道路交叉口是城市交通管理的重要组成部分，其管理和控制方式是否科学，影响着道路的通行效率。而交叉口信号放行顺序设计，就是决定路口通行效率的那把定音锤。
交叉口的几何形状、流量流向特征等诸多因素决定了路口信号的放行顺序。最优的信号放行顺序设计，可以使后一信号阶段辅助清空前一信号阶段余留车辆，减小清空时长，提高通行效率。
本文陈工将以两个路口为例，分析信号放行顺序对交叉口通行效率的影响。
案例一：北京东大桥三角地交叉口
如图所示，东大桥三角地由三个灯控路口组成（路口分别用①、②、③表示），路段①—②、②—③、③—①均为单向行驶。
主要交通流向及流量：
此区域有如上几条交通流，流向如图中线条所示。其中，东进口无灯控，红色车流通行不受灯控控制。
优化前交叉口①放行顺序设计：
阶段一：同时放行黄色流量和白色流量；
阶段二：阶段一结束后放行行人；
拥堵分析：
1、红色流量不受灯控控制，当放行白色流量时，两股流量同时通行，在路段①—②处车辆形成交织，路面状况混乱；
2、当路口②灯色为红灯时，红色流量在①—②路段内排队，若排队车辆有一定长度，则会阻碍白色流量的通行；
3、行人放行阶段，红色流量仍可正常通行，行人过街存在安全隐患。
优化方案：
1、增加信号灯
1）路口①增加右转信号灯，控制红色流量；
2）路口①增加左转信号灯，控制白色流量。
2、调整信号阶段放行顺序
1）阶段一：同时放行红色流量和黄色流量；
2）阶段二：放行行人；
3）阶段三：放行白色流量和黄色流量。
优化分析：
1、阶段一可同时放行红色和黄色流量，二者通行互不影响；
2、阶段二放行行人时，路口①右转信号灯转红，停止放行红色流量，利用行人过街这段时间，①—②路段内排队通行的红色流量基本可以清空；
3、阶段三左转信号灯转绿，放行白色流量，而这时①—②路段内的红色流量基本已经清空，白色流量可顺畅通行。同时，路口②右转车辆不受灯控，白色流量可连续通过，当阶段三结束再次放行阶段一时，白色流量基本不会对红色流量的通行产生影响。
优化调整预案：
优化方案能否取得最优效果，关键看各个阶段的放行时间设置是否合理，以保证当阶段三白色流量开始放行时，①—②路段内红色流量的排队长度不会影响它的正常放行。如仍有影响，可增加阶段二的行人放行时间来增加红色流量清空时间，也可增加②号路口放行时长，加大红色流量的放行时间。
方案实施效果：
优化方案实施后，红色流量排队长度得到控制，白色流量行驶通畅，行人信号放行阶段无车流通过，安全性增加，整体路口交通秩序明显改善。
此案例中交叉口流量流向特征对放行顺序设计影响较大，接下来我们再选择一个复杂交叉口进行分析，在这个案例中，影响路口信号放行顺序设计的主要因素为路口几何形状。
案例二：北京四季青桥桥下交叉口
四季青桥位于北京海淀区，桥下路口宽度接近100米，紫竹院路穿越桥下两条四环辅路，形成大的交叉口。
放行顺序设计：
此路口采用四面轮放的放行规则，需合理设计ABCD四条车辆流向放行顺序，以达到最优的放行效率。
我们假定A流向为第一放行顺序：
① 若选择B流向作为第二放行顺序，由于B流向车辆通行方向与A流向车辆通行方向冲突，需等A流向尾部车辆全部清空才可通行，而两个交叉口间距近100米，A流向通行车辆清空时间较长，因此选择B流向作为第二放行顺序并不合适；
② 若选择D流向作为第二放行顺序，由于D流向车辆通行方向与A流向车辆通行方向冲突，需等A流向车辆全部清空才可放行，与①原因相同，A流向车辆清空时间较长，因此选择D流向也不合适；
③ 若选择C流向作为第二放行顺序，在A流向放行结束后，即使A流向车辆还未彻底清空，C流向直行方向车辆也可直接通行，左转车辆可跟随A流向未清空车辆通行，不必给A流向车辆特地设置清空时间，因此C流向作为第二放行顺序最为合适；
④ 若选择D流向作为第三放行顺序，由于与C流向左转车辆通行方向冲突，需等C流向左转车辆全部清空才可放行，所以放行D不是最优方案；
⑤ 若将B流向作为第三放行顺序，当C流向放行结束，B流向的车辆驶入左交叉口时，左交叉口的C流向车辆早已清空结束，B流向车辆可直接通行，因此B流向作为第三放行顺序最为合适，则D为第四放行顺序。
为了达到最优的通行效率，此交叉口放行顺序设计应为A→C→B→D。
信号阶段设计：
信号阶段一：放行黄色流量
信号阶段二：放行红色流量
信号阶段三（搭接阶段）：红色流量通行无掉头需求，同时车辆从左交叉口驶向右交叉口距离较长，为了最大化的利用绿灯时间，可设置一个搭接阶段：即红色流量放行阶段后期，可同时开始放行白色流量。
信号阶段四：继续放行白色流量
信号阶段五：放行蓝色流量
信号阶段六（搭接阶段）：蓝色流量通行无掉头需求，车辆从右交叉口驶向左交叉口距离较长，为了最大化的利用绿灯时间，可设置一个搭接阶段：即蓝色流量放行阶段后期，可同时开始放行黄色流量。
四季青桥交叉口相位图：
在此路口的信号放行顺序设计中，路口几何形状是影响设计的重要因素。由于两个交叉口东西距离接近100米，若东西方向车流放行结束，再设置单独的车辆清空时间，则此路口的信号周期将会大大增加，通行效率会非常低下。如上信号放行顺序和信号阶段设计，不仅节省了信号阶段之间的车辆清空时间，还设置了搭接相位，最大限度增加有效绿灯时间，提高交叉口通行效率。
搭接相位：在两个相位之间存在着部分车流的搭接，这样在信号周期中增加了一种特殊的“小相位”，可有效利用绿灯时间，提高路口通行效率。
信号放行顺序，是影响交叉口通行效率最重要的因素。如果将一个交叉口的信号控制方案比喻为一副中药配方，那么信号放行顺序就是这个方子的药名，信号配时方案是每一味药的药量。根据路口几何形状和流量流向等特征，设计匹配的信号放行顺序和配时方案，对症下“药”，这个药方才能发挥它最大的效用。当然，如果只从信号调控角度已无法优化当前通行状况，就应考虑改变“治疗方式”，通过改进路面渠化或通过上游节流等手段来解决问题。
下一篇，陈工将为大家分享「用简易评估法计算交通收益」。
「守路者」系列分享人简介
陈大农：原北京市公安局公安交通管理局科技信息通信处警务技术二级总监，首都劳动奖章获得者，从事交通信号控制工作三十余年，对信号控制方案设计、路口通行优化有深入研究，被评为公安交通管理领域专家。目前，陈工被聘请为北京博研智通科技有限公司高级技术专家，负责博研智通交通信号控制相关理论工作的重塑与升级，构建技术方案和落地用户的对话通道，助力博研智通成为业内全面专业的解决方案提供商。
