，虽然是对现行《道路交通标志和标线》(GB5768.1—2009)和《道路交通信号灯》(GB14887—2011)两个国家标准内容的补充完善. 但在一定范围内会对此产生不同的看法和新的观点，甚至会用安全风险的名义予以否定.

3) 对于较大型路口车流量大的路口，待行区缩小了路口空间，可能存在车辆转弯半径不足，交叉口内车辆清空不够等问题，需要进一步进行深入研究.

[1] 李小帅. 城市大型平面交叉口交通组织优化研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2009: 15-17.

[2] 左天福, 陶晟陶. 关于设置平面交叉口直行待行区的思考与实践[J]. 交通与运输: 学术版, 2011(1): 21-24.

[3] GB50647—2011. 城市道路交叉口规划规范[S]. 北京: 中国标准出版社, 2011.

[4] GB50688—2011. 城市道路交通设施设计规范[S]. 北京: 中国标准出版社, 2011.

[5] GB14887—2011. 道路交通信号灯[S]. 北京: 中国标准出版社, 2011.

[6] 孙冰清, 陈景雅. 城市信号交叉口左转待行区设置及效益评价研究[J]. 公路交通科技, 2014(4): 144-147.

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[8] CJJ37—2012. 城市道路工程设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.

Optimal Design of Waiting Areas at Signalized Intersections

CHENG Peng

(Chinese People’s Public Security University grade 2014 Pilot Reform Brigade of Economic Reconnaissance， Beijing 100038, China)

Based on the reference of the relevant national standards, a kind of traffic organization method was put forward for large intersections. Traffic organization optimization methods of the large plane intersections were researched. These optimization methods include delineating the left turn vehicle waiting area, straight vehicle waiting area, non-motor vehicle left turn waiting area, non-motor vehicle straight waiting area, pedestrian waiting area and setting left turn waiting, straight waiting, pedestrian straight signal lamp. The single-chip microcomputer logic operations was designed to control the signals of left turn waiting, straight waiting and pedestrian waiting signal lights. Without the large-scale engineering modification, this new design can better utilize time and space resources and traffic efficiency was further improved. It has certain practical significance to ease congestion at large signalized intersections.

intersection; waiting area; signal head; discharge method; traffic organization

10.13986/j.cnki.jote.2015.03.012

2014- 12- 11.

程 鹏(1990—)，男，山西长治市人，中国人民公安大学2014级试点改革大队经济犯罪侦查一区队学员. E-mail:884859963@qq.com.

U 491.2

A

1008-2522(2015)03-56-05