劉星文、張正、王金

（江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330013）

0 引言

城市道路微循環(huán)應(yīng)用是指通過(guò)改造支路、胡同、街道等低等級(jí)道路以提高與之銜接的高等級(jí)道路間的連貫性，促使區(qū)域內(nèi)的交通流有序地由低一級(jí)道路匯集到高一級(jí)道路，再通過(guò)高一級(jí)道路疏散到低一級(jí)道路，形成暢通的交通微循環(huán)[1]。近年來(lái)，交通微循環(huán)作為緩解城市交通擁堵的手段受到國(guó)內(nèi)外眾多研究者關(guān)注，一些大型城市已在城市交通網(wǎng)絡(luò)中嘗試搭建交通微循環(huán)系統(tǒng)并取得了不俗的成效[2]。

我國(guó)中小型城市道路擁堵情況日趨嚴(yán)峻。通過(guò)對(duì)幾座中小型城市的調(diào)研總結(jié)以下原因：其一，交通供給與需求不平衡；其二，節(jié)假日期間潮汐式的外地車(chē)輛的大量駛?cè)耄黄淙?，老城區(qū)的交通吸引點(diǎn)過(guò)于密集；其四，電動(dòng)自行車(chē)的大量通行導(dǎo)致干道“機(jī)非混行”，加劇擁堵[3]。而中小型城市在道路建設(shè)方面由于資金政策限制無(wú)法效仿大城市發(fā)展城市軌道交通與立交，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期中小型城市道路通行能力無(wú)法滿(mǎn)足交通需求。因此，中小型城市的道路交通微循環(huán)應(yīng)用研究十分必要[4]。

在以往對(duì)中小型城市交通微循環(huán)研究中，研究重點(diǎn)對(duì)中小型城市的擁堵點(diǎn)周邊支路資源進(jìn)行調(diào)整梳理，實(shí)現(xiàn)多模式下的交通微循環(huán)系統(tǒng)[5]?；蚍治龀菂^(qū)道路網(wǎng)現(xiàn)狀及路網(wǎng)剩余交通承載力，通過(guò)對(duì)路網(wǎng)交通組織重新設(shè)計(jì)驗(yàn)證了“交通微循環(huán)”的可行性，進(jìn)而提出路網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施[6]。

以往研究的不足之處在于其微循環(huán)建設(shè)方案依然是模仿大城市對(duì)支路的開(kāi)發(fā)模式，疏解對(duì)象為機(jī)動(dòng)車(chē)，未匹配中小型城市的交通擁堵特征——電動(dòng)自行車(chē)的大量通行，且依然沒(méi)有解決微循環(huán)道路在應(yīng)用時(shí)的固有缺陷[7]。一旦機(jī)動(dòng)車(chē)在微循環(huán)道路上擁堵會(huì)比在干道擁堵后果更為嚴(yán)重、更難以實(shí)施救援，而機(jī)動(dòng)車(chē)的進(jìn)入會(huì)對(duì)支路周邊社區(qū)生態(tài)造成大的干擾。

創(chuàng)新性地將中小型城市交通微循環(huán)通道的疏導(dǎo)對(duì)象確定為電動(dòng)自行車(chē)，研究了基于電動(dòng)自行車(chē)的交通微循環(huán)通道識(shí)別與交通組織設(shè)計(jì)方法，克服了以往研究的以上兩點(diǎn)不足。

1 交通微循環(huán)通道識(shí)別方法

辨別哪些支路適合被改造為微循環(huán)通道是應(yīng)用研究基礎(chǔ)的一步。一些干路交通供給已滿(mǎn)足需求，若將附近的支路強(qiáng)行改為微循環(huán)通道則浪費(fèi)投資；而一些干路附近的支路寬度達(dá)不到通行需求或繞行距離過(guò)遠(yuǎn)亦不適合改造。

建立交通微循環(huán)通道識(shí)別模型就是以科學(xué)定量的方法，在中小型城市的路網(wǎng)中篩選出適合改造成為疏導(dǎo)電動(dòng)自行車(chē)的微循環(huán)通道的支路。識(shí)別步驟如下：

其一，篩選“機(jī)非混行”嚴(yán)重的干道。機(jī)非隔離設(shè)施不完善與路內(nèi)停車(chē)比例過(guò)高會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的“機(jī)非混行”現(xiàn)象。從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)可知當(dāng)電動(dòng)自行車(chē)流量達(dá)到25% 時(shí)，機(jī)動(dòng)車(chē)速度出現(xiàn)拐點(diǎn)，將迅速降低。故定義機(jī)非隔離設(shè)施不完善的主次干道，電動(dòng)自行車(chē)流量達(dá)到25%時(shí)，視為“機(jī)非混行”嚴(yán)重，作為微循環(huán)通道優(yōu)化對(duì)象。

其二，判斷干道附近是否存在能疏解電動(dòng)自行車(chē)的支路。能疏解電動(dòng)自行車(chē)的支路與干道組合形式一般有兩種類(lèi)型。類(lèi)型1，如圖1 所示，可疏解單側(cè)道路同方向的電動(dòng)自行車(chē)；類(lèi)型2，如圖2 所示，可疏解交叉口的右轉(zhuǎn)電動(dòng)自行車(chē)，一般不疏散左轉(zhuǎn)與直行的電動(dòng)自行車(chē)。若考慮疏散左轉(zhuǎn)與直行的電動(dòng)自行車(chē)，則干道B 的支路出口處會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)自行車(chē)的逆行或無(wú)斑馬線(xiàn)處橫穿馬路現(xiàn)象。

圖1 支路疏解類(lèi)型1

圖2 支路疏解類(lèi)型2

在中小型城市路網(wǎng)中，設(shè)A 為其中一條干道，定義A={a1,…ai,…aj,…}，其中ai為道路A 上與任意其他路的交點(diǎn)；設(shè)B 為其中一條干道，定義B={b1,…bi,…bj,…}，其中bi為道路A上與任意其他路的交點(diǎn)；α為其中一條支路，定義α={α1,…αm,…αn,…}，其中αm為支路α上與任意其他路的交點(diǎn)。

當(dāng)滿(mǎn)足ai=αm且aj=αn時(shí)，則主次干道A 附近存在能疏解電動(dòng)自行車(chē)的支路α，且疏解形式為類(lèi)型1。當(dāng)滿(mǎn)足aj=bj時(shí)(A與B構(gòu)成交叉口),ai=αm且bi=αn，則干道A 附近存在能疏解電動(dòng)自行車(chē)的支路α，且疏解形式為類(lèi)型2。

其三，判斷支路α 的寬度、長(zhǎng)度是否滿(mǎn)足一定標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)支路寬度為dα，根據(jù)國(guó)家非機(jī)動(dòng)車(chē)行駛安全條例，以滿(mǎn)足非機(jī)動(dòng)車(chē)通行需要的支路寬度最小處不得小于2m。同時(shí)避免過(guò)度浪費(fèi)支路運(yùn)行能力，機(jī)動(dòng)車(chē)雙向兩車(chē)道的設(shè)計(jì)寬度為7m，所以支路寬度應(yīng)不大于7m。因此支路α 的寬度需滿(mǎn)足2 ≤dα≤7。

注意到電動(dòng)自行車(chē)駕駛員在支路繞路距離超出預(yù)期時(shí)，不會(huì)選擇該支路作為微循環(huán)通道。

設(shè)支路自交點(diǎn)αm到αn長(zhǎng)度為L(zhǎng)α，干道A自交點(diǎn)ai到aj長(zhǎng)度為L(zhǎng)A，干道B自交點(diǎn)bj到bi長(zhǎng)度為L(zhǎng)B。當(dāng)疏解類(lèi)型為1時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足Lα≤LA(1+η)；當(dāng)疏解類(lèi)型為2時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足Lα≤(LA+LB)(1+η)，η為駕駛員可承受的最遠(yuǎn)繞路距離比率。

2 微循環(huán)通道交通組織設(shè)計(jì)

為了更好地服務(wù)非機(jī)動(dòng)車(chē)的通行，必須對(duì)識(shí)別為微循環(huán)通道的支路進(jìn)一步的交通組織設(shè)計(jì)。

2.1 停車(chē)設(shè)計(jì)

根據(jù)歷年及目前停放電動(dòng)自行車(chē)資料調(diào)查，總結(jié)研究區(qū)域內(nèi)停車(chē)系統(tǒng)特征，適當(dāng)增減電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)設(shè)施，平衡系統(tǒng)供需[8]。

對(duì)微循環(huán)通道進(jìn)行細(xì)致的面積規(guī)劃，如有充足空地可建設(shè)電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)，并配套電動(dòng)自行車(chē)充電樁，在細(xì)節(jié)處打造電動(dòng)自行車(chē)友好型城市。而在通道內(nèi)設(shè)立停車(chē)場(chǎng)也是吸引電動(dòng)自行車(chē)進(jìn)入微循環(huán)通道的措施。

2.2 出行誘導(dǎo)

由于交通微循環(huán)通道作為電動(dòng)自行車(chē)駕駛員的繞行路線(xiàn)，直覺(jué)上有悖駕駛習(xí)慣，因此做好出行誘導(dǎo)工作，是電動(dòng)自行車(chē)駕駛員愿意駛?cè)胛⒀h(huán)通道，通道能夠發(fā)揮疏導(dǎo)作用的重要保障。

首先，應(yīng)為微循環(huán)通道設(shè)置專(zhuān)門(mén)的信息誘導(dǎo)標(biāo)志。為便于駕駛員提前決策，在交通微循環(huán)出入口前方50m 處設(shè)置微循環(huán)誘導(dǎo)牌，牌上需要注明微循環(huán)道路的詳細(xì)名稱(chēng)、行駛方向、可通行的車(chē)型（電動(dòng)自行車(chē)）等信息。同時(shí)，在微循環(huán)支路網(wǎng)里也應(yīng)設(shè)立相應(yīng)的導(dǎo)行標(biāo)志，引導(dǎo)駕駛員按照標(biāo)志行車(chē)。

其次，要做好支路的道路改造工作。應(yīng)根據(jù)實(shí)際支路路面情況，調(diào)整交通微循環(huán)路面設(shè)施帶，完善路面標(biāo)志標(biāo)線(xiàn)，還可在交通微循環(huán)的出入口處澆筑水泥墩，防止機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)入，保障電動(dòng)自行車(chē)路權(quán)[9]。

最后，為提高微循環(huán)通道的利用率，防止微循環(huán)通道出現(xiàn)擁堵，可與線(xiàn)上地圖APP 合作，將交通微循環(huán)通道納入電動(dòng)自行車(chē)出行的推薦路線(xiàn)，并實(shí)時(shí)更新該交通微循環(huán)的實(shí)時(shí)交通量與停車(chē)情況，描繪出通道的交通路況，為電動(dòng)自行車(chē)提供智能的出行服務(wù)。

3 應(yīng)用實(shí)例

余干縣縣城位于江西省上饒市，近年來(lái)交通擁堵情況嚴(yán)重。特別是在老城區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院、菜市場(chǎng)集中分布，交通吸引點(diǎn)眾多，而交通供給不足，道路斷面多為一塊板，機(jī)非隔離設(shè)施不完善，非機(jī)動(dòng)車(chē)道又多劃有機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)位，導(dǎo)致“機(jī)非混行”現(xiàn)象嚴(yán)重，這是造成老城區(qū)交通擁堵的主要因素。

基于電動(dòng)自行車(chē)的道路交通微循環(huán)應(yīng)用步驟如下：

3.1 篩選與識(shí)別

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與歷史數(shù)據(jù)，建立余干縣城路網(wǎng)與節(jié)點(diǎn)的集合。篩選余干縣城道路擁堵情況嚴(yán)重的32條干道。通過(guò)橫斷面車(chē)輛組成對(duì)比，機(jī)動(dòng)車(chē)道內(nèi)電動(dòng)車(chē)占比超過(guò)25%或一塊板電動(dòng)車(chē)占比超過(guò)50%，篩選出5 條干道，定位為機(jī)非混行嚴(yán)重路段。按照微循環(huán)通道識(shí)別步驟對(duì)這5 條干道進(jìn)行附近支路的連通性與路況篩查，識(shí)別出12 條滿(mǎn)足條件的支路。選取紫陽(yáng)路與世紀(jì)大道T 形交叉口附近的一條支路作為微循環(huán)通道應(yīng)用的實(shí)例。

3.2 現(xiàn)狀分析

選取紫陽(yáng)路與世紀(jì)大道交叉口作為實(shí)例應(yīng)用研究對(duì)象。世紀(jì)大道寬30m，三塊板；紫陽(yáng)路寬45m，兩塊板。兩條干道構(gòu)成在此處構(gòu)成T 形交叉口，余干縣汽車(chē)站位于該交叉口的西南角。目前兩條路都規(guī)劃了非機(jī)動(dòng)車(chē)道，但由于汽車(chē)站出入口均位于紫陽(yáng)路南段的西側(cè)以及路內(nèi)停車(chē)位的設(shè)置，兩條干道的“機(jī)非混行”現(xiàn)象嚴(yán)重。且該交叉口未配備信號(hào)燈，交叉口交通組織混亂，電動(dòng)自行車(chē)與機(jī)動(dòng)車(chē)的碰撞事故頻發(fā)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，該交叉口平均車(chē)輛延誤達(dá)到了52.9s。因此，燃眉之急是解決該交叉口的交通擁堵及交通安全問(wèn)題。

支路入口位于紫陽(yáng)路東側(cè)，出口直接T 形交叉口東端，整體半繞余干湖景小區(qū)，路外建筑多為市民自建房，未納入交通規(guī)劃。支路長(zhǎng)289m，最窄處2.8m（滿(mǎn)足電動(dòng)自行車(chē)兩車(chē)道要求），水泥混凝土路面，破損較為嚴(yán)重，總體為平坡。該支路日常只有少量居民與非機(jī)動(dòng)車(chē)通行，支路通行能力浪費(fèi)嚴(yán)重。

3.3 交通微循環(huán)應(yīng)用設(shè)計(jì)

3.3.1 能力分析

根據(jù)收集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算確定該交通微循環(huán)通道的電動(dòng)自行車(chē)最大通行能力為2463 輛/h。而紫陽(yáng)路高峰小時(shí)電動(dòng)自行車(chē)車(chē)流量為1109 輛/h，滿(mǎn)足疏解要求。

3.3.2 交通組織設(shè)計(jì)

不同于圖3 展示的疏解方式，該支路的出口直接連接T 形交叉口，故該交通微循環(huán)通道不僅能夠疏解紫陽(yáng)路南段直行的電動(dòng)自行車(chē)，也可以疏解交叉口左轉(zhuǎn)電動(dòng)自行車(chē)。從交叉口的角度出發(fā)，對(duì)交叉口通行效率影響最大的左轉(zhuǎn)車(chē)流轉(zhuǎn)化為了從東至西的直行車(chē)流，對(duì)交叉口通行效率有所影響的從南至北直行車(chē)流轉(zhuǎn)化為右轉(zhuǎn)車(chē)流，如圖3 所示。

另外，支路寬度滿(mǎn)足電動(dòng)自行車(chē)兩車(chē)道要求，不設(shè)置為單向交通，可擔(dān)當(dāng)紫陽(yáng)路逆行電動(dòng)自行車(chē)的疏解任務(wù)。

3.3.3 仿真模型驗(yàn)證疏解效果

仿真平臺(tái)選取Vissim9.0，依托現(xiàn)場(chǎng)交通運(yùn)行數(shù)據(jù)與道路真實(shí)幾何參數(shù)仿真了交叉口現(xiàn)狀與設(shè)置微循環(huán)通道后的交叉口狀態(tài)。為盡可能反應(yīng)實(shí)際情況，將愿意進(jìn)入微循環(huán)通道的電動(dòng)自行車(chē)比例設(shè)為總數(shù)的85%。由于現(xiàn)狀交叉口未設(shè)置信號(hào)燈，仿真過(guò)程中根據(jù)韋伯斯特信號(hào)配時(shí)原理設(shè)計(jì)三相位信號(hào)燈配時(shí)，南北直行為21s，南左轉(zhuǎn)為20s，西左轉(zhuǎn)為15s。進(jìn)入微循環(huán)通道直行通過(guò)交叉口的電動(dòng)自行車(chē)根據(jù)南左轉(zhuǎn)的信號(hào)通行。

仿真后的結(jié)果顯示，現(xiàn)狀平均延誤時(shí)間為62s，疏解后平均延誤時(shí)間為15.77s，優(yōu)化了75.566%。現(xiàn)狀平均排隊(duì)長(zhǎng)度為32.71m，疏解后平均排隊(duì)長(zhǎng)度為5.51m，優(yōu)化了83.153%。

目前，該基于電動(dòng)自行車(chē)的交通微循環(huán)方案得到了余干交警大隊(duì)的認(rèn)可，對(duì)于該支路的進(jìn)一步改造與交通誘導(dǎo)設(shè)施建設(shè)細(xì)節(jié)已上報(bào)余干縣委討論。

4 結(jié)語(yǔ)

研究結(jié)果顯示，基于疏解電動(dòng)自行車(chē)的交通微循環(huán)通道能夠有效緩解中小型城市的“機(jī)非混行”現(xiàn)狀，可有效分擔(dān)干道交通壓力，是解決中小型城市區(qū)域性交通擁堵問(wèn)題的重要?jiǎng)?chuàng)新舉措。

交通微循環(huán)通道的應(yīng)用高效利用了中小型城市中的支路和街巷，在避免大規(guī)模改造建設(shè)路網(wǎng)的基礎(chǔ)上以一個(gè)較低的成本深入挖掘路網(wǎng)通行潛力，改善交通狀況。