提高武漢市環(huán)線平交路口通行能力交通設(shè)計(jì)技術(shù)研究＊

杜育剛 王 富

（1.長(zhǎng)治市通明公路勘察設(shè)計(jì)有限公司 長(zhǎng)治 046011；2.武漢工程大學(xué)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院 武漢 430073）

1 交通流參數(shù)采集

交通量是交通流最重要的參數(shù)之一。道路交叉口交通量指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)交叉口各入口引道的車輛數(shù)之和。在對(duì)武漢市環(huán)線主要平面交叉口交通量調(diào)查中，選取7個(gè)最具代表性的平面交叉口作為調(diào)查對(duì)象，以5min作為計(jì)數(shù)間隔，調(diào)查得到以5min為時(shí)間尺度的分車型的平面轉(zhuǎn)向交通量（不包括高架和下穿通道流量）。車頭時(shí)距是衡量交叉口通行能力的重要參數(shù)，以往該數(shù)據(jù)較難測(cè)定，本次采用 Hi－pro MTC－10多功能交通調(diào)查儀對(duì)其進(jìn)行了準(zhǔn)確測(cè)定。

2 交通流特性分析

2.1 交通量空間分布特性

根據(jù)處理后的交通量調(diào)查數(shù)據(jù)，可以得出各個(gè)交叉口的高峰小時(shí)交通量，將其繪成高峰小時(shí)交通量柱狀圖，得到交叉口交通量的空間分布圖，見(jiàn)圖1。

圖1 交通流空間分布特性圖

由圖1可見(jiàn)，中南路-武珞路交叉口平面交通量最大，交通量已經(jīng)達(dá)到了10 123輛／h。該交叉口位于武漢市中南商業(yè)圈，附近有傅家坡客運(yùn)站以及洪山公園，此處為重要的交通吸引區(qū)。而徐東大街－友誼大道的交通量也達(dá)到了9 086輛／h。這個(gè)交叉口是長(zhǎng)江二橋的出入口，是武昌和漢口的最重要的直接通道之一，且此處位于徐東商圈，吸引了大量的交通量。這2個(gè)交叉口在高峰小時(shí)里出現(xiàn)二次排隊(duì)。高峰小時(shí)交通量最少的交叉口是位于漢陽(yáng)的鸚鵡大道－漢陽(yáng)大道交叉口，其交通量也達(dá)到了5 393.5輛／h。

除此之外，其他主要交叉口的交通量分別如下：漢陽(yáng)大道－龍陽(yáng)大道5 726輛／h，解放大道－新華路6 818輛／h，常青路－發(fā)展大道7 581輛／h，新華路－建設(shè)大道6 212輛／h。這些交叉口也在高峰時(shí)期出現(xiàn)了不同程度的堵塞現(xiàn)象，需要采取合理措施疏導(dǎo)以提高交叉口的通行能力。

2.2 交通流穩(wěn)定性分析

為了了解各個(gè)交叉口的交通流的穩(wěn)定性，在這里引入高峰小時(shí)系數(shù)PHF15用以評(píng)價(jià)高峰小時(shí)內(nèi)流量的變化狀況。

各個(gè)交叉口高峰小時(shí)交通量，15min最高交通量以及PHF15見(jiàn)表1。

表1 各交叉口PHF15表

由表1可見(jiàn)，PHF15在0.70～0.98之間，表明各交叉口交通流都比較穩(wěn)定。漢陽(yáng)大道－龍陽(yáng)大道的PHF15最大，表明此交叉口的波動(dòng)最小。PHF15最小的是常青路－發(fā)展大道，表明該交叉口與其他交叉口相比交通流有小幅波動(dòng)。

2.3 交叉口流量流向分析

平面交叉口各入口存在3個(gè)不同方向的車流：左轉(zhuǎn)車流、直行車流和右轉(zhuǎn)車流［1］。其中，左轉(zhuǎn)車流不僅是產(chǎn)生沖突點(diǎn)的主要因素，而且也給對(duì)向直行車流的通行造成很大的影響［2］。由于左轉(zhuǎn)車流的影響，交叉口通行效率下降，延誤時(shí)間長(zhǎng)，車輛排隊(duì)造成交通阻塞，廢氣排放加劇，所以無(wú)論是保證交通安全還是提高交叉口的通行能力，組織好左轉(zhuǎn)車流是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。因此，有必要針對(duì)轉(zhuǎn)向車流，尤其是左轉(zhuǎn)車流的交通特性加以分析。以新華路－建設(shè)大道交叉口為例作出分析，見(jiàn)圖2。

圖2 新華路－建設(shè)大道交通流向分布圖（單位：pcu／h）

根據(jù)圖2中的數(shù)據(jù)，直行交通量占總交通量64%，左轉(zhuǎn)為14%，是各交叉口中左轉(zhuǎn)車比例最小的交叉口，而其直行車比例較高，應(yīng)該在交叉口管理中給予直行車輛足夠的重視。同時(shí)需要對(duì)左轉(zhuǎn)車流進(jìn)行合理的疏導(dǎo)，以達(dá)到減少?zèng)_突點(diǎn)，提高通行能力的目的。

從調(diào)查數(shù)據(jù)可以得知：漢陽(yáng)大道－龍陽(yáng)大道、徐東大街－友誼大道、解放大道－新華路、中南路－武珞路、鸚鵡大道－漢陽(yáng)大道、漢陽(yáng)大道－龍陽(yáng)大道交叉口的左轉(zhuǎn)車流占總交通流的百分比都為25%左右。以上交叉口的左轉(zhuǎn)車流對(duì)交叉口的影響較大，限制了交叉口的通過(guò)能力和服務(wù)水平，需要采取措施予以疏導(dǎo)。

常青路－發(fā)展大道左轉(zhuǎn)車流占總交通流的百分比為15%，新華路－建設(shè)大道左轉(zhuǎn)車流占總交通流的百分比為14%。常青路－發(fā)展大道從南到北實(shí)行了限制左轉(zhuǎn)的交通管理措施，并進(jìn)行了合理的分流，減少了交叉口的沖突點(diǎn)。其他具備條件的交叉口可以仿效其做法，以達(dá)到減少交叉口的沖突點(diǎn)，提高交叉口通行能力的目的。

2.4 車頭時(shí)距分析

車頭時(shí)距是求解通行能力的必要參數(shù)，在交通工程有重要應(yīng)用［3］。如圖3，綠燈開(kāi)啟以后，交叉口車頭時(shí)距逐漸趨于穩(wěn)定。

圖3 左轉(zhuǎn)車頭時(shí)距折線分布圖

由圖3可見(jiàn)，第3輛車以后的車基本已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定，因此取第3輛車以后的穩(wěn)定車頭時(shí)距作為飽和車頭時(shí)距。將各個(gè)交叉口的飽和車頭時(shí)距求出，然后相加并平均，求出平均飽和車頭時(shí)距。在本次調(diào)查中共得到車頭時(shí)距樣本85 413個(gè)，從總樣本數(shù)據(jù)中篩選出適合的有效飽和時(shí)距數(shù)據(jù)3 268個(gè)。最后經(jīng)計(jì)算得到交叉口各流向平均飽和車頭時(shí)距為：左轉(zhuǎn)2.24s，直行2.15s，右轉(zhuǎn)2.27s。這些數(shù)據(jù)是根據(jù)大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的，對(duì)于武漢市其他交叉口的通行能力具有代表性意義，并且可為我國(guó)其他城市交叉口通行能力計(jì)算提供參考。

3 交叉口通行能力改善技術(shù)

（1）設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)。左轉(zhuǎn)待行區(qū)設(shè)在左轉(zhuǎn)專用車道前端，伸入交叉口內(nèi)部，伸入長(zhǎng)度應(yīng)保證在此范圍內(nèi)待行的左轉(zhuǎn)車輛不與對(duì)向直行車流發(fā)生沖突，當(dāng)本向直行綠燈亮?xí)r，同一進(jìn)口的左轉(zhuǎn)彎車輛隨直行車輛運(yùn)行至路口內(nèi)的1條或多條等待區(qū)車道中，待左轉(zhuǎn)綠燈亮?xí)r再很快通過(guò)交叉口［4］。左轉(zhuǎn)相位終止時(shí)，禁止車輛在左轉(zhuǎn)待行區(qū)內(nèi)停留，同時(shí)見(jiàn)圖4，左轉(zhuǎn)等待區(qū)必須設(shè)置在對(duì)向內(nèi)側(cè)直行車道的外側(cè)，以免妨礙對(duì)向直行車輛通過(guò)路口。在整個(gè)過(guò)程中，無(wú)需增加信號(hào)時(shí)間和左轉(zhuǎn)進(jìn)口車道數(shù)，卻可以提高左轉(zhuǎn)車道的通行能力。這樣達(dá)到了用空間換時(shí)間的目的，既可以充分利用交叉口的路口區(qū)域，又能減少左轉(zhuǎn)相位的時(shí)間，進(jìn)而提高整個(gè)交叉口的服務(wù)水平。

圖4 左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車等待區(qū)設(shè)置示意圖

（2）左轉(zhuǎn)車輛遠(yuǎn)引。遠(yuǎn)引平面交叉口就是著眼于減小交叉口直行車輛延誤、減少交叉口沖突點(diǎn)而采用物理設(shè)施分離交叉口車流的交通管理措施。針對(duì)交叉口直行與轉(zhuǎn)彎車輛采用了獨(dú)特的渠化方式，遠(yuǎn)引左轉(zhuǎn)平面交叉口主要包括U形回轉(zhuǎn)交叉口、蝴蝶領(lǐng)結(jié)型交叉口。

（3）設(shè)置直行待行區(qū)。從左轉(zhuǎn)待行區(qū)的設(shè)置中得到提示，可以充分利用交叉口的空閑區(qū)域來(lái)組織交通。由于受交通信號(hào)的控制，通過(guò)交叉口的車輛往往為某1個(gè)方向或者2個(gè)方向的車流。特別只有1個(gè)方向的車流時(shí)（如左轉(zhuǎn)專用相位）交叉口的空閑區(qū)域被浪費(fèi)了。為此，可以考慮通過(guò)設(shè)置直行待行區(qū)和二次停車線的方式將車流引入平面交叉口內(nèi)，見(jiàn)圖5，間接認(rèn)為車輛正在通過(guò)平面交叉口，以增加平面交叉口的通行能力。

圖5 直行待行區(qū)示意圖

（4）右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車提前右轉(zhuǎn)。如圖6所示，即通過(guò)在渠化區(qū)附近的非機(jī)動(dòng)車道上設(shè)立交織區(qū)，允許右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車在交織區(qū)內(nèi)尋找非機(jī)動(dòng)車流的可穿越間隙，穿越非機(jī)動(dòng)車流進(jìn)入渠化開(kāi)辟的右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車道，從而通過(guò)交叉口。一些城市試用了右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車提前右轉(zhuǎn)的組織方式，從一定程度上緩解了交叉口內(nèi)的交通擁擠，提高通行能力。

圖6 右轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車提前右轉(zhuǎn)方式示意圖

4 案例應(yīng)用

以武漢市武珞路－中南路交叉口和徐東大街－友誼大道交叉口為例進(jìn)行案例應(yīng)用。

（1）武珞路－中南路交叉口方案設(shè)計(jì)

①東進(jìn)口。4條直行車道，1條直右車道，同時(shí)在停車線前設(shè)置了直行待行區(qū)。

②西進(jìn)口。3條直行車道，3條左轉(zhuǎn)車道，并在停車線前設(shè)置了左轉(zhuǎn)待行區(qū)。

③北進(jìn)口。3條左轉(zhuǎn)車道，1條右轉(zhuǎn)車道，并在停車線前設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)。

武珞路－中南路交叉口待行區(qū)設(shè)置見(jiàn)圖7。

圖7 武珞路－中南路交叉口待行區(qū)設(shè)置效果圖

（2）徐東大街－友誼大道交叉口方案設(shè)計(jì)。徐東大街－友誼大道交叉口是武漢市典型的交通量大、問(wèn)題多的交叉口，連接著長(zhǎng)江二橋徐東大街和友誼大道2條主干道。

考慮到南進(jìn)口道方向有4.2m寬的中央分隔帶，為了充分利用好分隔帶，將南進(jìn)口道的左轉(zhuǎn)遠(yuǎn)引設(shè)置為U型遠(yuǎn)引；而北進(jìn)口道沒(méi)有分隔帶，但是具有一定的拓寬空間，將北進(jìn)口道的左轉(zhuǎn)遠(yuǎn)引設(shè)置為蝴蝶領(lǐng)結(jié)型遠(yuǎn)引。同時(shí)由于南進(jìn)口道修建了地下通道，路面上禁止行人通行，因此將南進(jìn)口道處的停車線前移12m和10m，東西進(jìn)口道的左轉(zhuǎn)設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)，具體布置見(jiàn)圖8。

圖8 遠(yuǎn)引交叉口布局示意效果圖

5 結(jié)語(yǔ)

交通流特性分析是進(jìn)行交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理和理論研究的基礎(chǔ)。本文根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)武漢市內(nèi)主要信號(hào)平面交叉口的交通流特性進(jìn)行了分析研究，得到了武漢市平面交叉口交通流運(yùn)行規(guī)律，提出了通行能力改善技術(shù)措施，并進(jìn)行了案例應(yīng)用，為武漢市平面交叉口建設(shè)和管理提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)，同時(shí)也可為其他城市平面交叉口的建設(shè)和管理提供借鑒。

［1］陳寬民，羅志忠.平面交叉口左轉(zhuǎn)車流的特性分析及對(duì)策研究［J］.公路交通技術(shù)，2006（2）：114－118.

［2］羅 霞，杜進(jìn)有，陳應(yīng)文.混合車流交通流特性分析［J］.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（3）：297－300.

［3］景 鵬，孟祥海.城市道路車輛分類及折算系數(shù)研究［J］.城市交通，2006（2）：61－63.

［4］郭富平，賈志絢，常爭(zhēng)艷.信號(hào)交叉口交通流特性及延誤研究［J］山西交通科技，2005（3）：77－79.