姬利娜，張金偉，亢鳳林

(1.安陽(yáng)工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，河南 安陽(yáng)455000;2.安陽(yáng)工學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，河南安陽(yáng)455000)

0 引言

城市道路理想的交叉口應(yīng)該是直角相交的四路交叉口，但在實(shí)際建設(shè)中，由于地形地勢(shì)及一些特殊的歷史和社會(huì)原因，形成一些多條道路相交呈不規(guī)則形狀的畸形交叉口，主要形式包括Y形交叉口、X形交叉口、雙T形交叉口、各種形狀不規(guī)則交叉口，以及相鄰交叉口不規(guī)則且間距較近等情況［1］。雖然這些交叉口數(shù)量不多，但由于路口周邊情況復(fù)雜、線(xiàn)形交錯(cuò)、交通流之間的沖突點(diǎn)、交通組織復(fù)雜等原因，畸形交叉口無(wú)疑成為城市路網(wǎng)中的“堵點(diǎn)”和“黑點(diǎn)”，也是道路交通管理的“重點(diǎn)”和“難點(diǎn)”。

如果通過(guò)道路工程改造，即改變現(xiàn)有道路的物理線(xiàn)形來(lái)把畸形交叉口改造成為正常交叉口，不僅會(huì)帶來(lái)大面積的拆遷，所需費(fèi)用極高，而且還會(huì)影響居民的正常生活。因此，從交叉口交通治理的最優(yōu)社會(huì)效益角度出發(fā)，對(duì)畸形交叉口進(jìn)行科學(xué)合理的交通組織優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮畸形交叉口潛在的通行能力，減少車(chē)輛延誤和沖突成為解決畸形交叉口交通問(wèn)題的有效途徑［2］。筆者在分析畸形交叉口交通問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了通過(guò)交通渠化、信號(hào)控制等手段的畸形交叉口時(shí)空優(yōu)化一體化設(shè)計(jì)的改造方法，并成功地用于工程實(shí)踐。

1 城市道路畸形交叉口存在的主要問(wèn)題

交通擁擠和交通事故是城市道路交叉口普遍存在的問(wèn)題，這兩個(gè)方面的問(wèn)題在畸形交叉口表現(xiàn)非常突出。一般而言，畸形交叉口主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:

1)交叉口進(jìn)口與出口不對(duì)正，容易引起駕駛員流向上的誤解，造成強(qiáng)行事故。

2)交叉口車(chē)輛流向上存在銳角交叉現(xiàn)象，使交叉通過(guò)交叉口的各方難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)方，既存在視距問(wèn)題，容易引起因駕駛員的感知錯(cuò)誤而發(fā)生的交通事故。

3)由于畸形交叉口進(jìn)出口對(duì)位關(guān)系差，進(jìn)入交叉口不同流向上的機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)行駛軌跡不明確，交叉沖突點(diǎn)發(fā)生位置不固定(即自由度過(guò)高)，讓行一方不知應(yīng)在交叉口內(nèi)哪個(gè)位置上等候才是安全的，容易引起交通秩序混亂。

4)畸形交叉口的交通流向較復(fù)雜，不明確，故其交通信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)存在一定難度。

2 畸形交叉口優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容

2.1 交通渠化

2.1.1 交通渠化的定義

交通渠化就是在道路上劃線(xiàn)，或用綠化帶和交通島來(lái)分隔車(chē)道，使各種不同性質(zhì)和不同速度的車(chē)輛，能像渠道內(nèi)的水流那樣，順著規(guī)定的方向，互不干擾的行駛［3］。交叉口交通渠化設(shè)計(jì)的目的是分離不同性質(zhì)的交通流，減少?zèng)_突點(diǎn)的數(shù)目，避免交通流之間的相互干擾，對(duì)解決交叉口的復(fù)雜交通問(wèn)題尤為有效。

2.1.2 交通渠化的關(guān)鍵內(nèi)容

1)交通島。交通島是控制、引導(dǎo)車(chē)輛行駛，保護(hù)行人安全，在道路上設(shè)置的島狀設(shè)施。按其功能可以分為導(dǎo)向島，主要用于控制和指引交通;分車(chē)島，用于分隔反向和同向的車(chē)流;安全島，用于行人橫穿道路時(shí)的避車(chē)地點(diǎn);中心島，用于車(chē)輛繞行。通常用混凝土路緣石等圍砌，高出路面10 cm以上。X形交叉口的交通島設(shè)置如圖1。

圖1 “X”形交叉口的交通島設(shè)置示意Fig.1 Traffic island schematic drawing of“X”intersection

2)人行橫道。人行橫道的位置、間距要適當(dāng)，應(yīng)設(shè)在車(chē)輛駕駛員容易看清楚的位置，盡可能的靠近交叉口，與行人的自然流向一致，并盡量與車(chē)行道垂直，以縮短行人過(guò)街的步行距離。當(dāng)行人過(guò)街橫道過(guò)長(zhǎng)(大于15 m)時(shí)，為了縮短行人過(guò)街時(shí)間，確保過(guò)街行人安全，應(yīng)在行人過(guò)街橫道中間設(shè)置行人安全島，其寬度應(yīng)大于1.5 m。人行橫道的寬度與過(guò)街行人數(shù)及信號(hào)顯示時(shí)間相關(guān)，順延干路的人行橫道寬度不宜小于5 m，順延支路的人行橫道寬度不宜小于3 m，以1 m為單位增減［4］。Y形交叉口的人行橫道設(shè)置如圖2。

圖2 “Y”形交叉口的人行橫道設(shè)置示意Fig.2 Crosswalk schematic drawing of“Y”intersection

2.2 單向交通

對(duì)于多路(大于4條道路)交叉的畸形交叉口，有的支路可以實(shí)施單向交通。實(shí)施單向交通的優(yōu)點(diǎn)如下:首先單向交通的道路車(chē)流流向一致，行人橫過(guò)道路不必左顧右盼，有利于交通安全;其次是實(shí)施單向交通有利于減少?zèng)_突點(diǎn)，不易形成交通擁堵;再者，單向交通可以簡(jiǎn)化路口的信號(hào)相位設(shè)置，并且有利于單行道路路口間的信號(hào)協(xié)調(diào)，綠波帶比雙行道路寬得多。故單向交通的道路的通行能力比雙行道路高得多。

2.3 轉(zhuǎn)向交通限制

轉(zhuǎn)向限制交通組織主要是在交叉口禁止車(chē)輛左轉(zhuǎn)，在簡(jiǎn)化交通流向的基礎(chǔ)上，提高節(jié)點(diǎn)的通行能力。由于車(chē)輛在交叉口存在轉(zhuǎn)向行為，交叉口的交通狀況要比路段復(fù)雜得多，各向交通流的可用通行時(shí)間不足路段的1/2［5］。在各種轉(zhuǎn)向車(chē)流中，左轉(zhuǎn)車(chē)流引起的沖突點(diǎn)最多，例如，在4路交叉口，禁止左轉(zhuǎn)后車(chē)流沖突點(diǎn)能從原來(lái)的16個(gè)減少到4個(gè)。因此，在左轉(zhuǎn)交通量較大的交叉口，在交叉口(或交叉口某幾個(gè)進(jìn)口道)實(shí)施(高峰小時(shí)或全天)禁止左轉(zhuǎn)的管理措施，可以提高交叉口的通行能力和交通安全。

3 畸形交叉口交通改善策略

3.1 工程改造

工程改造就是采用工程建設(shè)的手段對(duì)原有的交叉口進(jìn)行改造。通過(guò)工程改造能改變交叉口幾何形狀、進(jìn)口道寬度和視距等，從而提高交叉口通行能力和通行效率，改善交叉口的車(chē)輛運(yùn)行狀況［6］。工程改造措施主要包括新建道路、拓寬進(jìn)口道、改善路面質(zhì)量等。

3.2 交通組織優(yōu)化

道路交通組織優(yōu)化就是在有限的道路空間上，科學(xué)合理地分時(shí)、分路、分車(chē)種、分流向使用道路，是道路交通處于有序、高效的運(yùn)行狀態(tài)［7］。對(duì)于城市道路畸形交叉口而言，具體應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手:

1)在交叉口進(jìn)行必要的交通組織和渠化。通過(guò)單向交通組織、車(chē)種禁限、路口流向禁限、完善各類(lèi)各類(lèi)標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)等分離和疏導(dǎo)交叉口交通流的方式，使得車(chē)輛能夠高效、有序地通過(guò)交叉口。

2)對(duì)交叉口周?chē)嬖诘母鞣N影響交通視距的障礙物進(jìn)行清理，改善交叉口的視距。

3)對(duì)于復(fù)雜的多路交叉的畸形交叉口，某些方向的交通可能另有出路的，可以利用相應(yīng)的支路設(shè)置單行線(xiàn)，簡(jiǎn)化錯(cuò)綜復(fù)雜的交通流向，減少?zèng)_突點(diǎn)。

4)如果畸形交叉口內(nèi)的面積較大，符合設(shè)置環(huán)島的基本要求，可以通過(guò)將此類(lèi)交叉口改建成環(huán)形交叉口的方法，提高行車(chē)安全性，減少車(chē)輛延誤。

畸形交叉口的交通信號(hào)控制方面，要進(jìn)行合理的相位相序設(shè)置，確保相位的簡(jiǎn)單明確及相序的合理銜接，并通過(guò)信號(hào)燈的合理配時(shí)，使車(chē)輛和行人高效、有序地通過(guò)交叉口，提高交叉口的交通安全［8-9］。

4 實(shí)例應(yīng)用

4.1 交叉口概況

南順城街和月牙路交叉口位于昭通市城區(qū)中心，是由南順城街、月牙路、啟文街、建設(shè)南路及啟文直街交匯而成的畸形交叉口。改造前，路口內(nèi)路面磨損、破壞嚴(yán)重，尤其是南順城街到啟文街一段路面沉陷嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了車(chē)輛的正常行駛。

南順城街:城市主干道，車(chē)行道路寬16 m，單幅路，雙向4車(chē)道。

月牙路:城市次干道，車(chē)行道路寬14 m，單幅路，雙向2車(chē)道。

啟文街:支路，車(chē)行道路寬7 m。

建設(shè)南路:城市次干道，車(chē)行道路寬9 m，單幅路，雙向2車(chē)道。

啟文直街:支路，車(chē)行道路寬8 m。

4.2 存在問(wèn)題

通過(guò)交通調(diào)查和實(shí)地觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)南順城街和月牙路交叉口存在的主要交通問(wèn)題有:

1)該交叉口是個(gè)5路交叉口，由多個(gè)不規(guī)則平面和曲面組成，沒(méi)有進(jìn)行合理的渠化，車(chē)輛難以保證正確的行駛軌跡。

2)標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)不完善，交叉口內(nèi)機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人混行嚴(yán)重，各種交通流的交叉、分流、合流點(diǎn)眾多，安全隱患大，通行能力低。

3)交叉口口面積比較大，且中心路面磨損比較嚴(yán)重，再加上一些小商小販經(jīng)常占道經(jīng)營(yíng)，機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)隨意亂停亂放，嚴(yán)重影響了正常的交通秩序。

4.3 改善措施

4.3.1 工程措施

1)南順城街近交叉口路段設(shè)置了中央隔離欄，減少行人隨意穿越道路對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)通行的影響和對(duì)向交通間的相互干擾，同時(shí)限制車(chē)輛隨意調(diào)頭。

2)修復(fù)破損路面，并且在合理位置設(shè)置了交通島引導(dǎo)和明確車(chē)輛行駛軌跡，并對(duì)部分交通島采取了綠化，使交通流有序化的同時(shí)改善了交叉口的景觀(注:交通島在施工前，先用標(biāo)線(xiàn)畫(huà)出，實(shí)施一階段后，按照車(chē)流行駛軌跡進(jìn)行調(diào)整，在做成永久性的實(shí)體交通島)。

3)修正啟文直街、建設(shè)南路進(jìn)口處的轉(zhuǎn)彎半徑，并拆除建設(shè)南路兩邊的房屋，拓寬建設(shè)南路進(jìn)口段的路幅資源。

4)完善交通標(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)，與交通渠化和交通管制相互協(xié)調(diào)。

4.3.2 交通組織優(yōu)化

1)啟文直街白天單行(07:30—19:30)。

2)啟文街白天禁止機(jī)動(dòng)車(chē)右轉(zhuǎn)(07:30—19:30摩托車(chē)除外)。

3)南順城街高峰時(shí)段禁止機(jī)動(dòng)車(chē)左轉(zhuǎn)(11:30—12:30和17:30—18:30)。

4)建設(shè)南路白天禁止摩托車(chē)行駛(07:30—19:30)。

5)對(duì)相交道路的車(chē)道寬度、車(chē)道功能進(jìn)行了科學(xué)、合理的分配，使機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)和行人各行其道。

6)適當(dāng)提前交叉口停車(chē)線(xiàn)和人行橫道線(xiàn)，從而縮小交叉口面積，減少車(chē)輛通過(guò)交叉口的延誤，增加行人過(guò)街的安全性。

7)完善交通標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)，因地制宜地設(shè)置了交通島，合理施劃導(dǎo)流線(xiàn)，規(guī)范行車(chē)軌跡。

改造后，南順城街和月牙路交叉口的渠化如圖3。

圖3 南順城街和月牙路交叉口渠化Fig.3 Canalization plan of intersection of Nanshuncheng street and Yueya road

4.4 改善前后評(píng)價(jià)

通過(guò)Vissim交通微觀仿真系統(tǒng)對(duì)南順城街和月牙路交叉口改造前、后的通行能力和平均延誤進(jìn)行模擬對(duì)比分析，分析結(jié)果如表1。結(jié)果表明:改善前后，該交叉口的平均延誤時(shí)間由原來(lái)的40.8 s減少為24.4 s，服務(wù)水平由E級(jí)提高到C級(jí)。

表1 車(chē)道通行能力改善前后對(duì)比Table 1 Comparison of traffic capacity before and after the modification

5 結(jié)語(yǔ)

由于在全國(guó)各大中小城市中都或多或少的存在一些畸形交叉口，畸形交叉口的交通改善是現(xiàn)代交通組織管理的重要內(nèi)容。筆者采用交通工程改造措施和交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)相結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)方法改善畸形交叉口，避免了大面積拆遷，不僅實(shí)現(xiàn)了道路交通發(fā)展的時(shí)間連續(xù)性、空間連續(xù)性及資金投入連續(xù)性，而且實(shí)現(xiàn)了社會(huì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，值得借鑒與推廣。

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