張金虎，周方明，邵志坤 ，龍潔 （宿州學(xué)院資源與土木工程學(xué)院，安徽 宿州 234000）

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展及城市機動車保有量的不斷增加，各個城市都涌現(xiàn)出不同程度的城市交通問題。其中，最突出的就是交通擁堵問題，尤其是在高峰時段內(nèi)，過飽和的交通狀況極易導(dǎo)致交叉口處的擁堵頻發(fā)，影響人們正常上下班的問題愈演愈烈。因此，研究分析城市交通發(fā)展?fàn)顩r和限制因素，解決制約城市交通發(fā)展，改善城市交通狀況顯得尤為重要。國內(nèi)外諸多學(xué)者針對不同交叉口出現(xiàn)的各類突出問題，提出了許多相應(yīng)的措施及解決方法，如：實行禁左、“U型”轉(zhuǎn)彎、港灣式左轉(zhuǎn)車道法、移位左轉(zhuǎn)等。雖然現(xiàn)在已有大量的優(yōu)化方案及解決措施，但在常規(guī)的縱列式交叉口中，直行、右轉(zhuǎn)車輛與左轉(zhuǎn)車輛之間的沖突點問題仍未得到有效解決。并且某些獨特的交叉口受地理位置、交通狀況及道路資源等多重限制，在使用各種傳統(tǒng)交通策略與措施后，交叉口的擁堵問題仍舊未得到有效解決。目前，我國各大城市交通量不斷增長，城市道路交叉口交通壓力也越來越大，交叉口設(shè)計不合理、沖突點延誤等問題將愈演愈烈[1]。為此，本文提出了治理城市交叉口擁堵的新方法——“變相左轉(zhuǎn)”。

2 變相左轉(zhuǎn)

2.1 設(shè)計思路

在總體延誤中，交叉口的延誤時間占據(jù)了絕大部分，所以提高交叉口通行能力，可以很好的解決交通擁堵問題。交叉口的紅綠燈信控只能消滅一部分的沖突點，而沖突點的存在必將阻礙了交叉口的通行效率，從而引發(fā)交通事故。通行車輛在交叉口行駛時，右轉(zhuǎn)行駛沒有沖突點，很多信號燈不控制右轉(zhuǎn)車輛，即右轉(zhuǎn)不受限制；而左轉(zhuǎn)行駛時，所遇到的沖突點很多，并且左轉(zhuǎn)車輛通行時，將影響直行車輛的通行。

“變相左轉(zhuǎn)”是將原先道路左側(cè)的左轉(zhuǎn)車道移至道路右側(cè)，形成“折拐式左轉(zhuǎn)”，不僅消滅了沖突點，減少了信號控制相位，在一定程度上也能減少交叉口整體延誤，提高了通車效率。對于城市新建開發(fā)區(qū)而言，很多由市區(qū)延伸出來的，以直線型為主的多車道道路，恰好符合變相左轉(zhuǎn)型交叉口設(shè)計，擬解決的主要道路類型。相對于傳統(tǒng)的道路運行方式，“變相左轉(zhuǎn)”更為適用于直行交通量較大或以直行為主的交叉口。“變相左轉(zhuǎn)”的實施，是繼路口空間拓寬后的又一次交通組織革新，通過在交叉口的改進與優(yōu)化，在時間維度上增加直行車輛通過交叉口時間，增強交叉口通行能力，減少了信號配時相位數(shù)，同時又輔以左轉(zhuǎn)專用標(biāo)線與速度推送誘導(dǎo)標(biāo)志牌，從而提升道路通行效率。將左轉(zhuǎn)與直行車流的沖突分散到本相位和相鄰相位直行車道，提升了直行的通車效率[2，3]；在提高交叉口行車安全性的同時，也降低汽車尾氣排放量，實現(xiàn)低碳環(huán)保。

2.2 設(shè)計方案

從上述的設(shè)計思路及存在問題出發(fā)，本文對交叉口進行了重新規(guī)劃設(shè)計，即“變相左轉(zhuǎn)”設(shè)計方案。簡而言之，“變相左轉(zhuǎn)”是一種把左轉(zhuǎn)行車道轉(zhuǎn)移至相鄰相位直行等待區(qū)等待，消滅了沖突點，減少了紅綠燈相位數(shù)，有效提升交叉口通行效率。

相比于傳統(tǒng)交叉口設(shè)計（圖1），本設(shè)計方案（圖2）是將左轉(zhuǎn)車道渠化轉(zhuǎn)移，設(shè)置到直行車道和右轉(zhuǎn)車道之間，即所有原定左轉(zhuǎn)車，均先右轉(zhuǎn)再掉頭至對面直行車道等待（詳見圖2的藍色車流導(dǎo)線）[4]。單獨信號燈控制原定左轉(zhuǎn)車先右轉(zhuǎn)、再掉頭、后直行，以達到左轉(zhuǎn)的目的[5，6]；即多放置一個折拐式信號燈，與直行紅綠燈用同一個相位[7]。該方案以重組交叉口道路斷面，來實現(xiàn)直行方向暢通，從而消滅交叉口沖突點，提升整個路口直行通行效率。

以圖1為例，右轉(zhuǎn)車依舊不受限制，撤銷傳統(tǒng)左轉(zhuǎn)信號燈，增加右側(cè)自北駛向南車道，原左轉(zhuǎn)車停車預(yù)留區(qū)。為了控制右側(cè)自北駛向南車道的原左轉(zhuǎn)車停車預(yù)留區(qū)充裕，增加原左轉(zhuǎn)車信號燈，分隔原左轉(zhuǎn)車流[8]。將交叉口進行改造以后，在原左轉(zhuǎn)車進入自南向北車道掉頭時，可能會與自北向南車流發(fā)生沖突，影響停車等待。所以在掉頭空隔處右側(cè)，提前設(shè)置直行車輛等待區(qū)，避免車流沖突。

圖1 傳統(tǒng)型交叉口

圖2 “變相左轉(zhuǎn)”型交叉

以圖2為例，對變相左轉(zhuǎn)型交叉口的車輛行駛路徑進行分析，圖中青色區(qū)域為左轉(zhuǎn)專用道，當(dāng)東西向直行紅燈亮?xí)r，左轉(zhuǎn)車輛可沿著圖2中青色區(qū)域內(nèi)的左轉(zhuǎn)車流導(dǎo)向線行駛；而藍色區(qū)域則是左轉(zhuǎn)車輛的最終等待區(qū)域。充分考慮了左轉(zhuǎn)車交通量大小不同時的需求，可依據(jù)實際情況，調(diào)整左轉(zhuǎn)待直行的等待區(qū)道路的長度。

以某駕駛員自西向北左拐的意圖，想要左轉(zhuǎn)通過交叉口的車輛為例。從交叉口西側(cè)最下方青色區(qū)域，沿標(biāo)志標(biāo)線走，先右轉(zhuǎn)至南方位車道，然后直行一小段距離，再掉頭至自南向北直行。原自南向北方向直行車輛在后側(cè)停車線處等待。

3 實例研究

3.1 工程實例

本文以宿州市汴河?xùn)|路與韓池子路交叉口為例，對其實際交通量進行調(diào)查分析，并運用軟件VISSIM對優(yōu)化設(shè)計方案進行仿真分析[9]。傳統(tǒng)交叉口紅綠燈存在四個相位，而“變相左轉(zhuǎn)”型交叉口只需要兩個相位，相位減少后使得紅綠燈設(shè)計也更簡單。取相同紅路燈周期152秒[10]，傳統(tǒng)型交叉口四相位配時如圖3所示，“變相左轉(zhuǎn)”型交叉口兩相位配時圖如圖4所示。

圖3 傳統(tǒng)型交叉口四相位配時圖

圖4 “變相左轉(zhuǎn)”型交叉口兩相位配時圖

為更好地研究變相左轉(zhuǎn)型交叉口的實用性，根據(jù)安徽省宿州市汴河?xùn)|路與韓池子路交叉口交通量調(diào)查情況，將左轉(zhuǎn)交通量占直行交通量的百分比情況計算出來得到表1[11]。

3.2 結(jié)果分析

運用軟件VISSIM對傳統(tǒng)型和變相左轉(zhuǎn)型交叉口交通量進行仿真分析，其交叉口延誤時間對比情況如表2所示。圖5和圖6分別為傳統(tǒng)型交叉口交通仿真圖和“變相左轉(zhuǎn)”型交叉口交通仿真圖。

圖5 傳統(tǒng)型交叉口交通仿真圖

圖6 變相左轉(zhuǎn)型交叉口交通仿真圖

由圖5和圖6可知，在相同交通量的情況下，傳統(tǒng)型交叉口的交通組織方式紅燈時，排隊長度和排隊時間遠大于變相左轉(zhuǎn)型交叉口，排隊長度和排隊時間過長，容易增加司機的心理壓力，使得心情煩躁，增加事故發(fā)生率[12，13]。而“相左轉(zhuǎn)”型交叉口相比傳統(tǒng)交叉口每輛車的延誤時間少約20s，節(jié)約了超半數(shù)的延誤時間，提高了交叉口的通行效率，改善了交通擁堵情況[14]。由表2可知，當(dāng)左轉(zhuǎn)占直行交通量的10%、20%和30%時，變相左轉(zhuǎn)型交叉口的左轉(zhuǎn)等待區(qū)均未出現(xiàn)擁堵情況，當(dāng)左轉(zhuǎn)占直行交通量的40%時，開始出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，但是否會產(chǎn)生擁堵取決于左轉(zhuǎn)等待區(qū)的長度，本次模擬長度為25m，具體長度則可根據(jù)實際情況予以確定。

汴河?xùn)|路與韓池子路交叉口交通量情況（單位：輛） 表1

延誤時間對比圖 表2

4 結(jié)語

本文通過將左轉(zhuǎn)車道渠化轉(zhuǎn)移至直行車道和右轉(zhuǎn)車道之間，對交叉口進行優(yōu)化設(shè)計，在時間維度上增加直行車輛通行效率，增強交叉口通行能力，實現(xiàn)了交叉口的“變相左轉(zhuǎn)”。不僅消滅了交叉口左轉(zhuǎn)車與直行車的沖突點，提高了直行通行效率，還有效地縮短停車等待時間，降低尾氣排放量，保護了生態(tài)環(huán)境。設(shè)計方案適用于直行交通量大及車流量有明顯方向性的交叉口交通擁堵情況，可以很好解決由于上下班、商業(yè)活動等車流引發(fā)交通擁堵的問題。更是以其設(shè)計方案具有工程造價低，施工難度低且易于實現(xiàn)等特點，為解決道路的擁堵及交叉口優(yōu)化設(shè)計提供了新的思路。