城市道路交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)

雷馥鳴

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司）

1 引言

城市道路的各個(gè)交叉口成為現(xiàn)代城市道路網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)。因此，如何促進(jìn)車輛和行人快速、方便地通過(guò)交叉口，也是提高城市交通系統(tǒng)運(yùn)行效果的關(guān)鍵。交叉口是整個(gè)道路系統(tǒng)的重要組成部分，是整個(gè)道路交通的咽喉。然而，目前交叉口仍存在行車速度慢、事故率高、交通阻塞甚至擁堵等缺陷。因此，如何提高公共交通組織設(shè)計(jì)和管理水平，是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一大難點(diǎn)。

2 城市道路交通組織設(shè)計(jì)的重要性

城市道路交通組織設(shè)計(jì)運(yùn)用交通項(xiàng)目管理技術(shù)和信息管理方法，對(duì)各區(qū)域道路交通狀況進(jìn)行系統(tǒng)研究和分析；根據(jù)道路功能，組織、協(xié)調(diào)、疏導(dǎo)道路交通流，平衡各類道路交通流，基本協(xié)調(diào)各類道路通行能力和交通流，緩解各類道路交通供需矛盾。傳統(tǒng)的道路工程設(shè)計(jì)對(duì)道路工程質(zhì)量的影響是不夠的[1]。因此，當(dāng)我國(guó)已建成的道路出現(xiàn)交通擁堵或交通安全隱患時(shí)，交通管理部門(mén)只能多做“疏通”監(jiān)督管理，不能從根本上消除和解決常見(jiàn)的交通問(wèn)題。事實(shí)上，在道路的實(shí)施和使用中，由于各種道路的使用環(huán)境條件，吸引了各種車輛和交通流，對(duì)道路交通流的需求也有很大不同。特別是在中心城區(qū)道路改擴(kuò)建中，如果高速公路項(xiàng)目沒(méi)有做好交通組織規(guī)劃，當(dāng)高速公路建成后出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，很難采取拓寬改造，這不僅會(huì)對(duì)整個(gè)城市的交通系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而且還存在重復(fù)建設(shè)、浪費(fèi)資金等問(wèn)題。交通組織設(shè)計(jì)方法不同于“交通工程設(shè)計(jì)”和“交通設(shè)施設(shè)計(jì)”。它被認(rèn)為是近年來(lái)提出的一種能夠提高城市交通和交通運(yùn)行效率的“交通設(shè)計(jì)”。

3 城市道路交通組織設(shè)計(jì)的目的

道路交通的組織和設(shè)計(jì)目的主要是使車輛在整個(gè)科學(xué)區(qū)的公共交通網(wǎng)絡(luò)上更加安全有序地行駛，從而盡可能減少和節(jié)約道路資源，盡可能縮短車輛的整體行駛時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)研究區(qū)公共交通的良性發(fā)展。理想的交通團(tuán)隊(duì)包括城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、道路項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)和交通管理方面的知識(shí)[2]。自道路規(guī)劃實(shí)施以來(lái)，道路交通項(xiàng)目的組織設(shè)計(jì)研究成果一直貫穿于城市規(guī)劃、道路方案設(shè)計(jì)、初步規(guī)劃、施工圖設(shè)計(jì)、道路交通項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)、道路交通管理等各個(gè)環(huán)節(jié)。它為道路設(shè)計(jì)師提供交叉口的形式、道路入口和出口的布局、單向和雙向交通、交通標(biāo)志的設(shè)置、交通安全管理以及根據(jù)道路分類的各種交通單元選擇建筑物開(kāi)口。按照道路交通工程組織研究成果的要求建設(shè)和管理道路，使交通物流更加均衡，合理充分利用道路資源，避免道路資源的消耗和浪費(fèi)，避免道路資源嚴(yán)重短缺和交通擁堵。

4 道路交叉口的交通組織設(shè)計(jì)

在對(duì)路網(wǎng)中各個(gè)交通方向組織設(shè)計(jì)完成之后，應(yīng)進(jìn)一步研究分析各個(gè)路網(wǎng)中相鄰方向的交通組織，對(duì)相應(yīng)路網(wǎng)的各個(gè)方向進(jìn)行交通組織設(shè)計(jì)。交通組織設(shè)計(jì)是運(yùn)輸管理組織的基礎(chǔ)，也是上述所有工作目標(biāo)的最終實(shí)施點(diǎn)[3]。交叉口軌道交通的組織設(shè)計(jì)應(yīng)遵循保證主干道路暢通、主干道與其他重點(diǎn)城市暢通銜接的基本原則，充分考慮周邊城市道路的交通條件；根據(jù)交通量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、交叉口規(guī)劃形式、水平路面規(guī)劃寬度等，根據(jù)交叉口與路段相互協(xié)調(diào)的原則，對(duì)交叉口路段進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)對(duì)信號(hào)的定期試算，驗(yàn)證了信道化方案的有效性。交叉口拓寬的設(shè)計(jì)要求應(yīng)更加注重提高車輛通行能力，有利于維護(hù)和改善道路交通秩序，保證整個(gè)道路和項(xiàng)目社區(qū)公共路網(wǎng)的交通安全與暢通。同時(shí)，應(yīng)盡量避免交叉口面積過(guò)大，避免車輛在交叉口因過(guò)寬而行駛過(guò)遠(yuǎn)的情況。

在合理確定各進(jìn)站車道位置時(shí)，應(yīng)充分考慮各進(jìn)站車道位置數(shù)與路段位置數(shù)的相互匹配。在進(jìn)站信號(hào)單獨(dú)匹配的情況下，各進(jìn)站車道與路段之間的交通速度控制能力應(yīng)均衡，避免資源浪費(fèi)或交通擁堵。根據(jù)流向預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)確定車道功能劃分，提高主干道通行能力。

5 城市道路交叉口存在的問(wèn)題

5.1 交通信號(hào)控制形式太過(guò)單一

目前，一些大型城市道路交叉口設(shè)置的交通信號(hào)控制模式過(guò)于簡(jiǎn)單。許多交叉口僅采用兩相信號(hào)控制的形式實(shí)現(xiàn)交通指揮，導(dǎo)致相應(yīng)的左轉(zhuǎn)直行交叉口與相應(yīng)的左轉(zhuǎn)直行交叉口之間的左轉(zhuǎn)直行矛盾，大大降低了交叉口的平順性。同時(shí)，當(dāng)交叉口上方車輛和行人較多時(shí)，沒(méi)有特定的信號(hào)對(duì)專用車輛進(jìn)行相位控制，造成右轉(zhuǎn)車輛和行人之間的矛盾，嚴(yán)重影響道路交通效率，存在一定安全隱患。

5.2 過(guò)街設(shè)置存在問(wèn)題

交叉口的規(guī)劃與設(shè)置是我國(guó)城市道路交叉口規(guī)劃中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，尤其是交叉口連接的相應(yīng)非機(jī)動(dòng)車道。交叉口設(shè)置不合理，容易造成安全事故。在交叉口設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意交叉口的設(shè)置，避免非機(jī)動(dòng)車對(duì)機(jī)動(dòng)車的干擾，影響道路安全。

5.3 交叉口存在結(jié)構(gòu)性問(wèn)題

一方面，由于城市用地、地形等硬因素的制約，交叉口的幾何結(jié)構(gòu)具有先天性的約束，影響了道路設(shè)計(jì)的合理性。另一方面，交叉點(diǎn)處的兩條道路之間坡度不匹配，會(huì)影響道路的平滑度。此外，出入口位置對(duì)應(yīng)的人行車道數(shù)量不完全匹配，難以正確合理配置道路交通信息資源，導(dǎo)致道路交通困難。

5.4 城市交通擁擠問(wèn)題

城市交通是城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活的文化生命線。它是衡量一個(gè)城市社會(huì)文明演進(jìn)和進(jìn)步的標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快和機(jī)動(dòng)車數(shù)量的迅速擴(kuò)大，交通需求特別是道路交通需求急劇增加[4]。為了充分滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的交通需求，近年來(lái)，城市交通和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資不斷提高，速度不斷加快，取得了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步。但是，城市交通擁堵、混亂、事故頻發(fā)、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題依然十分突出。由于城市道路交通供需不平衡，城市道路交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重，導(dǎo)致人們出行周期延長(zhǎng)，城市環(huán)境污染加劇。

6 城市道路交叉口交通組織優(yōu)化方法

6.1 加強(qiáng)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，規(guī)劃建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)城市道路交通體系，發(fā)展智能交通

①要大力發(fā)展平交道口交通渠化，盡可能提高交叉口交通的速度和潛力。

②挖掘次干道和中小型街道的交通潛力，為主要干道提供快速改道。

③進(jìn)一步規(guī)范和完善交通管理配套設(shè)施建設(shè)，有效引導(dǎo)交通運(yùn)輸業(yè)的正確方向。

④創(chuàng)造條件，加快發(fā)展智能交通。

⑤合理布局，加強(qiáng)停車場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)。

6.2 路口放行方法設(shè)計(jì)

道路交叉口凈空處理方法是指機(jī)動(dòng)車道路交叉口凈空處理方法與非機(jī)動(dòng)車道路交叉口凈空處理方法的結(jié)合。近年來(lái)，在城市道路交通管理的實(shí)踐中，我國(guó)許多大中城市根據(jù)自身道路交通管理的特點(diǎn)，對(duì)交叉口機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車等行人的具體情況和要求進(jìn)行了綜合考慮，對(duì)其釋放方式進(jìn)行了深入實(shí)踐和探索，并形成了以下四種模式：分時(shí)釋放方式，即非機(jī)動(dòng)車根據(jù)行人需要分階段釋放；分離式空間排放法，即各類非機(jī)動(dòng)車分階段排放或三級(jí)地下車輛排放；分為時(shí)空釋放模式，即非機(jī)動(dòng)車非駕駛差異化時(shí)空釋放模式和綜合釋放模式。需要注意的是，在一個(gè)城市，最好只設(shè)計(jì)一種分布式發(fā)布方法，不允許超過(guò)兩種。如果在交叉口處設(shè)置多種牽引車道，道路上的使用者將不知所措，將不可避免地導(dǎo)致交通混亂。

6.3 交叉口渠化設(shè)計(jì)

交叉口渠化是指在同一平面上對(duì)各種交通流進(jìn)行物理分離，使不同車速的交叉口交通流按分割的路徑相互不干擾。渠化管理是優(yōu)化運(yùn)輸組織管理的重要方法和手段。渠化的主要目標(biāo)是規(guī)范汽車駕駛，減少與交通的沖突，保護(hù)行人和自行車等慢行車輛。交叉口渠化設(shè)計(jì)的功能是明確不同交通流的時(shí)間和空間，并擁有通行權(quán)。關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制相應(yīng)沖突點(diǎn)的位置，做到“寸土寸金”，盡量減少相應(yīng)沖突點(diǎn)的數(shù)量或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為相互交織的沖突點(diǎn)，提高交叉口的通行能力。常用的渠化方法包括交通島、隔離橋、交通標(biāo)志、地面標(biāo)線、高速公路區(qū)域劃分、交叉口加寬等。

6.4 電子監(jiān)控的設(shè)計(jì)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常用于引導(dǎo)交通，減少交通事故，確保行車安全。所以必須設(shè)置在主要路口、重要單位大門(mén)、車流大而快的城市道路、交通事故易發(fā)路段和違法活動(dòng)集中路段。監(jiān)測(cè)范圍應(yīng)保持暢通，夜間應(yīng)有照明設(shè)施。事實(shí)上，城市交通是有規(guī)律的。一般街道或低流量街道的交通流量占主要交叉口或高流量交叉口的很大比例。因此，首先控制一般或小車流交叉口，則能控制主交叉口和大車流交叉口。

6.5 優(yōu)化方案仿真及評(píng)價(jià)

由于信號(hào)交叉口交通方式的組織優(yōu)化涉及道路的物理改造（如交叉口加寬、交通島、隔離墩、渠化地面標(biāo)線等），一旦調(diào)整，很難在短時(shí)間內(nèi)完全恢復(fù)。此外，交叉口的連續(xù)功能決定了該優(yōu)化方案一旦不切實(shí)際，勢(shì)必嚴(yán)重影響整個(gè)路段及其周邊路網(wǎng)，造成交通擁堵。因此，建議在技術(shù)條件允許的情況下，在優(yōu)化方案實(shí)施前，最好采用模擬方法對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行測(cè)試，確認(rèn)方案在實(shí)施前是否可行，以避免對(duì)道路交通及其周邊路網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，交通仿真自出現(xiàn)以來(lái)就得到了廣泛重視和推廣。目前，世界上有許多成熟的軌道交通仿真軟件。交叉口仿真系統(tǒng)屬于微觀仿真，廣泛應(yīng)用于城市交通區(qū)域優(yōu)化交通行為評(píng)價(jià)、輕軌系統(tǒng)融入城市道路網(wǎng)的可行性研究與分析、公共交通和輕軌車站的總體規(guī)劃能力與效果評(píng)價(jià)，也可用于公交專用道等相關(guān)優(yōu)先政策的分析。

7 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)當(dāng)前的城市化進(jìn)程中，城市公交道路上的機(jī)動(dòng)車數(shù)量和載客總量急劇增加，這給當(dāng)前的城市公交道路造成嚴(yán)峻考驗(yàn)。更好的城市交通系統(tǒng)反映了社會(huì)發(fā)展水平，能夠進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，加強(qiáng)城市道路管理是必要的。城市道路交叉口作為城市道路網(wǎng)的重要組成部分，其位置和設(shè)計(jì)必須與之有機(jī)對(duì)應(yīng)，其合理性也直接決定著道路的平整度和行車安全。為全面提高道路設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，有關(guān)部門(mén)應(yīng)充分結(jié)合城市道路的實(shí)際情況，優(yōu)化城市道路交叉口的交通組織方式，確保城市道路交通有序進(jìn)行。