陽 蘭

（中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院，四川成都 610081）

0 引言

在城市建設(shè)不斷發(fā)展的同時(shí)，機(jī)動(dòng)車數(shù)量也以較快的增長速度增加，近年來，城市交通現(xiàn)實(shí)已經(jīng)與日益增加的機(jī)動(dòng)車數(shù)量不成正比，城市每天都會(huì)發(fā)生大面積的擁堵問題，嚴(yán)重影響通行效率，造成大氣污染嚴(yán)重，形成資源浪費(fèi)。交通管理者在面對這樣的問題時(shí)也往往沒有更好的辦法，或者根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況改造起來難度相對很大。本文通過對交通組織進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，提出一些思路，以解決上述問題。

對于城市交叉口的交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)，已經(jīng)有多所大學(xué)與機(jī)構(gòu)進(jìn)行過研究。2004年，王海星對于我國的交通沖突技術(shù)發(fā)展不成熟的情況，對于交通量與交通事故、交通沖突間的密切關(guān)系進(jìn)行了分析，2006年北京交通大學(xué)錢大琳等對自行車群與機(jī)動(dòng)車運(yùn)行速度的影響進(jìn)行分析，提出了干擾的計(jì)算方法。

1 目前在城市交叉口存在的主要問題

1.1 車道數(shù)劃分不合理

在道路交叉口的車道數(shù)量是路口車輛能夠順利通行的一個(gè)重要指標(biāo)，一般來講，在道路的交叉口會(huì)比一般的道路多出1～2個(gè)車道，主要是為了讓更多的車輛在通行信號(hào)亮起時(shí)能夠以最短的時(shí)間通過，避免在路口耽誤太多的時(shí)間。另外，在一些交通路口需要單獨(dú)分配出左轉(zhuǎn)車道、右轉(zhuǎn)車道，這將會(huì)大大提高機(jī)動(dòng)車的通行。但在對許多城市的實(shí)際觀察過程中，大多數(shù)的交叉口并沒有增加車道數(shù)量，反而還會(huì)存在減少的情況，這就大大降低了機(jī)動(dòng)車的通行率，另外也造成了事故發(fā)生的概率增加，發(fā)生追尾及刮擦事故的數(shù)量明顯會(huì)多一些[1]。

1.2 交叉口車道渠化欠合理

渠化設(shè)計(jì)的主要作用就是通過右轉(zhuǎn)道與左轉(zhuǎn)道的設(shè)計(jì)，讓交叉口的交通變得流動(dòng)起來，但在城市道路的實(shí)際觀察中發(fā)現(xiàn)，支路與支路間并沒有明顯的渠化，所以車輛在通過時(shí)不可避免地就是降低過多車速以確保安全。城市道路的交叉口無渠化設(shè)計(jì)或渠化設(shè)計(jì)不充分的現(xiàn)象非常多，也在一定程度上增加了城市交通的擁擠[2]。

1.3 非機(jī)動(dòng)車道與公共汽車站設(shè)置不合理

在城市建設(shè)初期，交通管理人員并沒有形成長遠(yuǎn)的觀念，只根據(jù)當(dāng)時(shí)3 a內(nèi)的發(fā)展規(guī)劃來建設(shè)道路，但在短短幾年之后，在道路上的車流與人群增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過預(yù)期。大量的行人與非機(jī)動(dòng)車的流動(dòng)性過大，造成了機(jī)動(dòng)車速度很低。而且在實(shí)際的道路中，行人與非機(jī)動(dòng)車的過街設(shè)施不完全，在過馬路時(shí)難度非常大，不斷產(chǎn)生與機(jī)動(dòng)車相互干擾，降低安全保證。一般來講公交站臺(tái)都要設(shè)置在交叉口的出口處一段距離，而且采用展寬出口道[3]。但實(shí)際情況卻是，有一些公交車站設(shè)置在沒有展寬的道路邊上，離交叉口非常近，在上下班高峰階段，容易發(fā)生交通擁擠的現(xiàn)象，而且公交車數(shù)量較多時(shí)，往往會(huì)形成把整個(gè)交叉口堵死的現(xiàn)象。造成了交叉口通行能力大大下降。

1.4 交通標(biāo)志設(shè)計(jì)不合理

目前幾乎每個(gè)城市的交通標(biāo)志線都有自己的特點(diǎn)，外地司機(jī)在去到一個(gè)陌生的城市時(shí)很難看清全部交通標(biāo)志線與信號(hào)指示牌。有時(shí)交通標(biāo)志字體過小，距離遠(yuǎn)一點(diǎn)看不清，而距離近了再看時(shí)，已經(jīng)有些晚了。經(jīng)過多年的使用，道路上的交通車道引導(dǎo)線變得模糊或出現(xiàn)重疊的問題，造成駕駛員出現(xiàn)一定的困擾。

2 城市道路交叉口設(shè)計(jì)原則

城市道路交叉口的型式與交通組織方式?jīng)Q定著交叉口的行車安全與通行能力。在進(jìn)行交叉口的型式選擇與交通組織時(shí)，需要遵循一定的原則。首先，道路網(wǎng)整個(gè)規(guī)劃指導(dǎo)著交叉口的型式，一般來講，兩條道路最好是以正交最為合適，由于歷史原因或其他的原因，也會(huì)出現(xiàn)一些特別角度的交叉口，這時(shí)應(yīng)該保持交叉口大于45°為宜，避免產(chǎn)生過多的畸形交叉情況[4]；第二，交叉口的形狀應(yīng)該根據(jù)道路的功能與等級(jí)、車流量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也可以根據(jù)地形與地面條件進(jìn)行設(shè)計(jì)；第三，在交叉口設(shè)計(jì)中做好交通組織設(shè)計(jì)，對不同的車流與人流進(jìn)行正確組織，設(shè)置好轉(zhuǎn)彎車道、安全島、標(biāo)志線等。一般而言，對于平面交叉口可以設(shè)置有信號(hào)與無信號(hào)的兩種情況。一些控制出入的一、二級(jí)公路，以及計(jì)算行車速度超過60 km/h時(shí)，對直行與交叉路口不得設(shè)置信號(hào)控制[5]；另外還需要采取壓縮分隔帶、路側(cè)帶寬度的辦法增加車道數(shù)。對路口的行車速度進(jìn)行計(jì)算，在平面交叉時(shí)，要首先保證公路或交通量大的一方優(yōu)先通過，在交叉口不得設(shè)置有礙視線的物體。

平面交叉口的交通組織優(yōu)化方法主要有兩種。宏觀的交通組織主要是通過政策法規(guī)來對交叉口的交通量進(jìn)行有效控制。如果交通量過于飽和時(shí)，則通過微觀交通組織無法實(shí)現(xiàn)交通緩解，此時(shí)必須通過宏觀交通組織來改變交通壓力。宏觀交通組織主要包括禁左交通組織、禁右交通組織與禁止車輛調(diào)頭。車輛調(diào)頭往往需要的道路面積與時(shí)間較長，往往在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)只能調(diào)頭少數(shù)車輛，會(huì)加大交叉口的等待車輛數(shù)量。微觀交通組織是包括渠化設(shè)計(jì)在內(nèi)的多種微調(diào)手段，來對交通進(jìn)行一定程度的緩解。

3 城市道路交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 交叉口交通渠化設(shè)計(jì)

交叉口是道路網(wǎng)絡(luò)交通整體效率發(fā)揮的關(guān)鍵點(diǎn)，研究表明，如果對城市道路網(wǎng)中的所有平面交叉口進(jìn)行渠化，路網(wǎng)容量將會(huì)提高至少三成以上，實(shí)行交叉口的渠化代價(jià)相對較小，但效益非常大。具體來講，交通渠化主要是指通過道路上標(biāo)志線或島狀結(jié)構(gòu)物來對行人與車輛進(jìn)行交通流引導(dǎo)的措施，使交通可以像流水一樣按照一定的方向與路線行進(jìn)，達(dá)到互不干擾。在交叉口實(shí)行交通渠化設(shè)計(jì)，要增加比上游路段多出一倍的車道數(shù)，在進(jìn)口處，適當(dāng)對車道的寬度進(jìn)行壓縮，在最困難時(shí)可以壓縮到3.0 m，通過預(yù)測流量來確定車道數(shù)。在改建的交叉口設(shè)置時(shí)，最小寬度可以達(dá)到2.8 m，比普通車輛寬約0.2 m，通過實(shí)測或預(yù)測的辦法來驗(yàn)證寬度是否合適[6]。

在15min內(nèi)，當(dāng)每信號(hào)周期內(nèi)左轉(zhuǎn)車平均流量達(dá)到2 veh時(shí)，就可以設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道了，車平均流量達(dá)到10 veh時(shí)就需要設(shè)置兩條左轉(zhuǎn)專用車道，以此類推。另外對于右轉(zhuǎn)專用道或直右混行車道進(jìn)行設(shè)計(jì)，對進(jìn)口道長度進(jìn)行計(jì)算。

經(jīng)過總結(jié)，對城市平面交叉口進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)的流程主要有以下幾個(gè)步驟，首先是交通調(diào)查，對交叉口的幾何構(gòu)造、交通狀況、信號(hào)配時(shí)等進(jìn)行充分調(diào)查。在對交叉口進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)階段，不但要對機(jī)動(dòng)車渠化進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)也需要對非機(jī)動(dòng)車與行人進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)。城市不斷發(fā)展，人們的出行方式也更加豐富化，每一種群體都是不可忽視的力量。

3.2 交叉口展寬設(shè)計(jì)

交叉口的渠化設(shè)計(jì)并未改變道路的總寬度，而在展寬設(shè)計(jì)中，則要對道路的總寬度進(jìn)行調(diào)整。一般而言，在道路交通量大時(shí)，交叉品仍然采用燈控交通時(shí)，交叉口的擁擠十分明顯。若在道路的兩側(cè)增加車道，則可以很好地改善交叉口的通行條件，提高通行能力。當(dāng)右轉(zhuǎn)交通需求量大且為主要交通方向或右轉(zhuǎn)車輛所需車速較高時(shí)應(yīng)該設(shè)置右轉(zhuǎn)車道。目前路口的展寬形式主要有三種，首先是分隔帶展寬形式，采用中央綠化帶時(shí)，可以采用壓縮綠化帶的辦法，開辟出車道供左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)或調(diào)頭使用；第二是兩側(cè)展寬方式，在進(jìn)口道與出口道各展寬一條車道；第三種是單側(cè)展寬，另一側(cè)路面條件不成熟時(shí)，則只能對一側(cè)的路面進(jìn)行展寬，同時(shí)可以把中線進(jìn)行適當(dāng)偏移。

3.3 交叉口調(diào)頭過街設(shè)計(jì)

隨著城市車輛數(shù)量的增多，車速不斷加快，在一些快速路上的小交叉口已經(jīng)不允許進(jìn)行直線左轉(zhuǎn)了，于是會(huì)產(chǎn)生大量的車輛將會(huì)在下一個(gè)大路口進(jìn)行調(diào)頭處理[7]。調(diào)頭比左轉(zhuǎn)向更難控制，因?yàn)槠渖婕暗降穆访孑^大，比較容易發(fā)生與其他機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車的碰觸。對于平面交叉口中，轉(zhuǎn)變多是急轉(zhuǎn)彎，車輛在調(diào)頭時(shí)，需要的道路面積更大，這就需要加寬的路面來保證，避免在中途產(chǎn)生停車再倒車的形式，造成大量車輛擁堵。車輛調(diào)頭一般發(fā)生在車輛數(shù)量多或是道路等級(jí)較高的場合，調(diào)頭車道的設(shè)計(jì)與車輛構(gòu)成、行車速度與調(diào)頭位的設(shè)置有很大的關(guān)系。

3.4 逆向可變車道交通設(shè)計(jì)

在一些城市內(nèi)部的大型道路交叉口，左轉(zhuǎn)車輛或調(diào)頭車輛數(shù)量非常多時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生過長的壓車現(xiàn)象，甚至占滿兩個(gè)交叉口間的一整條左轉(zhuǎn)行車道。這時(shí)每個(gè)信號(hào)燈周期只通過20 veh車左右，造成了大量的等待時(shí)間。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以借用對向車道，進(jìn)行緊急通行，相當(dāng)于左轉(zhuǎn)車道數(shù)量的增加，而不對對向的車流產(chǎn)生任何影響，需要注意的是在交叉口調(diào)頭的車輛需要在可變小車道口進(jìn)行調(diào)頭，避免在大交叉口進(jìn)行調(diào)頭。逆向可變車道口同樣有指示燈與指示圖，以供對路況不熟悉的車輛駕駛員觀看了解。圖1為某交叉口采用的逆向可變車道案例圖[8]。

圖1 逆向可變車道案例圖

需要注意的是，在智能可變車道口的交通信號(hào)，會(huì)延遲約5 s變?yōu)榫G燈，同時(shí)會(huì)提前五 5 s變?yōu)榧t燈，主要目的是為了避免過早進(jìn)入對向車道，正在進(jìn)行的車輛對已經(jīng)可以通行的對向車道上的車輛產(chǎn)生通行影響。

3.5 交叉口信號(hào)控制與相位設(shè)計(jì)

2007年北京交通大學(xué)的邵春福等人闡述了行人定時(shí)信號(hào)控制研究的方法與技術(shù)，給出了行人信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)的步驟，開始了對行人信號(hào)控制的研究。在城市道路交通中，交叉口信號(hào)控制同樣也對整個(gè)交叉口的交通起到重要作用，交通情況不斷復(fù)雜化，交叉口的信號(hào)控制也應(yīng)該不斷跟進(jìn)。另外，信號(hào)控制還與附近道路的運(yùn)行情況有關(guān)，如施工影響、路面影響等。信號(hào)控制包括多個(gè)參數(shù)，如信號(hào)相位、周期時(shí)長、綠信比與相位差等。目前對于單個(gè)交叉口而言，多采用定時(shí)信號(hào)與感應(yīng)信號(hào)兩種主要控制方法。定時(shí)信號(hào)主要是根據(jù)事先設(shè)定好的相位方案不斷重復(fù)運(yùn)行，每一個(gè)相位都有特定的周期。如果一天中在不同的時(shí)段需要多個(gè)相位與配時(shí)方案時(shí)，稱為多時(shí)段式定時(shí)控制。感應(yīng)控制模式相對較為先進(jìn)一些，它主要是指在交叉口進(jìn)口道上設(shè)定車輛檢測裝置，信號(hào)配時(shí)方案根據(jù)檢測到的車輛信息進(jìn)行不斷改變。這種感應(yīng)裝置適合于交通量變化較大且不規(guī)則的交叉口或者適用于主次道路相交，在次路有車輛與行人時(shí)才會(huì)中斷主路的車流。半自動(dòng)感應(yīng)信號(hào)控制主要是通過次道上的人為按鈕的方式來對主路上的交通進(jìn)行停止。

3.6 潮汐可變車道設(shè)計(jì)

在一些城市的核心商業(yè)地段，往往會(huì)有一些商務(wù)區(qū)附近的道路與交叉口。這些交叉口往往在上班與下班高峰期時(shí)會(huì)有大量的車輛需要通過，這一地點(diǎn)的車輛密度將會(huì)瞬間增大，如果還是采用以往傳統(tǒng)的交通方式，將會(huì)造成嚴(yán)重堵車的問題。潮汐車道也是可變車道的一種，在不同的時(shí)段可以設(shè)定功能為起行單獨(dú)左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等（見圖2）。設(shè)定潮汐車道的前提條件包括道路主機(jī)動(dòng)車車道數(shù)量為雙向3車道以上，交通量方向分布系數(shù)最低為2/3，在設(shè)置可變車道的道路上沒有中央分隔帶與路面電車軌道?？勺冘嚨赖慕M織與使用需要經(jīng)過三個(gè)階段，首先是清場，通過雙面信號(hào)燈，提前3 min給可變車道上的車輛進(jìn)行提示，使其盡快離開所在車道，或并入其他車道；在入場時(shí)，可變車道上方信號(hào)燈綠箭頭亮起，反向?yàn)榧t燈；在高峰期過后，將會(huì)恢復(fù)慣例運(yùn)行，提前3 min亮起警示黃燈，提醒駕駛員回到雙黃線車道，恢復(fù)道路三進(jìn)三出。

圖2 潮汐可變車道實(shí)景

4 結(jié)語

針對目前城市交通形勢日益嚴(yán)峻，亟需更多的措施來保障車輛在交叉口的通行效率。針對目前城市交叉口的典型問題，需要采取相應(yīng)的措施，通過展寬車道、車道渠化，以及優(yōu)化交通標(biāo)志線的方法，讓更多的駕駛員明確交通意義，在最短的時(shí)間內(nèi)通過交叉口。在交叉口的交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，要遵循一定的原則，結(jié)合道路附近的實(shí)際情況，以及車流量情況，對路口進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，把眼光放長遠(yuǎn)，對未來的形勢進(jìn)行一定程度的預(yù)估，避免多次更改優(yōu)化，造成成本增加。另外在新的交通形勢下，要不斷創(chuàng)新思維，采用一些傳統(tǒng)方法無法實(shí)現(xiàn)的方法，從有限的現(xiàn)狀中尋找可以利用的資源，充分發(fā)揮路面作用，對車輛、行人、非機(jī)動(dòng)車的運(yùn)行進(jìn)行全面考慮，確保城市交通安全、暢通、高效，為城市的未來規(guī)劃與新城市的建設(shè)提供基礎(chǔ)思路，意義深遠(yuǎn)。

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