廣州市可逆車道實踐經(jīng)驗及案例分析

羅　強(qiáng)　陳天德　雷　陽

(廣州市交通管理科學(xué)技術(shù)研究所　廣州　510000)

廣州市可逆車道實踐經(jīng)驗及案例分析

羅強(qiáng)陳天德雷陽

(廣州市交通管理科學(xué)技術(shù)研究所廣州510000)

摘要可逆車道技術(shù)是用于道路通行能力資源調(diào)節(jié)的手段之一，國內(nèi)城市對可逆車道的應(yīng)用仍處于探索階段?？偨Y(jié)提煉可逆車道設(shè)置條件、設(shè)施要求、運(yùn)行管理等方面經(jīng)驗，對可逆車道的推廣應(yīng)用顯得尤為必要。廣州在可逆車道的應(yīng)用方面作了積極的嘗試，并在解放北高架橋應(yīng)用非對稱交替放行法和干線信號協(xié)調(diào)控制策略為可逆車道的動態(tài)管控積累了寶貴的經(jīng)驗，驗證了可逆車道運(yùn)用于車道數(shù)為奇數(shù)的擁堵路段交通疏解是非常有效的手段。

關(guān)鍵詞可逆車道設(shè)置條件非對稱交替放行干線信號協(xié)調(diào)動態(tài)管控

隨著機(jī)動車保有量不斷增長，交通出行需求與道路供給之間矛盾不斷加劇，交通擁堵成為大城市的通病。如何在現(xiàn)有的道路資源上挖掘潛力，提高交通的通行效率，成為道路交通管理部門的努力方向。

近年來，可變車道[1]作為交管部門的新舉措，在一些城市試點應(yīng)用[2-3]，并取得較好的管理效益和社會效益?？勺冘嚨赖膬?nèi)涵相對廣泛，其中重要的一類是車輛行駛方向可隨交通管理需要進(jìn)行變化的車道。它主要針對高峰時段潮汐車流和路口轉(zhuǎn)向時段不均的車流，在現(xiàn)有道路設(shè)施供給不變的情況下，通過反轉(zhuǎn)路段車道行駛方向或調(diào)整路口導(dǎo)向車道轉(zhuǎn)向以適應(yīng)實際交通需求，從而提高整個道路的利用效率，達(dá)到減小排隊長度，降低延誤的效果。路段內(nèi)行駛方向可變的車道稱之為可逆車道。

1　可逆車道概述

雖然所有的可逆車道運(yùn)行外在特征都是車道可逆向行駛，但實施的需求卻是多樣化的。國內(nèi)較為常見的包括潮汐車流通行需求(即“潮汐車道”)和動態(tài)調(diào)整行車方向便于交通疏解的管控需求，在美國還有為緊急事件(如沿海城市發(fā)生颶風(fēng))下人群逃離疏散的需求設(shè)置的可逆車道[4]。相對于應(yīng)急逃生需求，為滿足提高交通運(yùn)行效率而實施的可逆車道在設(shè)置必要性和可行性方面需考慮更多的因素。因此，需結(jié)合各地的交通特征及管理需求，科學(xué)系統(tǒng)地回答和解決可逆車道的設(shè)置條件，對于可逆車道的推廣應(yīng)用具有重要的意義。目前，國內(nèi)外的學(xué)者及交通工程師對潮汐車道的研究較多，相關(guān)的闡述集中在2個方面：潮汐現(xiàn)象的判別方法及潮汐車道的設(shè)置條件。

1.1潮汐現(xiàn)象的判別方法

市區(qū)工作、市郊居住的生活模式是導(dǎo)致潮汐現(xiàn)象的重要因素，其流量特征表現(xiàn)為同一時段相反2個方向流量差異較大，量化指標(biāo)為方向分布系數(shù)[5]。

方向分布系數(shù)kd計算公式如下。

式中：Q1，Q2為路段同一截面相反2個方向的流量，Q1為2個方向流量中的較大值；kd為Q1流向方向的分布系數(shù),因而kd≥0.5。

一般而言，分布系統(tǒng)出現(xiàn)方向變化時，即可斷定存在潮汐現(xiàn)象。方向分布系數(shù)越大，說明潮汐現(xiàn)象越明顯，越有必要實施潮汐車道。廣州市潮汐車道實踐中，將潮汐現(xiàn)象分為3個等級，見表1。

表1　潮汐現(xiàn)象分級表

1.2潮汐車道設(shè)置條件

潮汐現(xiàn)象的存在是實施潮汐車道的驅(qū)動因素，但潮汐車道的實施還需綜合考慮道路條件及通行能力條件等各方面的因素。目前，國內(nèi)對潮汐車道研究的大部分文獻(xiàn)[6]中，有關(guān)潮汐車道的設(shè)置條件表述較為一致，理論上需要滿足以下4個方面。

(1) 車道條件。道路上機(jī)動車車道數(shù)為雙向3車道以上。

(2) 流向條件。重交通流的流量方向分布系數(shù)最低為2/3。

(3) 通行能力條件。重交通流方向在使用潮汐車道，輕交通方向在去掉潮汐車道后，通行能力應(yīng)能滿足各自交通需求。

(4) 道路條件。道路上不存在中央分隔帶或路面電車軌道。

但在國內(nèi)各大城市的潮汐車道實施過程中，對上述標(biāo)準(zhǔn)都有不同程度的突破，中央分隔帶不構(gòu)成否決實施潮汐車道的理論條件。此外，方向分布系數(shù)分隔線硬性地定為2/3，未針對不同道路條件區(qū)別對待，較難廣泛適用。

2　廣州市可逆車道選址方法

潮汐車道的相關(guān)研究成果為廣州市可逆車道實施提供了很好借鑒。廣州也積極探索實踐潮汐車道，并在城鄉(xiāng)結(jié)合部，潮汐現(xiàn)象高發(fā)的地段試點運(yùn)行潮汐車道，如科韻路華觀路口早晚高峰實施簡易式的潮汐車道。此外，廣州市的道路條件還有些個性化的特征，城區(qū)許多道路受周邊原有建筑格局及地理條件的影響，車道的設(shè)計建設(shè)僅為奇數(shù)條，并以舊橋和經(jīng)快速化改造的高架橋居多。這類道路車道數(shù)較少的一側(cè)除了較難以滿足已發(fā)生的交通量外，實際上還有部分交通需求被抑制，在進(jìn)行交通調(diào)查時，可能不會出現(xiàn)潮汐現(xiàn)象。如果直接應(yīng)用潮汐車道的設(shè)置條件標(biāo)準(zhǔn)，就會直接將潛在的路段排除在外。為此，在結(jié)合廣州的路網(wǎng)條件及國內(nèi)外城市實施可逆車道的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，總結(jié)廣州可逆車道的選址方法如下。

(1) 車道條件。優(yōu)先考慮車道數(shù)為奇數(shù)的擁堵路段，偶數(shù)條車道需進(jìn)一步考慮條件2。一般情況下，長時間觀測下來，城區(qū)路段的雙向交通量總是趨于相同。當(dāng)車道為奇數(shù)條，同一時段道路可以較好滿足車道數(shù)較多方向的車流，而車道數(shù)少的一側(cè)發(fā)生擁堵時，有必要對車道分配動態(tài)變更，以便照顧雙向車流。

(2) 流向條件與通行能力條件。重交通方向在使用變向車道后，輕交通方向的通行能力依然能滿足交通量的需求。根據(jù)該原則，雙向4車道的路段設(shè)置可逆車道后，重交通流方向3車道，輕方向1車道，因而方向分布系數(shù)需大于kd≥3/4；同理，雙向6車道路段設(shè)置可逆車道，kd≥2/3。

(3) 起止點條件?？赡孳嚨榔鹬裹c前后通行能力需匹配。通行能力的匹配包括2個協(xié)同：①設(shè)置可逆車道的區(qū)間路段與前后路段通行能力能夠匹配；②可逆車道臨近路口時的，應(yīng)在信號控制交叉口進(jìn)口道上相應(yīng)地增加進(jìn)口道的車道數(shù)。

上述條件僅是選址的排查方法，實施前還需進(jìn)行深化設(shè)計，考慮工程實施的可行性。

3　廣州市解放北高架橋可逆車道實施案例

廣州目前已在3個路段正式實施可逆車道:科韻路華觀路口潮汐車道，人民橋及解放北高架橋動態(tài)管控車道。由于潮汐車道在諸多的文獻(xiàn)資料中已深入研究，所以本文以解放北高架橋為例，分析奇數(shù)車道的擁堵道段實施可逆車道的必要性和運(yùn)行管控辦法。

3.1解放北高架橋周邊交通組織及運(yùn)行狀況

解放北高架(南越王墓段)橫跨東風(fēng)路，南起迎賓路商業(yè)街，北至西漢南越王博物館，橋面全長約800 m，橋上雙向3車道，南往北2車道，北往南1車道。南越王墓段北往南為交通擁堵常發(fā)路段，等待上橋的車流往往因排隊長度過長，堵塞流花路解放北路口，直接影響南往西的車流通行，間接影響了解放北南往北及東風(fēng)路的車流，見圖1。

圖1　解放北高架橋周邊交通組織示意圖

3.2實施可逆車道的可行性分析

通過4個工作日的交通流量調(diào)查，解放北高架橋交通流特征較為明顯(見圖2)，白天南往北方向流量整體呈“馬鞍形”分布，早、晚高峰特征較為明顯；北往南的車流量變化較為平穩(wěn)，全天飽和運(yùn)行，無波峰波谷特征，12 h交通壓力持續(xù)較高，實際交通量與道路通行能力比即飽和度接近1。

圖2　解放北高架12 h流量變化圖

受車道分配的影響，南往北車流持續(xù)為重方向，方向分布系數(shù)約為0.6，無交通壓力反向的情況(見表2)，因而不存在潮汐現(xiàn)象。如果按傳統(tǒng)的車道劃分及潮汐車道的研究方法，將對該處擁堵點作出維持原狀的判定。但對比雙向的飽和度，南往北方向通行能力仍有富余，且平峰時段余量較大。對該路段實施可逆車道，將南往北富余通行能力適時調(diào)配給北往南車流使用，將大大緩解北往南的交通壓力。而且高架兩端進(jìn)出口距離交叉路口或信號燈控路口較遠(yuǎn)，為動態(tài)調(diào)控提供了一定的空間。車道變更行駛方向后，通行能力也能與相銜接的路段路口匹配，因而具備較好的車道變更條件。

表2　雙向車道飽和度情況表

注：通行能力以每車道1 400 pcu/h估算。

此外，還需充分考慮實施可逆車道帶來的風(fēng)險。實施可逆車道將削減南往北的通行能力，如果調(diào)配不當(dāng)，將引發(fā)橋南的車流排隊交織，產(chǎn)生新的擁堵問題。因此，有效的管控成為影響該處可逆車道運(yùn)行效果的關(guān)鍵性因素。

3.3解放北高架橋可逆車道的實施方案及效果

解放北高架橋可逆車道設(shè)施設(shè)置參照潮汐車道的做法[7]，橋面中間車道設(shè)為可變車道，雙黃虛線標(biāo)識，地面施劃“可變車道”告示字樣。通行采用雙面可控分車道信號燈控制，每隔200 m設(shè)置一組門架式信號燈(見圖3)，正對車道。同時，在可逆車道兩端提前設(shè)置預(yù)告標(biāo)志和LED可變情報板(見圖4)，使駕駛員提前掌握車道的開放及封閉情況，避免選錯行車道而引發(fā)的安全問題。

圖3　門架式分車道信號燈

圖4　 LED預(yù)告標(biāo)志

針對解放北高架早晚高峰南往北交通需求度較大，平峰通行能力富余較多的特點，目前該處的行車方向早晚高峰南往北2車道通行，平峰期中間車道采用非對稱交替放法，由控制中心通過監(jiān)控橋兩端的交通狀況，根據(jù)實際的交通需求，每間隔10～20 min適時切換方向，南往北放行時間較長，北往南相對較短。經(jīng)實測，中央車道清空時間持續(xù)約2～3 min，清空、轉(zhuǎn)換效率較高，為雙向交替放行提供了可操作條件?？赡孳嚨辣蓖贤ㄐ袝r，上游信號燈進(jìn)行干線協(xié)調(diào)控制[8]，使北往南的車流快速到達(dá)，提高可逆車道的使用效能。

解放北高架實施可逆車道主要是為了解決北往南車流持續(xù)積壓，而平峰期橋面通行能力利用不足的問題。因而該處的實施效果評估重點關(guān)注2個指標(biāo)，即橋面通行效率與橋兩端排隊長度。

表3為實施前后的關(guān)鍵評價指示對比，平峰時段中央車道利用交替通行的方式實施可變車道后，高架橋雙向總流量增長明顯，08：30～09：30時段期間雙向車流增長約400 pcu，增幅達(dá)到13%，高架橋上斷面平均飽和度由0.76上升到0.86，道路資源得到了充分的利用?？赡孳嚨辣蓖戏判袝r，路口至南越王古墓上橋處北往南車流可以在10 min左右清空，使得橋北的交通壓力得到有效地緩解，車流排隊現(xiàn)象基本消除。之后中間車道再進(jìn)行行駛方向反向。在此期間，南橋頭車流會出現(xiàn)短暫的積聚，最大排隊長度約為70 m。但由于采用非對稱交替放行法，中間車道變更為南往北方向后，橋南積聚車流再逐漸消散，使得可逆車道對南往北通行影響整體可控。

表3　可逆車道實施前后效果對比(08:30～09:30)

4　結(jié)語

可逆車道運(yùn)用于潮汐車流和奇數(shù)車道擁堵路段的交通疏解被證明是一種行之有效的手段。總結(jié)可逆車道的選址方法及管理經(jīng)驗，可提高可逆車道推廣應(yīng)用的成功率，廣州的實踐經(jīng)驗可為其他城市提供借鑒。

此外，我國對可逆車道應(yīng)用仍局限于城市道路，而且應(yīng)用于大規(guī)模人群遷徙和疏散方面(如春運(yùn))的研究尚屬空白。深化可逆車道研究，擴(kuò)展應(yīng)用范圍，應(yīng)是可逆車道的未來發(fā)展方向。

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Practical Experiences and Case study of Reversible Lane in Guangzhou

LuoQiang,ChenTiande,LeiYang

(Guangzhou Institute of Traffic Management Science and Technology， Guangzhou 510000， China)

Abstract： Reversible lane is one of the effective methods to regulate road capacity. However, the application to China is still in the exploratory stage. To promote the use of reversible lane, it's highly important to summarize the setting conditions, facility requirements and operation management experiences. Guangzhou has actively practiced the approach and accumulated valuable experiences in dynamic management and control, using the techniques of asymmetric alternating release and arterial coordinated control in Jiefangbei Viaduct. It verifies the effectiveness to apply reversible lane to relieve the traffic congestion where the number of lanes is odd.

Key words: reversible lane; setting conditions; asymmetric alternating release; arterial coordinated control; dynamic management and control

收稿日期：2015-03-17

Study on the Feasibility of Improving Traffic
Jam in Weaving Section by Adding Lanes

ChenLilin,LongJiayan

(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Abstract：For the problem of traffic jams in the short-weaving section, on the basis of discussing the styles of adding lanes and the functions of the lanes, the causes of traffic jam has been determined by supply and demand analysis. With a focus on the imbalance between supply and demand of weaving traffic flow, the lane-changing behavior has been analyzed thoroughly from the microscopic point of view. According to the shortest distance for weaving vehicles to change lanes, the shortest length (26m) of weaving section which is needed for adding diverging lanes has been calculated. The capacity of weaving lanes with diverging lanes has been determined by simulation with VISSIM software, which has been taken to compare with the weaving traffic demand to verify the feasibility.

Key words:traffic engineering; feasibility; supply and demand analysis; weaving section; capacity; weaving lanes

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.047