程 燦 ，錢國豪 ，孫 琦

（1.無錫市政設(shè)計研究院有限公司，江蘇 無錫214072；2.無錫市公安局交通巡邏警察支隊，江蘇 無錫214000）

0 引言

隨著城市化進程的加快，大量外來人員的入住和本地居民的外遷，形成了工作集中在城市中心、居住集中在城市外圍的格局，導(dǎo)致上下班高峰時段進出市區(qū)的交通流呈現(xiàn)明顯的潮汐現(xiàn)象[1]。可變車道具有適用性強、實施效果好等優(yōu)點，是解決潮汐車流造成交通擁堵的有效方法之一。

早在2005年初，上海、杭州率先在國內(nèi)實施了交叉口渠化區(qū)可變車道方案。據(jù)統(tǒng)計，該措施大大提高了路口的平均通行能力，排隊長度縮短了約三分之一，效果十分明顯。但是目前大多數(shù)路口均采取人工遙控方式，不能準確、及時地反映交通流量的變化，且國內(nèi)尚無可變車道相關(guān)交通配套設(shè)施的實施要求，使得可變車道的使用效率大打折扣，甚至出現(xiàn)路口交通組織混亂，車輛違章嚴重等現(xiàn)象[2]。本文以具體工程實踐為例，針對智能控制措施、交通配套設(shè)施等實施細則提出路口可變導(dǎo)向車道的應(yīng)用方法。

1 可變車道概念

可變車道，是指車輛行駛方向可隨交通管理需要進行變化的車道。它主要針對高峰時段潮汐車流，在現(xiàn)有道路設(shè)施供給不變的情況下，通過改變車道行駛方向或轉(zhuǎn)向以適應(yīng)實際交通需求，從而提高整個道路的利用效率，達到減小排隊長度，降低延誤的效果[3]。

根據(jù)《道路交通標志和標線（GB5768.3-2009）》，可變車道可分為潮汐車道和可變導(dǎo)向車道?！俺毕嚨馈敝饕O(shè)置于城市主干路路段，它通過車道燈的指示方向變化，控制主干路可變車道行駛方向，來調(diào)整車道數(shù)；“可變導(dǎo)向車道”適用于需要采取時間性交通管理措施的交叉口，可依據(jù)不同時段車輛流量流向的特點，對流向進行靈活調(diào)控，變換車道的行駛方向，緩解交通壓力。圖1中a.為無錫市周新路路口南進口道設(shè)置的可變導(dǎo)向車道，b.為上海四平路實施的潮汐車道[4]。下文中可變車道不作特殊說明者均指可變導(dǎo)向車道。

圖1 可變車道類型圖示

2 可變車道的設(shè)置條件

可變車道的設(shè)置需要一定的道路交通條件，具體如下：（1）交叉口多次出現(xiàn)時段性、方向性不均衡交通流。（2）預(yù)設(shè)置可變車道的交叉口進口道至少有4條渠化車道，保證左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)的車輛順利放行，且在設(shè)置可變車道后不能對其他車道的車流運行產(chǎn)生太大的影響。（3）預(yù)設(shè)置可變車道的交叉口進口道必須有左轉(zhuǎn)專用車道及左轉(zhuǎn)專用相位供左轉(zhuǎn)車流行駛。

無錫蠡湖大道-周新路路口為4相位信號控制路口，南北向進口渠化為5車道，東西為4車道，具體如圖2所示。由于周新路路口是蠡湖新城與太湖新城溝通的重要中間節(jié)點，早高峰由南往北進城車輛大于出城車輛，晚高峰由北向南出城車輛則明顯較多，潮汐車流明顯，如圖3所示。通過交通流量調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，早高峰北進口直行車輛為906 pcu/h，左轉(zhuǎn)225 pcu/h，而晚高峰北進口直行車輛為1 157 pcu/h，左轉(zhuǎn)528 pcu/h，潮汐車流現(xiàn)象明顯，滿足設(shè)置信號交叉口可變車道的條件。為緩解晚高峰北進口道左轉(zhuǎn)排隊嚴重的問題，無錫市交巡警支隊通過研究決定對該路口北進口道左轉(zhuǎn)第2條車道實施可變車道方案，以滿足現(xiàn)狀交通需求，減少高峰排隊長度，緩解擁堵。

圖2 周新路路口渠化示意圖

圖3 早晚高峰客流分析圖

3 周新路路口可變車道實施方案

3.1 檢測器布置

可變車道主要根據(jù)交通流數(shù)據(jù)來變換車道的行駛方向，需要分析左轉(zhuǎn)、直行等不同流向的交通流量。左轉(zhuǎn)、直行車流量的比例關(guān)系可以通過車速、交通流量、時間占有率和飽和度等交通參數(shù)反映。對此，選取交通流量指標作為分析左轉(zhuǎn)、直行車流量比例的特征參數(shù)[5]。左轉(zhuǎn)、直行的車流量數(shù)據(jù)可以通過各種檢測器獲得，圖4為檢測器布置圖。

圖4 檢測器布置圖

1號檢測器用于檢測左轉(zhuǎn)渠化段的車流釋放情況，埋設(shè)于停車線位置。2號檢測器用于檢測渠化段可變車道的車流釋放情況，埋設(shè)于停車線位置。3號、4號檢測器用于檢測直行渠化段的車流釋放情況，埋設(shè)于停車線位置。5號、6號、7號、8號檢測器埋設(shè)于過渡段，距離渠化段末段距離為L4。

由圖4可知，渠化段長度為L1，故可變車道屬性為直行時，左轉(zhuǎn)渠化段理論上所能容納的最大車輛數(shù)為L1/l，l為渠化段內(nèi)的車輛平均車頭間距，l隨道路交通狀況的變化而變化。直行渠化段理論上所能容納的最大總車輛數(shù)為3L1/l。可變車道屬性為左轉(zhuǎn)時，左轉(zhuǎn)渠化段理論上所能容納的最大總車輛數(shù)為2L1/l，直行渠化段理論上所能容納的最大總車輛數(shù)為2L1/l。

3.2 可變車道信號控制方法

3.2.1 可變車道當前屬性為直行

（1）若在第n信號周期相位1結(jié)束時，5號檢測器采集到的左轉(zhuǎn)車流到達流量f5-1

由于左轉(zhuǎn)車流的到達流量應(yīng)從上一周期左轉(zhuǎn)相位2的最后一輛通過黃燈的車輛進入渠化段的時刻算起，故T的計算公式為：T=L1/v，L1為左轉(zhuǎn)渠化段的長度；v為渠化段內(nèi)汽車行駛的平均速度。

（2）若在第n信號周期相位1結(jié)束時，5號檢測器采集到的左轉(zhuǎn)車流到達流量f5-1>L1/l（采集時間：T+T3+T4+T1，從第n-1信號周期相位2的T2-T時刻開始。），此時左轉(zhuǎn)車流較大。如果在第n信號周期相位2結(jié)束時，5號檢測器采集到的左轉(zhuǎn)車流到達流量f5-2（采集時間為：T+T3+T4+T1+T2，從第n-1信號周期相位2的后T2-T時刻開始。）大于1號檢測器采集到的左轉(zhuǎn)車流釋放流量f1-2（采集時間：T2，從第n信號周期相位2開始），且f5-2-f1-2>L1/2l，說明左轉(zhuǎn)車流在左轉(zhuǎn)相位期間沒有放行完。此時，考慮直行車道的使用情況，以判斷是否有空余的道路供左轉(zhuǎn)車輛使用。如果在第n信號周期相位4結(jié)束時，6號、7號、8號檢測器檢測得到的直行車流到達流量（采集時間：T+T2+T3+T4，從第n信號周期的相位1的T1-T時刻開始。）總和fT-43L1/l，說明此時直行車流量也很大，無論可變車道屬性為直行或左轉(zhuǎn)，都會有一股車流不能放行完，這可能是由于信號配時不合理而造成的，可變車道不變化。

3.2.2 可變車道當前屬性為左轉(zhuǎn)

（1）若在第n-1信號周期相位4結(jié)束時，7號、8號檢測器采集到的直行車流到達流量之和（采集時間：T+T2+T3+T4，從第n-1信號周期相位 1的T1-T時刻開始。）qT-4<2L1/l，則直行流量較小，直行車流在直行相位期間能放行完畢，可變車道的屬性保持左轉(zhuǎn)不變。

（2）若在第n-1信號周期相位4結(jié)束時，7號、8號檢測器采集到的直行車流到達流量之和（采集時間：T+T2+T3+T4，從第n-1信號周期相位 1的T1-T時刻開始。）qT-4>2L1/l，此時直行流量較大。如果在第n信號周期相位1結(jié)束時，7號、8號檢測器采集到的直行車流到達流量之和（采集時間：T+T2+T3+T4+T1，從第n-1信號周期相位1的T1-T時刻開始。）qT-1大于3號、4號檢測器采集到的直行車流釋放流量之和qC-1（采集時間：T1，從第n信號周期相位1開始。），且qT-1-qC-1>L1/l，說明直行流量偏大，直行車流在直行相位期間沒有放行完。此時考慮左轉(zhuǎn)車道的使用情況，以判斷是否有空余的道路供直行車輛使用。在第n信號周期相位1結(jié)束時，如果5號、6號檢測器采集到的左轉(zhuǎn)車流到達流量之和qL-1（采集時間：T+T3+T4+T1，從第n-1信號周期的相位2的T2-T時刻開始。）2L1/l，說明此時左轉(zhuǎn)車流量也很大，則不宜變化可變車道。

3.3 交通安全配套設(shè)施

可變車道交通安全配套設(shè)施是可變車道系統(tǒng)的重要組成部分，它主要包含：交通標線、路邊指示標志、龍門架分車道指示燈和可變信號指示燈等。

3.3.1 交通標線

可變導(dǎo)向車道線用于指示導(dǎo)向方向隨需要可變的導(dǎo)向車道的位置。其形狀為白色鋸齒型標線，內(nèi)部可標注“可變車道”文字提醒。

3.3.2 交通標志

按照三級指示的原則設(shè)置交通標志牌。第一級為可變車道提醒標志，適宜布置在距離漸變段起點20m外，用以提醒駕駛員前方路口設(shè)置了可變車道；第二級為路外分車道指示標志，指示可變車道所在的位置，一般布置在漸變段起點處；第三級為龍門架分車道指示燈，一般布置在導(dǎo)向車道起點處，指示現(xiàn)階段可變車道的行駛方向，可變車道指示燈用LED屏突出顯示。圖5為可變車道標志牌圖示。

圖5 可變車道標志牌圖示

3.3.3 可變信號指示燈

在入口的每條車道對應(yīng)設(shè)置信號指示燈，可變車道的信號燈應(yīng)根據(jù)車道功能進行變化，當車道為直行時，指示燈為直行標志；當車道為左轉(zhuǎn)時，指示燈為左轉(zhuǎn)標志。

4 實施效果評價

根據(jù)無錫市交巡警支隊監(jiān)控中心提供的流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用飽和度指標評價實施可變車道后的改善效果如下：統(tǒng)計某日6:00-21:00周新路路口北進口道左轉(zhuǎn)及直行飽和度，如圖6所示?？梢钥闯觯撀房谕ㄐ忻苤饕性谕砀叻?，實施前北進口左轉(zhuǎn)車輛排隊嚴重，直行方向3車道通行能力略有富余，實施可變車道方案后明顯減輕了左轉(zhuǎn)方向通行壓力，對于直行方向，飽和度有所增大，但是屬于可接受范圍以內(nèi)?？傮w而言，實施可變車道技術(shù)可以充分利用道路條件，使交通設(shè)施供給與需求動態(tài)協(xié)調(diào)，效益非常顯著。

5 結(jié)語

在實施可變車道前必須對交叉口道路交通情況做充分調(diào)查，研究可變車道方案的可行性，同時應(yīng)做好宣傳工作，保障可變車道的實施效果。本文以無錫市蠡湖大道-周新路路口為例，介紹了可變車道在交叉口的應(yīng)用方法，包含可變車道檢測器的布置、信號燈控制機理，以及交通安全配套設(shè)施的設(shè)置等，最后通過飽和度指標評價了可變車道方案的實施效果。結(jié)果顯示，實施可變車道能夠合理分配道路資源、緩解路口通行壓力、減小車輛排隊長度，對于潮汐車流明顯的城市，具有重要的推廣意義。

圖6 可變車道實施效果評價曲線圖

[1]張國華.關(guān)于城市道路潮汐車道的設(shè)置研究 [J].交通科技，2012，3（6）:116-119.

[2]岳雷，徐天東，等.上海世博會可變車道設(shè)置方案研究[J].城市交通，2010，8（2）:25-30.

[3]杜家玉，吳海.貴陽都司高架橋潮汐車道交通組織的研究[J].山東交通學院學報，2010，18（4）:35-38.

[4]岳雷，湯震，等.上海世博會可變車道技術(shù)研究[J].交通控制，2009，（7）:56-59.

[5]李麗麗，曲昭偉，王殿海.可變車道誘導(dǎo)方法研究[J].交通與計算機，2008，26（5）:53-56.