信号控制交叉口限速标志规范设置服务水平评估

摘 要：为了对普通干线公路信号控制交叉口限速标志设置的规范性进行服务水平评估，文章在对嘉兴市普通干线公路限速标志设置情况调研、统计分析的基础上，采用前后对比法，借助VISSIM仿真软件，以G320-文昌路交叉口为典型案例，研究嘉兴市普通干线公路信号灯控制交叉口限速标志规范设置服务水平，并对信号控制交叉口的限速标志的设置提出了改善建议。

关键词：信号控制交叉口；限速标志；服务水平；仿真

前言

随着交通事业的快速发展，我国公路网已基本形成了以高速和国省道公路为干线，以县乡道路公路为支线，干支线道路相连的公路网，对国民经济的发展起到了重要的促进作用。据统计，2012年全国共查处超速行驶9000多万起，因超速行驶而造成的事故导致7000多人死亡[1]。设置限速标志，其在一定程度上可以降低事故的发生率[2]。但是如果限速标志设置不当，不仅会误导司机，而且也带来很大的安全隐，影响行车安全。

1 嘉兴市普通干线限速标志设置现状

嘉兴市下辖五县二区，其中国道1条、省道3条和二级以上县道公路13条。线路总里程为596.127公里。本次调查限速标志数量总数为1152块，秀洲区和嘉善县的线路穿越集镇，限速标志较多。其它地区限速标志设置较为均衡。

2 服务水平评估

对限速标志设置服务水平评估包含运行效率及安全性能两部分。限速标志的安全性能影响其所在路段的运行效率，设置不合理将会引发交通拥堵，降低了运行效率。而运行效率又在一定程度上能反馈甚至反作用于交通安全。

本项目采用前后对比法对嘉兴市限速标志设置改善前后服务水平进行评估，评估内容包含运行效率和安全水平两个方面。其中对运行效率的对比性评估借助VISSIM模拟实现，评估指标包括通过该交叉口影响范围（前后各200m）内的排队长队、行程时间、延误等；对安全性能的评估，则借助轨迹交叉理论，在SSAM中运用事故替代指标-交通冲突进行冲突模拟分析，评估指标有冲突类型、冲突分布等。此次研究以G320-文昌路交叉口作为典型案例予以分析。

2.1 对G320-文昌路交叉口分析

G320-文昌路交叉口为信号控制交叉口，相交道路文昌路为城市干道，单向四两车道，进口拓宽为四车道；G320为国道，单向两车道，进口拓宽为三车道。两条道路等级较高，交通量较大，交叉口拥挤度较大。该路口设计限速标志改善前后的模拟场景如下：

改善前：路段限速90km/h，限速标志设置于交叉口入口前500m处；同时在交叉口入口前200m处，设置一个70km/h的限速标志，如图1；

改善后：取消交叉口70km/h的限速标志，即全线统一限速80km/h，设置于进口前方500m处，如图2。

其它场景，包括交叉口渠化、信号配时以及交通量按照实际观测输入。VISSIM中所建路网如图3。本项目模拟了一个小时的交通运行，将这一个小时划分为12个5分钟的时段，比较每个5分钟时段的指标变化。按照下式计算改善效果E（Effectiveness）[3-5]，按%计：

E=■ 100% （1）

式中：E-改善效果，%；MOEB、MOEA-改善前、后的评价指标。

2.2 运行效率评价（服务水平）

运行效率常用服务水平来评估，主要评价指标有延误、行程时间、运行速度、饱和度、通行能力及拥挤度等。通过这些指标在限速标志改善前后的对比，比较运行效率的变化，进而评判改善效果。G320-文昌路交叉口限速标志改善前后的延误、行程时间、排队长度及停车次数变化图如下所示。

由上，可得以下结论：在信号控制交叉口设置限速标志，降低了运行效率。主要表现在以下几个方面：（1）平均行车速度降低约6km/h（11.0%）；（2）平均行程时间延长约3s（9.78%）；（3）平均延误增加了2.5s（8.87%）（4）平均排队长度增加约5.4m（11.0%，大约一辆车的空间）（5）每5分钟的计时周期内停车次数增加约5.5次（8.7%，相当于每分钟增加一次停车）

2.3 安全品质评价（安全服务水平）

目前对于限速标志的安全评价方法主要有两类，一类是“直接法”，主要基于历史事故记录数据的统计分析，包括“事故四指标法”（事故数、死亡人数、受伤人数及直接经济损失）和车公里事故指标等。第二类方法是“间接法”，即以交通事故的简介指标，如速度差、速度离散性、交通冲突等评价交通安全。本项目以交通冲突作为替代评价指标，同时辅以历史交通事故予以验证。

为直观反映交叉通冲突问题，采用SSAM轨迹分析软件对VISSIM仿真生成的轨迹文件进行处理分析，由于冲突角度不同将冲突分为追尾冲突、变道冲突和交叉冲突[4-8]。根据交叉口渠化及交通流量流向分布，经SSA进行冲突分析，交叉口限速改善前后的交通冲突类型及数量如图 8所示。

由图8可见：交叉口冲突中大部分表现为追尾冲突形式，交叉冲突和变道冲突相对较少。在改善前由于交叉口出入口前后限速不统一，导致车辆在通过交叉口时速度变化较大，加减速现象比较明显，从而导致追尾冲突较多。改善后交叉口入口处限速取消，车辆行驶速度相对较为平稳，速度差及速度离散性减小，车辆间产生的冲突数减少了31.5%。因此，取消信号交叉口限速可减少交通冲突，提高安全性。

3 信号控制交叉口限速标志设置建议

根据交叉通运行及交通安全模拟的对比性分析，对嘉兴市信号控制型限速标志设置规范服务水平有以下结论和建议：

（1）过高的限速值不利于行车安全，建议根据实际运行速度确定限速值。

（2）信号交叉口限速标志对运行效率及交通安全均有负面效应，

建议取消信号交叉口限速标志，与路段保持统一限速。

4 结束语

限速标志的规范设置是以安全为最终目标的，对道路进行速度管制是提高交通安全的有效手段。通过对嘉兴市普通干线公路中G320-文昌路交叉口的分析，反映了因以实际运行速度去确定限速值，信号交叉口的限速值应与路段保持一致。

参考文献

[1]孔令铮.交通事故致因中的人为因素分析[J].中国安全科学学报，2013（1）：28-34.

[2]A ljanahi A A M. Rhodes A H. Speed. Speed Lin its and Road Traffic Accidents Under Free Flow Cpnd itions[J].Accidents Analysis and Preventionr，1999，31（1-2）：161-168.

[3]谢正全.基于VISSIM的实时数据交通仿真技术的应用研究[D].西南交通大学，2010.

[4]李迪.基于博弈论的城市交通管控策略与仿真研究[D].吉林大学，2013.

[5]王志彪.VISSIM交通仿真适用性研究[D].北京交通大学，2007.

[6]孙璐，丁爱民，钱军，等.基于VISSIM仿真模拟的道路改造方案评价[J].公路交通科技，2012，6：26-30.

[7]张腾.基于VISSIM的长安立交合流区通行能力仿真研究[D].长安大学，2013.

[8]钱勇.基于仿真技术的武汉城区特定交通拥堵点治理研究[D].武汉理工大学，2008.