城市道路畸形交叉口的交通改善方法

姬利娜，張金偉，亢鳳林

(1.安陽工學(xué)院 機械工程學(xué)院，河南 安陽455000;2.安陽工學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，河南安陽455000)

0 引言

城市道路理想的交叉口應(yīng)該是直角相交的四路交叉口，但在實際建設(shè)中，由于地形地勢及一些特殊的歷史和社會原因，形成一些多條道路相交呈不規(guī)則形狀的畸形交叉口，主要形式包括Y形交叉口、X形交叉口、雙T形交叉口、各種形狀不規(guī)則交叉口，以及相鄰交叉口不規(guī)則且間距較近等情況［1］。雖然這些交叉口數(shù)量不多，但由于路口周邊情況復(fù)雜、線形交錯、交通流之間的沖突點、交通組織復(fù)雜等原因，畸形交叉口無疑成為城市路網(wǎng)中的“堵點”和“黑點”，也是道路交通管理的“重點”和“難點”。

如果通過道路工程改造，即改變現(xiàn)有道路的物理線形來把畸形交叉口改造成為正常交叉口，不僅會帶來大面積的拆遷，所需費用極高，而且還會影響居民的正常生活。因此，從交叉口交通治理的最優(yōu)社會效益角度出發(fā)，對畸形交叉口進行科學(xué)合理的交通組織優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮畸形交叉口潛在的通行能力，減少車輛延誤和沖突成為解決畸形交叉口交通問題的有效途徑［2］。筆者在分析畸形交叉口交通問題的基礎(chǔ)上，提出了通過交通渠化、信號控制等手段的畸形交叉口時空優(yōu)化一體化設(shè)計的改造方法，并成功地用于工程實踐。

1 城市道路畸形交叉口存在的主要問題

交通擁擠和交通事故是城市道路交叉口普遍存在的問題，這兩個方面的問題在畸形交叉口表現(xiàn)非常突出。一般而言，畸形交叉口主要存在以下幾個方面的問題:

1)交叉口進口與出口不對正，容易引起駕駛員流向上的誤解，造成強行事故。

2)交叉口車輛流向上存在銳角交叉現(xiàn)象，使交叉通過交叉口的各方難以及時發(fā)現(xiàn)對方，既存在視距問題，容易引起因駕駛員的感知錯誤而發(fā)生的交通事故。

3)由于畸形交叉口進出口對位關(guān)系差，進入交叉口不同流向上的機動車與非機動車行駛軌跡不明確，交叉沖突點發(fā)生位置不固定(即自由度過高)，讓行一方不知應(yīng)在交叉口內(nèi)哪個位置上等候才是安全的，容易引起交通秩序混亂。

4)畸形交叉口的交通流向較復(fù)雜，不明確，故其交通信號配時設(shè)計存在一定難度。

2 畸形交叉口優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容

2.1 交通渠化

2.1.1 交通渠化的定義

交通渠化就是在道路上劃線，或用綠化帶和交通島來分隔車道，使各種不同性質(zhì)和不同速度的車輛，能像渠道內(nèi)的水流那樣，順著規(guī)定的方向，互不干擾的行駛［3］。交叉口交通渠化設(shè)計的目的是分離不同性質(zhì)的交通流，減少沖突點的數(shù)目，避免交通流之間的相互干擾，對解決交叉口的復(fù)雜交通問題尤為有效。

2.1.2 交通渠化的關(guān)鍵內(nèi)容

1)交通島。交通島是控制、引導(dǎo)車輛行駛，保護行人安全，在道路上設(shè)置的島狀設(shè)施。按其功能可以分為導(dǎo)向島，主要用于控制和指引交通;分車島，用于分隔反向和同向的車流;安全島，用于行人橫穿道路時的避車地點;中心島，用于車輛繞行。通常用混凝土路緣石等圍砌，高出路面10 cm以上。X形交叉口的交通島設(shè)置如圖1。

圖1 “X”形交叉口的交通島設(shè)置示意Fig.1 Traffic island schematic drawing of“X”intersection

2)人行橫道。人行橫道的位置、間距要適當(dāng)，應(yīng)設(shè)在車輛駕駛員容易看清楚的位置，盡可能的靠近交叉口，與行人的自然流向一致，并盡量與車行道垂直，以縮短行人過街的步行距離。當(dāng)行人過街橫道過長(大于15 m)時，為了縮短行人過街時間，確保過街行人安全，應(yīng)在行人過街橫道中間設(shè)置行人安全島，其寬度應(yīng)大于1.5 m。人行橫道的寬度與過街行人數(shù)及信號顯示時間相關(guān)，順延干路的人行橫道寬度不宜小于5 m，順延支路的人行橫道寬度不宜小于3 m，以1 m為單位增減［4］。Y形交叉口的人行橫道設(shè)置如圖2。

圖2 “Y”形交叉口的人行橫道設(shè)置示意Fig.2 Crosswalk schematic drawing of“Y”intersection

2.2 單向交通

對于多路(大于4條道路)交叉的畸形交叉口，有的支路可以實施單向交通。實施單向交通的優(yōu)點如下:首先單向交通的道路車流流向一致，行人橫過道路不必左顧右盼，有利于交通安全;其次是實施單向交通有利于減少沖突點，不易形成交通擁堵;再者，單向交通可以簡化路口的信號相位設(shè)置，并且有利于單行道路路口間的信號協(xié)調(diào)，綠波帶比雙行道路寬得多。故單向交通的道路的通行能力比雙行道路高得多。

2.3 轉(zhuǎn)向交通限制

轉(zhuǎn)向限制交通組織主要是在交叉口禁止車輛左轉(zhuǎn)，在簡化交通流向的基礎(chǔ)上，提高節(jié)點的通行能力。由于車輛在交叉口存在轉(zhuǎn)向行為，交叉口的交通狀況要比路段復(fù)雜得多，各向交通流的可用通行時間不足路段的1/2［5］。在各種轉(zhuǎn)向車流中，左轉(zhuǎn)車流引起的沖突點最多，例如，在4路交叉口，禁止左轉(zhuǎn)后車流沖突點能從原來的16個減少到4個。因此，在左轉(zhuǎn)交通量較大的交叉口，在交叉口(或交叉口某幾個進口道)實施(高峰小時或全天)禁止左轉(zhuǎn)的管理措施，可以提高交叉口的通行能力和交通安全。

3 畸形交叉口交通改善策略

3.1 工程改造

工程改造就是采用工程建設(shè)的手段對原有的交叉口進行改造。通過工程改造能改變交叉口幾何形狀、進口道寬度和視距等，從而提高交叉口通行能力和通行效率，改善交叉口的車輛運行狀況［6］。工程改造措施主要包括新建道路、拓寬進口道、改善路面質(zhì)量等。

3.2 交通組織優(yōu)化

道路交通組織優(yōu)化就是在有限的道路空間上，科學(xué)合理地分時、分路、分車種、分流向使用道路，是道路交通處于有序、高效的運行狀態(tài)［7］。對于城市道路畸形交叉口而言，具體應(yīng)該從以下幾個方面著手:

1)在交叉口進行必要的交通組織和渠化。通過單向交通組織、車種禁限、路口流向禁限、完善各類各類標(biāo)志標(biāo)線等分離和疏導(dǎo)交叉口交通流的方式，使得車輛能夠高效、有序地通過交叉口。

2)對交叉口周圍存在的各種影響交通視距的障礙物進行清理，改善交叉口的視距。

3)對于復(fù)雜的多路交叉的畸形交叉口，某些方向的交通可能另有出路的，可以利用相應(yīng)的支路設(shè)置單行線，簡化錯綜復(fù)雜的交通流向，減少沖突點。

4)如果畸形交叉口內(nèi)的面積較大，符合設(shè)置環(huán)島的基本要求，可以通過將此類交叉口改建成環(huán)形交叉口的方法，提高行車安全性，減少車輛延誤。

畸形交叉口的交通信號控制方面，要進行合理的相位相序設(shè)置，確保相位的簡單明確及相序的合理銜接，并通過信號燈的合理配時，使車輛和行人高效、有序地通過交叉口，提高交叉口的交通安全［8-9］。

4 實例應(yīng)用

4.1 交叉口概況

南順城街和月牙路交叉口位于昭通市城區(qū)中心，是由南順城街、月牙路、啟文街、建設(shè)南路及啟文直街交匯而成的畸形交叉口。改造前，路口內(nèi)路面磨損、破壞嚴(yán)重，尤其是南順城街到啟文街一段路面沉陷嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了車輛的正常行駛。

南順城街:城市主干道，車行道路寬16 m，單幅路，雙向4車道。

月牙路:城市次干道，車行道路寬14 m，單幅路，雙向2車道。

啟文街:支路，車行道路寬7 m。

建設(shè)南路:城市次干道，車行道路寬9 m，單幅路，雙向2車道。

啟文直街:支路，車行道路寬8 m。

4.2 存在問題

通過交通調(diào)查和實地觀測，發(fā)現(xiàn)南順城街和月牙路交叉口存在的主要交通問題有:

1)該交叉口是個5路交叉口，由多個不規(guī)則平面和曲面組成，沒有進行合理的渠化，車輛難以保證正確的行駛軌跡。

2)標(biāo)志標(biāo)線不完善，交叉口內(nèi)機動車、非機動車和行人混行嚴(yán)重，各種交通流的交叉、分流、合流點眾多，安全隱患大，通行能力低。

3)交叉口口面積比較大，且中心路面磨損比較嚴(yán)重，再加上一些小商小販經(jīng)常占道經(jīng)營，機動車與非機動車隨意亂停亂放，嚴(yán)重影響了正常的交通秩序。

4.3 改善措施

4.3.1 工程措施

1)南順城街近交叉口路段設(shè)置了中央隔離欄，減少行人隨意穿越道路對機動車通行的影響和對向交通間的相互干擾，同時限制車輛隨意調(diào)頭。

2)修復(fù)破損路面，并且在合理位置設(shè)置了交通島引導(dǎo)和明確車輛行駛軌跡，并對部分交通島采取了綠化，使交通流有序化的同時改善了交叉口的景觀(注:交通島在施工前，先用標(biāo)線畫出，實施一階段后，按照車流行駛軌跡進行調(diào)整，在做成永久性的實體交通島)。

3)修正啟文直街、建設(shè)南路進口處的轉(zhuǎn)彎半徑，并拆除建設(shè)南路兩邊的房屋，拓寬建設(shè)南路進口段的路幅資源。

4)完善交通標(biāo)志、標(biāo)線，與交通渠化和交通管制相互協(xié)調(diào)。

4.3.2 交通組織優(yōu)化

1)啟文直街白天單行(07:30—19:30)。

2)啟文街白天禁止機動車右轉(zhuǎn)(07:30—19:30摩托車除外)。

3)南順城街高峰時段禁止機動車左轉(zhuǎn)(11:30—12:30和17:30—18:30)。

4)建設(shè)南路白天禁止摩托車行駛(07:30—19:30)。

5)對相交道路的車道寬度、車道功能進行了科學(xué)、合理的分配，使機動車、非機動車和行人各行其道。

6)適當(dāng)提前交叉口停車線和人行橫道線，從而縮小交叉口面積，減少車輛通過交叉口的延誤，增加行人過街的安全性。

7)完善交通標(biāo)志標(biāo)線，因地制宜地設(shè)置了交通島，合理施劃導(dǎo)流線，規(guī)范行車軌跡。

改造后，南順城街和月牙路交叉口的渠化如圖3。

圖3 南順城街和月牙路交叉口渠化Fig.3 Canalization plan of intersection of Nanshuncheng street and Yueya road

4.4 改善前后評價

通過Vissim交通微觀仿真系統(tǒng)對南順城街和月牙路交叉口改造前、后的通行能力和平均延誤進行模擬對比分析，分析結(jié)果如表1。結(jié)果表明:改善前后，該交叉口的平均延誤時間由原來的40.8 s減少為24.4 s，服務(wù)水平由E級提高到C級。

表1 車道通行能力改善前后對比Table 1 Comparison of traffic capacity before and after the modification

5 結(jié)語

由于在全國各大中小城市中都或多或少的存在一些畸形交叉口，畸形交叉口的交通改善是現(xiàn)代交通組織管理的重要內(nèi)容。筆者采用交通工程改造措施和交通組織優(yōu)化設(shè)計相結(jié)合的一體化設(shè)計方法改善畸形交叉口，避免了大面積拆遷，不僅實現(xiàn)了道路交通發(fā)展的時間連續(xù)性、空間連續(xù)性及資金投入連續(xù)性，而且實現(xiàn)了社會與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，值得借鑒與推廣。

［1］ 汪峰，馬鶴齡.老城區(qū)道路平面畸形交叉口優(yōu)化設(shè)計［J］.中國市政工程，2006(1):14-18.

Wang Feng，Ma Heling.On optimized design of old urban irregular intersections［J］.Journal of China Municipal Engineering，2006(1):14-18.

［2］ 宋微，黃亮，左忠義.城市道路平面交叉口改善的幾點建議［J］.北方交通，2008(2):159-161.

Song Wei，Huang Liang，Zuo Zhongyi.Several suggestions for improvement of intersection at grade of urban road［J］.Journal of North Traffic，2008(2):159-161.

［3］ 翟忠民.道路交通組織優(yōu)化［M］.北京:人民交通出版社，2004:48-51.

［4］ 楊曉光.城市道路交通設(shè)計指南［M］.北京:人民交通出版社，2003:44-68.

［5］ 秦?zé)?，關(guān)宏志，趙紅征，等.基于仿真的畸形交叉口交通組織優(yōu)化研究［J］.交通信息與安全，2010(4):43-48.

Qin Huanmei，Guan Hongzhi，Zhao Hongzheng，et al.Simulationbased traffic organization optimization for irregular intersections［J］.Journal of Transport Information and Safety，2010(4):43-48.

［6］ 葉亮.城市多路交叉口的交通治理措施研究［J］.道路交通，2006(4):60-63.

Ye Liang.Study of traffic harnessing measures of urban multi-road intersections［J］.Journal of Road Traffic，2006(4):60-63.

［7］ 彭力，李旭宏，陳大偉.城市道路交叉口交通治理措施［J］.河南科技大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2004，25(4):62-66.

Peng Li，Li Xuhong，Chen Dawei.Measures of traffic rehabilitation of urban intersection ［J］.Journal of Henan University of Science and Technology:Natural Science，2004，25(4):62-66.

［8］ Gazis D C.Traffic Theory［M］.New York:Springer，2002:99-103.

［9］ American Transportation Research Board.Highway Capacity Manual［M］.Washington，D.C.:National Research Council，2000:136-139.