萬　偉　王曉飛

(1.中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司，廣東 深圳　518000；　2.華南理工大學(xué)，廣東 廣州　510000)

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·道路·鐵路·

復(fù)合式立體交叉交織段安全性分析★

萬偉1王曉飛2

(1.中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司，廣東 深圳518000；2.華南理工大學(xué)，廣東 廣州510000)

結(jié)合鶴洲互通與機(jī)場(chǎng)互通的設(shè)計(jì)實(shí)踐，應(yīng)用VISSIM仿真分析了復(fù)合式立體交叉交織段長(zhǎng)度風(fēng)險(xiǎn)，研究了交織段交通沖突的分布特性，對(duì)交織段的安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，重點(diǎn)探討了交織段的運(yùn)行車速，從而揭示了復(fù)合式立體交叉交織段安全性、車速分布及通行能力的分布規(guī)律。

高速公路，復(fù)合式立交，交織段，交通沖突

0　引言

深中通道深圳側(cè)接線的鶴洲互通與機(jī)場(chǎng)互通之間的凈距不滿足JTGT D21—2014公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則(以下簡(jiǎn)稱《細(xì)則》)要求(加速車道漸變段終點(diǎn)與機(jī)場(chǎng)互通減速車道漸變段起點(diǎn)相距(凈距)為0.9 km，小于1.1 km)，因此設(shè)置輔助車道將二者連接成復(fù)合式立體交叉?！都?xì)則》中主線側(cè)合分流連接部的輔助車道長(zhǎng)度如表1所示。

表1　主線側(cè)合分流連接部的輔助車道最小長(zhǎng)度

復(fù)合式立交的交織段行車環(huán)境復(fù)雜，面臨的風(fēng)險(xiǎn)較大，本文以鶴洲互通與機(jī)場(chǎng)互通的交織段為例，針對(duì)交織段的交通沖突和行車風(fēng)險(xiǎn)展開分析，得到交織段的行車安全性特征規(guī)律，為類似設(shè)計(jì)提供參考。

1　項(xiàng)目概況

鶴洲互通主線設(shè)計(jì)速度為100 km/h，單向車道數(shù)大于3車道并且出入口匝道中有雙車道，輔助車道長(zhǎng)度不應(yīng)小于一般值1 100 m。沿鶴洲互通主線樁號(hào)增加方向右側(cè)輔助車道長(zhǎng)度為2 240 m，滿足《細(xì)則》要求；沿鶴洲互通主線樁號(hào)減少方向右側(cè)輔助車道長(zhǎng)度為1 267 m，也滿足《細(xì)則》要求。

但是由于本路段主要服務(wù)于機(jī)場(chǎng)，車流量較大，修編方案的沿鶴洲互通主線樁號(hào)減少方向右側(cè)交織段長(zhǎng)度較原有方案減少約1 km，故須對(duì)此路段進(jìn)行交通安全風(fēng)險(xiǎn)仿真研究。

2　交織段交通沖突

為了更加直觀地對(duì)此路段進(jìn)行交通沖突分析，擬定立交凈距等于1 100 m時(shí)，不設(shè)置復(fù)合立交的情況(普通立交方案)與修編方案進(jìn)行VISSIM仿真比較。仿真模擬時(shí)間為1 h，仿真輸出的數(shù)據(jù)和結(jié)果主要包括：車輛速度、交互作用狀態(tài)等。

VISSIM仿真實(shí)驗(yàn)提取出的交互作用狀態(tài)主要包括：自由、跟車、通過、制動(dòng)AX、制動(dòng)BX等。其中制動(dòng)AX為從達(dá)到安全距離內(nèi)開始制動(dòng)，表示嚴(yán)重沖突；制動(dòng)BX為到達(dá)安全距離前開始制動(dòng)，表示輕微沖突。通過VISSIM仿真得到的交互作用狀態(tài)結(jié)果，得到相應(yīng)的嚴(yán)重沖突數(shù)和輕微沖突數(shù)，以此評(píng)價(jià)交織段的沖突狀況。

目前，無論針對(duì)交叉口還是普通路段或交織區(qū)，運(yùn)用交通沖突進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，采用的指標(biāo)均是TC/MPCU(沖突數(shù)與混合交通當(dāng)量的比值)，然而這一指標(biāo)及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)最初是基于平面交叉口確定的。

一方面，與平面交叉口相似，交織區(qū)通過量是影響沖突數(shù)的關(guān)鍵因素，通過量越大，發(fā)生交通沖突的可能性越大，沖突數(shù)也就越多；另一方面，交織區(qū)中車輛要在一定的長(zhǎng)度內(nèi)完成交織操作，沖突數(shù)與長(zhǎng)度的大小有密切關(guān)系。

交織區(qū)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，車輛在交織區(qū)中運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生交通沖突的可能性就越大，但交通沖突的發(fā)生比較分散，相對(duì)沖突數(shù)減少，沖突就更不容易轉(zhuǎn)化為事故。因此，TCT中的評(píng)價(jià)指標(biāo)TC/MPCU不能準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)立交交織區(qū)的安全性，應(yīng)該確定適用于交織區(qū)新的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

為了更加客觀地反映交通安全，本研究選擇沖突數(shù)與通過量、路段長(zhǎng)度的比值——車公里沖突數(shù)，即沖突率作為評(píng)價(jià)的指標(biāo)(通過量D為在一定的交通條件下，單位時(shí)間內(nèi)通過道路某一斷面的實(shí)際交通量)。

式中：f——車公里沖突率，次/(輛·m)；

TC——時(shí)均沖突次數(shù)，次/h；

D——通過量，輛/h；

L——交織區(qū)長(zhǎng)度，m。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，可以得到修編方案和普通立交方案的沖突率，如表2所示。

表2　修編方案和普通立交方案的交通沖突率

由表2可以看出，較普通立交方案，修編方案的沖突率(嚴(yán)重+輕微)要高出近10個(gè)百分點(diǎn)。沖突率之間的差異主要體現(xiàn)在輕微沖突率方面。

3　交織段運(yùn)行車速

同時(shí)通過普通立交方案與修編方案的交織段各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速度變化來說明交織段長(zhǎng)度減少帶來的影響，如圖1，圖2所示(橫坐標(biāo)為各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，縱坐標(biāo)為各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的運(yùn)行車速。其中從中央分隔帶到車道邊線依次為第一、第二、第三、第四、輔助車道)。

圖1　普通立交方案監(jiān)測(cè)點(diǎn)平均車速

圖2　修編方案監(jiān)測(cè)點(diǎn)平均速度

從圖1，圖2中可以發(fā)現(xiàn)，縱向來看，兩種方案有著共同點(diǎn)：從中央第一車道到第一車道/輔助車道(修編方案)，同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)。同時(shí)也有不同點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：

1)從運(yùn)行速度比較，交織段附近普通立交方案的運(yùn)行速度同修編方案相比較小。原因主要是進(jìn)入交織段，車流量增大，在同等交通量的情況下，修編方案較普通立交方案多一個(gè)車道，可以大大的緩解車流壓力。

2)交織段不同車道之間的運(yùn)行速度差，普通立交方案同修編方案相比較大。尤其體現(xiàn)在最外側(cè)的兩個(gè)車道。原因主要是，修編方案輔助車道可以減少一定部分的車流量與主線相交，保持一定的連續(xù)性。而普通立交方案，匝道—主線、主線—匝道的車輛會(huì)增加沖突數(shù)的發(fā)生。

橫向來看，沿著行車方向，車輛從入口匝道進(jìn)入主線時(shí)，速度先經(jīng)加速車道加速，至減速車道減速，最終進(jìn)入匝道，呈現(xiàn)先增后減再增的趨勢(shì)，其中最內(nèi)側(cè)的運(yùn)行車速變化趨勢(shì)均較小。相比較而言普通立交方案最外側(cè)運(yùn)行速度變化趨勢(shì)較大。

4　結(jié)語

以上可以發(fā)現(xiàn)，由于修編方案的交織段長(zhǎng)度較普通方案較小，這在一定程度上導(dǎo)致修編方案交織段的沖突數(shù)與沖突率增加(程度主要為輕微)。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)修編方案將機(jī)場(chǎng)立交與鶴洲立交設(shè)計(jì)成為復(fù)合立交，增加了一條輔助車道，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，增加一個(gè)輔助車道可以大大增加道路的通行能力。但因?yàn)榻豢椂伍L(zhǎng)度較小，需要再完善相應(yīng)的交通安全管理措施。

[1]韋可,張艷.試論高速公路復(fù)合式互通立交設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,5(26)：63-64.

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[3]交通運(yùn)輸部公路局.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民交通出版社,2014.

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On safety analysis of weaving section of composite overpasses★

Wan Wei1Wang Xiaofei2

(1.ChinaHuaxiEngineeringDesignandConstructionCo.,Ltd,Shenzhen518000,China;2.SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510000,China)

Combining with the design practice for Hezhou Interchange and airport interchange, the paper adopts VISSIM to simulate and analyze the length risks of the weaving section of composite overpasses, researches the distribution features of the traffic conflicts in the weaving section, evaluates the safety of the section, and explores the traffic speed of the weaving section, so as to display the distribution rule for the safety, speed distribution and traffic capacity of the composite overpasses.

expressway, composite overpass, weaving section, traffic conflict

1009-6825(2016)21-0135-02

2016-05-12★：廣東省交通運(yùn)輸廳科技資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2015-02-003，2015-02-004，2013-02-068)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：51408229)

萬偉(1984- )，男，工程師；王曉飛(1980- )，女，博士，講師

U412.3

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