Adaptation Analysis of BRT Crossing at Conventional Roundabout Intersection

YAO Jiao，" CHEN Xin，" LI Jiayang，" HUANG Jiahe

（School of Management， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

摘" 要：針對(duì)BRT在環(huán)形交叉口占用空間大、速度慢，交織影響通行效率等問(wèn)題，研究在分析常規(guī)環(huán)形交叉口BRT通過(guò)特性的基礎(chǔ)上，從BRT車道的適用條件、在環(huán)形交叉口的沖突等角度，對(duì)BRT車道在環(huán)形交叉口的適應(yīng)性進(jìn)行了分析，并給出了相應(yīng)的建議。特別是針對(duì)環(huán)形交叉口內(nèi)部BRT車道寬度這個(gè)關(guān)鍵影響因素，通過(guò)VISSIM交通仿真建模，分析比較了不同車道寬度下，環(huán)形交叉口內(nèi)不同種類車輛的延誤、等待時(shí)間和停車次數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)。相關(guān)的仿真結(jié)果表明，環(huán)形交叉口內(nèi)BRT車道寬度為4m時(shí)，其在環(huán)形交叉口的延誤最小，僅為8s；當(dāng)BRT車道寬度增至5m時(shí)，會(huì)出現(xiàn)其他車輛搶道現(xiàn)象，造成BRT公交延誤增加的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：BRT；環(huán)形交叉口；車道寬度；適應(yīng)性分析；VISSIM仿真

中圖分類號(hào)：F570文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.19.017

Abstract： To address the problems of BRT（Bus Rapid Transit）operation at roundabout intersections， such as large space occupation， slow speed， and interweaving easily affects the traffic efficiency， this study analyzes the adaptability of BRT lanes at roundabout intersections based on the analysis of BRT passing characteristics at conventional roundabout intersections， from the perspectives of applicable conditions of BRT lanes and conflicts at roundabout intersections， and gives corresponding suggestions. In particular， for the key influencing factor of BRT lane width inside the roundabout intersection， VISSIM traffic simulation modeling is used to analyze and compare the delay， waiting time and stopping times of different types of vehicles within the roundabout intersection for different lane widths. The related results show that when the BRT lane width within the roundabout is 4m， its delay at the roundabout is the smallest at 8s; when the BRT lane width increases to 5m， other vehicles will grab the lane， causing the phenomenon of increased BRT bus delay.

Key words： BRT; roundabout; lane width; adaptive analysis; VISSIM simulation

0" 引" 言

BRT作為一種新型公共交通方式，較常規(guī)公交其最主要優(yōu)勢(shì)是具有專用路權(quán)。但在道路資源緊張的大城市，以常規(guī)環(huán)形交叉口為例，諸多情形下無(wú)法滿足BRT獨(dú)立路權(quán)的要求。因此，什么樣的環(huán)形交叉口適合BRT通行，在環(huán)形交叉口中什么類型的BRT車道更合適，環(huán)形交叉口中的哪些交通組織，需要根據(jù)BRT公交進(jìn)行調(diào)整才能更高效的通行值得探討和研究。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)BRT在交叉口的研究主要體現(xiàn)在：在空間渠化設(shè)計(jì)方面，Aakre E[1]提出了一種專門為BRT公交高效通過(guò)中小型環(huán)形交叉口的布局，稱為連續(xù)中央車道環(huán)形交叉路口。蔣誠(chéng)等[2]為了緩解因交叉口公交優(yōu)先策略引起的社會(huì)車輛延誤加劇，在設(shè)置有BRT專用車道的交叉口提出一種借道系統(tǒng)。劉海洲[3]從BRT公交的實(shí)際特性出發(fā)，結(jié)合汽車的通過(guò)性能等特性對(duì)BRT車道路的最小轉(zhuǎn)彎半徑、最大爬坡度、豎曲線半徑等做了一些初步的探討。為了提高交叉口空間資源的利用效率，基于車道組合使用的思想，汪濤等[4]提出了一種由兩條窄車道構(gòu)成的特殊寬度進(jìn)口車道設(shè)計(jì)方法。為BRT車道寬度在交叉口的選擇上提供了一種新的思路。郭瑞軍等[5]通過(guò)對(duì)環(huán)形交叉口交織區(qū)車流運(yùn)行特性的研究為BRT公交通過(guò)環(huán)形交叉口的運(yùn)行特性提供了理論基礎(chǔ)。郭可佳[6]針對(duì)BRT專用車道以及站臺(tái)布置形式為重點(diǎn)，對(duì)城市環(huán)形交叉口BRT線路設(shè)置方式進(jìn)行了研究。針對(duì)BRT時(shí)空優(yōu)先權(quán)引發(fā)的交叉口擁堵問(wèn)題，王振等[7]提出“借用BRT車道掉頭”的設(shè)計(jì)方法來(lái)緩減交叉口沖突。

在信號(hào)控制方面，張鵬等[8]為解決交叉口因BRT優(yōu)先影響其他車輛通行問(wèn)題，提出基于交叉口雙站臺(tái)的BRT優(yōu)先控制方法。WANG等[9]提出一種基于BRT專用車道的BRT信號(hào)優(yōu)先控制方法，最大化BRT和其他道路使用者的平均收益，但僅考慮了單個(gè)交叉口，未實(shí)現(xiàn)干線優(yōu)先控制。周莉等[10]針對(duì)交叉口延誤過(guò)大制約著快速公交系統(tǒng)的發(fā)展問(wèn)題，基于車路協(xié)同技術(shù)提出BRT單點(diǎn)交叉口信號(hào)實(shí)時(shí)優(yōu)先控制方法。為提高BRT公交的通行效率，降低公交信號(hào)優(yōu)先對(duì)非優(yōu)先相位社會(huì)車輛的負(fù)面影響，王寶杰等[11]提出一種基于綜合通行效率最優(yōu)的快速公交信號(hào)優(yōu)先控制方法。為了減少因公交停靠時(shí)間波動(dòng)對(duì)車路協(xié)同控制造成錯(cuò)失綠燈或紅燈時(shí)段到達(dá)的不利影響，張鵬等[12]提出了一種基于決策樹模型的考慮BRT?？繒r(shí)間波動(dòng)的優(yōu)先控制方法。汪林[13]在借鑒預(yù)感應(yīng)信號(hào)控制的基礎(chǔ)上對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，給出了基于預(yù)測(cè)的BRT信號(hào)優(yōu)先設(shè)計(jì)。

上述研究，主要從空間和時(shí)間兩個(gè)維度對(duì)BRT通過(guò)交叉口進(jìn)行了優(yōu)化，但是對(duì)BRT公交通過(guò)常規(guī)環(huán)形交叉口的適應(yīng)性研究需要進(jìn)一步的探討。本研究將通過(guò)分析常規(guī)環(huán)形交叉口BRT通過(guò)特性，進(jìn)而對(duì)BRT車道適用條件，BRT在環(huán)形交叉口的沖突等分析，以確定其通過(guò)常規(guī)環(huán)形交叉口的適應(yīng)性，最后基于VISSIM微觀交通仿真軟件，對(duì)不同BRT車道寬度和交織段長(zhǎng)度等關(guān)鍵參數(shù)的影響進(jìn)行進(jìn)一步的分析探討。

1" 常規(guī)環(huán)形交叉口BRT通過(guò)特性分析

環(huán)形交叉口一般可分為四個(gè)區(qū)域：島內(nèi)區(qū)域、出入口區(qū)域、交織區(qū)以及環(huán)流區(qū)，如圖1所示。其中交織區(qū)域內(nèi)的車流運(yùn)行特性較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)為入環(huán)車輛與環(huán)內(nèi)車輛的合流，以及環(huán)內(nèi)車輛變道駛出環(huán)形交叉口。郭瑞軍和王永亮等[14]用不同方式證明交織段的通行能力決定了整個(gè)環(huán)島的通行能力。BRT公交的特點(diǎn)決定了其對(duì)交織段通行能力的影響將很大程度上決定了整個(gè)環(huán)形交叉口的通行能力。因此，不得不考慮BRT車身長(zhǎng)度與交織段長(zhǎng)度之間的制約關(guān)系。

常規(guī)鉸接公交車車身長(zhǎng)度一般為18m，個(gè)別類型能夠達(dá)到25m的長(zhǎng)度。由于其車身長(zhǎng)度，BRT公交的轉(zhuǎn)彎半徑較常規(guī)公交和社會(huì)交通車輛的轉(zhuǎn)彎半徑要大，劉海州[3]根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范以及快速公交車輛的特性認(rèn)為，一般情況下，左轉(zhuǎn)彎曲線的行駛速度宜采用5～15km/h，結(jié)合規(guī)范中的最小半徑，在建議速度轉(zhuǎn)彎下，快速公交車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)大于等于24m，當(dāng)常規(guī)環(huán)形交叉口中心島曲線半徑小于24m時(shí)，BRT公交轉(zhuǎn)彎速度將會(huì)受到很大限制，一旦速度沒(méi)控制好很可能導(dǎo)致BRT公交在轉(zhuǎn)彎時(shí)車身占用其他車道與社會(huì)車輛發(fā)生碰撞。

綜上，從BRT公交特性層面來(lái)看，過(guò)長(zhǎng)的車身是制約BRT公交通過(guò)常規(guī)環(huán)形交叉口的關(guān)鍵因素，需要對(duì)島內(nèi)車道寬度進(jìn)行適應(yīng)性分析。

1.1" 流量及道路飽和度

基于項(xiàng)喬君、王煒等[15]在處理渠化不足環(huán)形交叉口時(shí)對(duì)環(huán)形交叉口不同服務(wù)水平的飽和度所對(duì)應(yīng)的運(yùn)行情況做出了研究，結(jié)合BRT公交運(yùn)行特點(diǎn)對(duì)不同服務(wù)水平的環(huán)形交叉口所適用的BRT車道類型做出評(píng)價(jià)（如表1所示）。

1.2" 車道寬度

車道寬度主要由車寬、錯(cuò)車需要的額外寬度、超車需要的額外寬度三個(gè)因素確定。此外，行車速度以及車道上運(yùn)行車輛類型也會(huì)對(duì)車道寬度的設(shè)定產(chǎn)生影響。根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》中的規(guī)定[16]，當(dāng)車輛以40km/h以下的速度行駛時(shí)，車道寬度為3.5m。當(dāng)車輛以40km/h以上的速度行駛時(shí)，大型車所行駛的車道寬度不小于3.75m。當(dāng)車輛在環(huán)島中行駛時(shí)，由于中心島半徑的不同，車道寬度也需要相應(yīng)的加寬（見(jiàn)表2）。在常規(guī)環(huán)形交叉口中，由于道路空間有限，交通量大，BRT公交行駛速度一般低于40km/h，考慮到BRT公交為大型鉸接車輛，BRT專用車道寬度應(yīng)該根據(jù)表2進(jìn)行加寬。

2" BRT車道在環(huán)形交叉口內(nèi)沖突分析

在滿足上述流量飽和度、車道寬度要求后，BRT在環(huán)形交叉口的通行效率主要取決于其在交叉口內(nèi)部的沖突分析，因此，此部分基于前述提出的環(huán)形交叉口島內(nèi)區(qū)域、出入口區(qū)域、交織區(qū)以及環(huán)流區(qū)等區(qū)域，首先對(duì)BRT與其他車輛的沖突點(diǎn)和沖突類型進(jìn)行劃分，進(jìn)而針對(duì)不同的區(qū)域，對(duì)其在環(huán)形交叉口內(nèi)部的交通組織沖突進(jìn)行分析。

2.1" 環(huán)形交叉口內(nèi)BRT與其他交通流沖突點(diǎn)和沖突類型劃分

在常規(guī)環(huán)形交叉口中，車輛遵守運(yùn)行規(guī)則的前提下，需要自行判斷可插入空隙來(lái)完成車流的合流與分流，在合流與分流過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生沖突，而BRT公交由于本身車型特點(diǎn)還會(huì)存在“潛在沖突”。以經(jīng)典的四路常規(guī)環(huán)形交叉口為例，每個(gè)進(jìn)口道處分為一條左轉(zhuǎn)車道，兩條直行車道，一條右轉(zhuǎn)車道時(shí)，右轉(zhuǎn)車道車輛不進(jìn)入環(huán)島，左轉(zhuǎn)車輛需穿過(guò)環(huán)道進(jìn)入最內(nèi)側(cè)車道行駛，直行車輛也需穿插到環(huán)道中間車道行駛。以圖2右側(cè)直行道作為BRT車道為例，進(jìn)行沖突分析。為了直觀反映交通沖突，圖2中BRT車道類型為混合車道，允許其他車輛行駛。

當(dāng)BRT公交從右側(cè)直行進(jìn)口道駛?cè)胂乱怀隹诘礼偝鰰r(shí)，先后經(jīng)過(guò)了交織區(qū)—環(huán)流區(qū)—交織區(qū)。車輛行駛過(guò)程中，在交織區(qū)會(huì)受到其他車輛行駛狀態(tài)的影響，導(dǎo)致BRT公交頻繁進(jìn)行加速、減速的操作，從而影響B(tài)RT公交的運(yùn)行效率。環(huán)形交叉口內(nèi)交織區(qū)車輛的沖突主要包括圖2所示的四類沖突點(diǎn)：a. 入口左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)入環(huán)道時(shí)與環(huán)道外側(cè)車輛的沖突；b. 入口左轉(zhuǎn)車輛與進(jìn)入環(huán)道時(shí)環(huán)道內(nèi)側(cè)車輛的沖突；c. 入口直行車輛進(jìn)入環(huán)道時(shí)與環(huán)道外側(cè)車輛的沖突；d. 環(huán)道內(nèi)側(cè)車輛即將駛出環(huán)島時(shí)，因變道而引發(fā)的環(huán)道內(nèi)側(cè)車輛與外側(cè)車輛的沖突。

從圖2可以看出，BRT公交直行通過(guò)環(huán)形交叉口時(shí)，由于其本身的運(yùn)行特性，會(huì)與其他社會(huì)交通還存在兩類沖突。

第一類沖突，BRT轉(zhuǎn)彎半徑與車道寬度的沖突。當(dāng)BRT公交通過(guò)左轉(zhuǎn)車道進(jìn)入環(huán)形交叉口時(shí)，由于BRT自身轉(zhuǎn)彎半徑的限制，需要在沖突點(diǎn)a、沖突點(diǎn)b所在的車道進(jìn)行道路拓寬。

第二類沖突，BRT車身長(zhǎng)度與交織區(qū)的沖突。當(dāng)BRT公交直行通過(guò)環(huán)形交叉口時(shí)，由于其過(guò)長(zhǎng)的車身，在交織區(qū)進(jìn)行合流、分流行為都會(huì)對(duì)其他車輛產(chǎn)生較大影響，會(huì)導(dǎo)致沖突點(diǎn)c、沖突點(diǎn)d所在車道的車輛產(chǎn)生較大延誤。為了緩解這種不利影響，建議適當(dāng)延長(zhǎng)交織區(qū)長(zhǎng)度，為其他車輛駕駛員提供更多操作空間。

從整個(gè)行駛過(guò)程來(lái)看，BRT公交直行通過(guò)時(shí)必定經(jīng)過(guò)沖突點(diǎn)a、沖突點(diǎn)c、沖突點(diǎn)d這三類沖突點(diǎn)。當(dāng)BRT車道設(shè)在環(huán)形交叉口內(nèi)側(cè)環(huán)道時(shí)需要面對(duì)圖2所示的四類沖突點(diǎn)，而且還會(huì)遇到第一類沖突。因此，建議BRT公交直行時(shí)選擇環(huán)形交叉口最外側(cè)環(huán)道，作為BRT車道，減少不必要的沖突。當(dāng)BRT公交在環(huán)形交叉口左轉(zhuǎn)時(shí)需要先后經(jīng)過(guò)三個(gè)進(jìn)出口道，此時(shí)如果將BRT車道設(shè)在環(huán)形交叉口最外側(cè)車道，將會(huì)對(duì)三個(gè)進(jìn)出口的車輛產(chǎn)生延誤增加交通沖突，建議將BRT車道設(shè)在環(huán)形交叉口最內(nèi)側(cè)環(huán)道，這樣只對(duì)兩個(gè)進(jìn)出口道車輛產(chǎn)生影響減少了不必要的交通沖突，由于BRT車身過(guò)長(zhǎng)，進(jìn)入環(huán)道最內(nèi)側(cè)車道時(shí)會(huì)對(duì)社會(huì)車輛造成較大延誤，建議左轉(zhuǎn)的BRT車道設(shè)置為BRT專用車道并配合信號(hào)控制來(lái)減少延誤。

2.2" 環(huán)道內(nèi)交通組織沖突分析

2.2.1" 環(huán)流區(qū)

當(dāng)BRT公交行駛至環(huán)形交叉口環(huán)形區(qū)時(shí)，會(huì)遇到圖2中的沖突點(diǎn)a。當(dāng)?shù)缆凤柡投却笥?.6時(shí)，BRT公交受到其他車輛的影響需要在環(huán)流區(qū)減速讓行，由于BRT車身一般長(zhǎng)為18m，如果環(huán)流區(qū)長(zhǎng)度較小，當(dāng)BRT公交在環(huán)流區(qū)等待時(shí)就沒(méi)有足夠的空間來(lái)容納其他車輛從而影響整個(gè)環(huán)形交叉口的通行效率。因此當(dāng)環(huán)形交叉口的環(huán)流區(qū)較短且道路飽和度較高時(shí)，應(yīng)設(shè)立BRT專用車道來(lái)保證BRT公交的正常運(yùn)行。

2.2.2" 交織區(qū)

當(dāng)BRT公交駛?cè)虢豢梾^(qū)時(shí)，由于交通車流必須在交織長(zhǎng)度內(nèi)進(jìn)入它們合適的出口車道，交織區(qū)的長(zhǎng)度，將決定其區(qū)域內(nèi)車輛換道的緊迫性，其一定程度上限制了駕駛員在規(guī)定的時(shí)間和空間內(nèi)必須完成變換車道的所有要求，針對(duì)BRT公交過(guò)長(zhǎng)的車身來(lái)說(shuō)，BRT公交在交織區(qū)遇到?jīng)_突點(diǎn)c和沖突點(diǎn)d是需要更多的空間和時(shí)間來(lái)完成車輛的變道，足夠長(zhǎng)的交織段長(zhǎng)度和合適的車道寬度都會(huì)很好地緩解駕駛員的操作壓力。

根據(jù)郭瑞軍等[14]對(duì)環(huán)形交叉口交織區(qū)車流運(yùn)行特性的研究，交織區(qū)車輛的外環(huán)道車速比內(nèi)環(huán)道車速要大，合流的車速最低，而且分流行為均發(fā)生在合流以后。BRT公交想要在交織區(qū)順暢的完成合流，分流行為就必須對(duì)交織區(qū)交通組織做出特定調(diào)整。

首先，環(huán)形交叉口的關(guān)鍵缺點(diǎn)，就是通行能力受交織段長(zhǎng)度的控制。而對(duì)于允許BRT公交這種大型鉸接車通行的環(huán)形交叉口，其最小交織段長(zhǎng)度必須大于30m，要為BRT公交預(yù)留足夠的可插間隙，可插間隙越大，BRT公交合流時(shí)行駛速度影響越小。

其次，要在BRT車道設(shè)立讓行標(biāo)志，主要為了減少BRT公交在合流、分流過(guò)程中受到其他車輛的干擾。

交織區(qū)的通行能力很大程度上決定了整個(gè)環(huán)形交叉口的通行能力，對(duì)于交織區(qū)通行能力的計(jì)算方法可通過(guò)對(duì)英國(guó)環(huán)境部暫行公式進(jìn)行計(jì)算。

英國(guó)環(huán)境部暫行公式如式（1）：

C=（1）

其中：C為交織段上通行能力，pcu/h；l為交織段長(zhǎng)度，m；W為交織段寬度，m；e為環(huán)形交叉口入口平均寬度，e

=，m；e為入口引道寬度，m；e為環(huán)道凸出部分寬度，m；P為交織段內(nèi)進(jìn)行交織的車輛與全部車輛的比值。

各參數(shù)應(yīng)在下列范圍內(nèi)：W=6.1～18.0m，=0.4～1.0，=0.12～0.4，=0.34～1.41，P=0.4～1.0。

由于BRT公交屬于大型鉸接客車且BRT車道擁有特殊的車道寬度，因此BRT公交在環(huán)形交叉口與其他車輛混行時(shí)BRT車道的通行能力應(yīng)單獨(dú)計(jì)算。由于BRT車道寬度特殊可以提高環(huán)形交叉口空間資源利用效率，因此主要對(duì)飽和流率產(chǎn)生影響可由式（3）和式（4）計(jì)算。將其代入式（2），可得到BRT專用車道通行能力及修正系數(shù)，分別如式（5）和式（6）所示。其中，修正系數(shù)計(jì)算公式中已融入了原HCM2010公式中對(duì)車輛換算系數(shù)和車道寬度修正系數(shù)的考慮[4]。

C=sλ （2）

s=（3）

h=1-phE+phE"" （4）

C=sfλ（5）

f="" （6）

其中：C表示BRT車道通行能力，pcu/h；s表示BRT車道的飽和流率，pcu/h；λ表示綠信比；h表示BRT車道的飽和車頭時(shí)距，s/pcu；p表示使用BRT車道的大車率；h表示標(biāo)準(zhǔn)小汽車飽和車頭時(shí)距，s/pcu；E表示大型車與標(biāo)準(zhǔn)小汽車換算系數(shù)；s表示理想飽和流率，pcu/h；f表示飽和流率BRT車道修正系數(shù)。

通過(guò)英國(guó)環(huán)境部暫行公式可以了解到，交織段通行能力與交織段寬度和交織段長(zhǎng)度密切相關(guān)。對(duì)有BRT車道的交織區(qū)來(lái)說(shuō)，在同等道路環(huán)境里其交織區(qū)寬度明顯要大于一般交織區(qū)寬度，而且交織段長(zhǎng)度必須大于等于30m來(lái)滿足BRT公交的運(yùn)行要求。

此外，通過(guò)上述特性分析可以看出，BRT在環(huán)形交叉口運(yùn)行主要受限于BRT車道寬度，這組數(shù)據(jù)的增加對(duì)交織區(qū)通行能力是有所提升的，但是對(duì)整個(gè)環(huán)形交叉口的延誤影響還需要進(jìn)一步研究。針對(duì)BRT公交在交織區(qū)的減速讓行現(xiàn)象，可以通過(guò)BRT優(yōu)先策略引導(dǎo)優(yōu)先通過(guò)，從而讓出交織區(qū)空間供其他車輛行駛，也可以拓寬BRT車道，但是這可能會(huì)導(dǎo)致其他環(huán)道車輛換道概率增加從而影響B(tài)RT公交效率，因此BRT車道寬度的設(shè)立需要進(jìn)一步研究。也需要通過(guò)一些交通標(biāo)識(shí)來(lái)引導(dǎo)其他車輛的換道，從而降低BRT公交在環(huán)形交叉口的延誤。

3" 案例仿真分析

3.1" 仿真場(chǎng)景與參數(shù)設(shè)計(jì)

由于目前BRT通過(guò)的環(huán)形交叉口大多是通過(guò)在環(huán)島中央開辟出BRT中央專用道的貫穿式環(huán)島[1]。這種貫穿式環(huán)島能很好地減少BRT通過(guò)環(huán)形交叉口的延誤，但是本身僅僅適用于環(huán)島半徑較小且左轉(zhuǎn)交通量較小的環(huán)島。對(duì)于環(huán)島半徑大，交通量大的環(huán)島并沒(méi)有足夠的實(shí)際案例。故，通過(guò)VISSIM仿真在環(huán)道內(nèi)部設(shè)立BRT車道，對(duì)其在環(huán)島內(nèi)部運(yùn)行情況進(jìn)行適應(yīng)性分析。

3.1.1" 環(huán)形交叉口渠化設(shè)置

環(huán)形交叉口環(huán)島直徑為70m，環(huán)內(nèi)車道為5個(gè)，從外側(cè)向內(nèi)側(cè)編號(hào)分別為環(huán)道1至環(huán)道5，其中環(huán)道2至環(huán)道5的環(huán)道寬度為3.5m，環(huán)道1的寬度范圍為3.5m到5.5m，每隔0.5m取值一次。環(huán)道1作為BRT車道，車道類型為混合車道，其他車輛可在環(huán)道1上與BRT公交混合行駛。進(jìn)出口車道寬度均為3.5m，南進(jìn)口為4車道，最外側(cè)為BRT專用車道，東進(jìn)口為4車道，北進(jìn)口為4車道，最外側(cè)為BRT專用車道，西進(jìn)口為4車道，如圖3所示。

3.1.2" 流量設(shè)定

仿真總流量為4 800pcu/h。東西南北進(jìn)口道流量比取為1∶1∶1∶1，小汽車與貨車的總流量比為49∶1。其中南北進(jìn)口道的BRT公交流量與其他車輛的流量比為1∶8，其中BRT流量分別為133pcu/h。

3.1.3" 環(huán)內(nèi)車輛運(yùn)行規(guī)則

根據(jù)BRT公交優(yōu)先等級(jí)分為兩種。第一種，BRT公交和其他車輛一樣遵循入環(huán)車輛讓行環(huán)內(nèi)車輛。第二種，根據(jù)信號(hào)控制讓BRT公交在環(huán)島的行駛過(guò)程中獲得優(yōu)先權(quán)。

BRT公交僅為南北方向直行路徑，其他車輛從每個(gè)進(jìn)口道至駛出環(huán)島的路徑分為右轉(zhuǎn)，直行和左轉(zhuǎn)三種，三種路徑方式流量比為1∶1∶1。

3.1.4" 其他設(shè)置

仿真中小汽車模型車輛寬度為1.5m，車輛長(zhǎng)度為4.11m到4.76m，貨車模型車輛寬度為2.5m，車輛長(zhǎng)度為10.21m，BRT公交模型的寬度為2.5m，長(zhǎng)度為15.70m。根據(jù)《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》，環(huán)島半徑為35m，相應(yīng)的環(huán)道設(shè)計(jì)速度為30km

/h。因此環(huán)島內(nèi)車輛行駛速度限定為30km/h。

3.2" BRT車道寬度

通過(guò)仿真得到環(huán)形交叉口相同流量不同車道寬度的情況下小汽車/貨車以及BRT公交各自的平均延誤，車均停車時(shí)間以及車均停車次數(shù)這三個(gè)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行適應(yīng)性分析，如圖4至圖6所示。

由圖4可知，當(dāng)BRT車道寬度不進(jìn)行加寬時(shí)，小汽車和貨車的平均延誤處于較高水平，貨車的平均延誤更是高達(dá)34.4s，小汽車平均延誤為15.8s。而BRT公交平均延誤較低，僅為10.2s。對(duì)BRT車道逐步加寬，當(dāng)BRT車道寬度在3.5m到5m之間時(shí)，小汽車和貨車的平均延誤隨著BRT車道的加寬一直減小，但是貨車平均延誤減少幅度較緩而小汽車平均延誤是有大幅度的降低；BRT車道寬度超過(guò)5m時(shí)，小汽車和貨車的平均延誤都開始增加。對(duì)于BRT本身延誤，當(dāng)BRT車道寬度在3.5m到5.5m之間，其呈現(xiàn)先逐漸減少后逐漸增加，最后又逐漸減小的趨勢(shì)。綜合來(lái)看，要想整個(gè)環(huán)形交叉口所有車輛的延誤有較大幅度的減少，那么BRT車道度建議在4m到5m之間。BRT車道寬度為5m時(shí)，會(huì)使環(huán)形交叉口整體車均平均延誤最小，但此時(shí)BRT公交的平均延誤達(dá)到最大值11.2s，比初始值還高1s。這說(shuō)明BRT車道拓寬至5m時(shí)，出現(xiàn)了犧牲BRT公交自身道路優(yōu)先權(quán)來(lái)減少其他車輛平均延誤的情況，這和BRT優(yōu)先通行原則是背道而馳的。

關(guān)于環(huán)形交叉口內(nèi)的停車時(shí)間，由圖5可知，對(duì)比于圖4平均延誤可以看出，小汽車和貨車的曲線趨勢(shì)基本一致。而BRT公交的每車平均停車時(shí)間隨BRT車道寬度先增加后減少。貨車的平均停車時(shí)間在3.5m到4m之間發(fā)生了驟降，從20.7s降到了11.1s。此時(shí)環(huán)形交叉口服務(wù)水平由二級(jí)轉(zhuǎn)變成一級(jí)。因此，當(dāng)BRT車道寬度為5m時(shí)，出現(xiàn)小汽車和貨車平均延誤、平均停車時(shí)間最小但BRT公交的相應(yīng)值最大的情況。根據(jù)蔣應(yīng)紅等人[17]關(guān)于街道機(jī)動(dòng)車車道寬度縮窄的合理取值研究，此時(shí)車道空間富裕容易出現(xiàn)搶道現(xiàn)象，造成車輛延誤增加，還會(huì)造成土地資源和工程投資的浪費(fèi)?？紤]到以上情況和BRT優(yōu)先原則，建議選擇4m的寬度作為BRT車道寬度。

關(guān)于環(huán)形交叉口內(nèi)的停車次數(shù)，由圖6可知，對(duì)比圖4、圖5在BRT車道寬度增至4.5m時(shí)，貨車和BRT公交每輛平均停車次數(shù)就出現(xiàn)最值，貨車由1.65次降到0.78次。而BRT公交停車次數(shù)由0.54次增至0.62次。兩者之間的變化進(jìn)一步佐證了隨著BRT車道寬度增加至4.5m到5.5m時(shí)，BRT車道空間過(guò)于富裕為其他車輛提供借道的次數(shù)變多，越來(lái)越多的車輛選擇變道至BRT車道行駛，如果不進(jìn)行調(diào)整很可能導(dǎo)致BRT車道的堵塞。

4" 結(jié)束語(yǔ)

研究基于BRT公交車輛體積大、速度較慢、交織容易影響通行效率等運(yùn)行特性的考慮，從BRT車道在環(huán)形交叉口的適用條件，以及與其他車流的沖突等角度，對(duì)其在環(huán)形交叉口的延誤進(jìn)行分析，并針對(duì)BRT車道寬度對(duì)環(huán)形交叉口延誤做出初步探討，得出如下結(jié)論：

（1）根據(jù)環(huán)形交叉口道路服務(wù)水平，對(duì)BRT車道類型的選擇給出以下建議：當(dāng)?shù)缆凤柡投刃∮?.9時(shí)，BRT公交允許在環(huán)形交叉口內(nèi)通行；但是當(dāng)?shù)缆凤柡投仍?.6到0.9之間時(shí)，道路上社會(huì)車輛對(duì)BRT公交造成較大延誤，此時(shí)建議在環(huán)形交叉口上設(shè)立BRT專用車道；當(dāng)?shù)缆凤柡投刃∮?.6時(shí)，社會(huì)車輛對(duì)BRT公交影響較小，為提高道路利用率，建議不必設(shè)置BRT專用車道，或者這些時(shí)段BRT專用車可供社會(huì)車輛混行。

（2）根據(jù)環(huán)形交叉口內(nèi)BRT與其他交通流進(jìn)行沖突分析，對(duì)其通過(guò)環(huán)形交叉口的選擇車道位置給出如下建議：當(dāng)BRT左轉(zhuǎn)通過(guò)環(huán)形交叉口時(shí)，應(yīng)進(jìn)入環(huán)道最內(nèi)側(cè)車道行駛，減少不必要的沖突，需要設(shè)置BRT專用車道來(lái)提高效率；當(dāng)BRT直行通過(guò)環(huán)形交叉口時(shí)，應(yīng)選擇最外側(cè)環(huán)道行駛，此時(shí)受到社會(huì)車輛沖突較少，可根據(jù)道路服務(wù)水平來(lái)選擇BRT車道類型。

（3）通過(guò)VISSIM對(duì)BRT車道寬度的仿真分析，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BRT車道寬度為4m時(shí)，BRT公交延誤最低，僅為8s；仿真中亦發(fā)現(xiàn)，當(dāng)BRT車道寬度增至5m時(shí)，會(huì)出現(xiàn)其他車輛搶道現(xiàn)象，造成BRT公交延誤增加的現(xiàn)象；BRT車道寬度范圍在4.5m到5.5m時(shí)，BRT車道空間過(guò)于富裕為其他車輛提供借道的次數(shù)變多，越來(lái)越多的車輛選擇變道至BRT車道行駛，如果不進(jìn)行調(diào)整很可能導(dǎo)致BRT車道的堵塞。后續(xù)需針對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行深入探討和研究。

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