舊城區(qū)復(fù)雜道路交叉口改造交通詳細(xì)設(shè)計方法研究

丁 磊，田曉楠，于 淼

（天津市公安交通管理局，天津市 300051）

0 引言

交叉口作為城市道路相互交匯的節(jié)點(diǎn)，承載著大量轉(zhuǎn)向、匯集、疏散的車流與人流，是整個城市道路交通系統(tǒng)的咽喉，其設(shè)計及組織管理的合理性直接影響著道路及整體路網(wǎng)的運(yùn)行效率。相比于一般的規(guī)則交叉口，舊城區(qū)中由于規(guī)劃設(shè)計不當(dāng)以及用地條件受限等因素而形成的多路平面交叉口幾何形狀更為復(fù)雜，不同流向及交通方式之間的干擾更為嚴(yán)重，所表現(xiàn)出的交通問題也更為突出，往往成為城市路網(wǎng)中的“秩序亂點(diǎn)、交通堵點(diǎn)、事故黑點(diǎn)”[1]。因此，如何針對這些復(fù)雜道路交叉口進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計就成為了城市改造工作中的一項重點(diǎn)。

近年來，伴隨著我國城市機(jī)動化水平的快速提高，城市道路中的交通問題日益凸顯。一些國內(nèi)學(xué)者針對復(fù)雜交叉口在渠化設(shè)計、信號控制、組織管理等多方面展開了專項研究[2-4]。本文結(jié)合天津市南京路-新華路交叉口的改造工程實例，對復(fù)雜交叉口治理的流程及措施進(jìn)行了深入探索，給出了詳細(xì)的設(shè)計方案，為同類型城市復(fù)雜交叉口的改造優(yōu)化實踐工作提供一定參考。

1 舊城區(qū)復(fù)雜交叉口特征分析

1.1 交通流及構(gòu)成

與一般交叉口相比，舊城區(qū)復(fù)雜交叉口的相交道路大多包含了城市中較為重要的干道，周邊聚集了休閑、醫(yī)療、教育等能帶來高強(qiáng)度交通需求的資源，因此此類交叉口所承載的交通量較大。與此同時，隨著相交道路數(shù)量的增多，此類交叉口內(nèi)部的交通流向更為復(fù)雜，進(jìn)出各條相交道路的機(jī)動車、非機(jī)動車與過街行人在此交匯，較普通交叉口產(chǎn)生了更多的交織與沖突點(diǎn)。以城市中較為常見的五路交叉口為例，其內(nèi)部沖突點(diǎn)的數(shù)量為50個，是普通四路交叉口的3倍，不僅不利于交通組織，還產(chǎn)生了嚴(yán)重的安全隱患。

1.2 幾何形狀的演變

依據(jù)幾何形狀可將道路交叉口劃分為規(guī)則交叉口與不規(guī)則交叉口兩大類。舊城區(qū)中的復(fù)雜交叉口屬于后者中的多路交叉口，即由5條或以上不同等級的道路交匯而成。個別相交道路交叉角度小，轉(zhuǎn)彎困難，視距在部分區(qū)域受限制[5]。為簡化此類交叉口的交通組織，減少交通沖突點(diǎn)的數(shù)量，一些復(fù)雜交叉口在中央設(shè)置了中心島，被改造成了車流單向行駛的環(huán)形交叉口。

1.3 周邊用地特征

舊城區(qū)復(fù)雜交叉口周邊往往分布了大量商業(yè)、公建性質(zhì)的用地，比如大連的中山廣場交叉口及天津的日報大廈交叉口。此外，由于此類交叉口大多位于舊城區(qū)中心，周邊還分布了大量高密度的居住用地，這些用地都是城市中十分重要的交通吸引源。正是其高峰時段所產(chǎn)生的大量到發(fā)性質(zhì)交通出行導(dǎo)致了交叉口甚至整個區(qū)域的擁堵[6]。

2 復(fù)雜交叉口改造思路

不同的復(fù)雜交叉口由于周邊用地性質(zhì)、幾何形狀以及相交道路等因素的差異，具體的優(yōu)化設(shè)計方法往往不盡相同，但其整體的工作思路及流程卻是基本一致的。

2.1 交通調(diào)查

交通調(diào)查是制定科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計方案的基礎(chǔ)，通過對舊城區(qū)復(fù)雜交叉口現(xiàn)狀情況進(jìn)行實地勘察，可掌握交叉口的基本參數(shù)與交通運(yùn)行規(guī)律，進(jìn)而為后續(xù)的問題分析提供依據(jù)。交叉口交通調(diào)查所需收集的信息和數(shù)據(jù)主要包括交叉口的區(qū)域位置、幾何參數(shù)、交通設(shè)施以及高峰時段各流向交通量等數(shù)據(jù)。

2.2 問題分析

此階段主要依據(jù)交通調(diào)查所收集到的數(shù)據(jù)對改造交叉口所存在的問題進(jìn)行分析，明確其所產(chǎn)生的原因。

2.3 優(yōu)化設(shè)計

本階段主要基于交通工程理論，針對改造交叉口的特征及存在問題提出設(shè)計方案。在復(fù)雜交叉口改造中效果較好的措施主要包括支路分離、渠化設(shè)計、信號配時優(yōu)化及單向交通組織等。其中，支路分離采用次要道路與鄰近干道提前交匯的工程措施來減少主交叉口道路的數(shù)量，將多路交叉口改造為兩個距離接近的組合交叉口。這種措施能從根本上改善此類交叉口的交通問題，但由于涉及道路線位調(diào)整，工程造價高，對周邊影響大，需謹(jǐn)慎選擇。渠化設(shè)計是城市道路交叉口改造過程中常用的一種措施，是指運(yùn)用交通標(biāo)志、標(biāo)線以及安全島等交通設(shè)施對各種交通流進(jìn)行分流和導(dǎo)向的設(shè)計方法，旨在通過規(guī)范各流向運(yùn)行的軌跡來減少相互之間的干擾。除了在空間上對交叉口路權(quán)分配進(jìn)行優(yōu)化外，還可通過信號控制將相互沖突的交通流在時間上進(jìn)行分離，進(jìn)而使其內(nèi)部的各股交通流能高效、有序地通行。此外，復(fù)雜交叉口改造還可結(jié)合舊城區(qū)高密度路網(wǎng)及小尺度的道路形態(tài)對其中低等級支路進(jìn)行單向交通組織，以簡化多路交叉口復(fù)雜的交通流向，減少沖突點(diǎn)。

在實際的交叉口改造工作中，需要結(jié)合交叉口的特征有針對性地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，盡可能做到“對癥下藥”：對于交通量接近甚至超過通行能力的過飽和交叉口，可通過區(qū)域路網(wǎng)對部分交通流進(jìn)行引導(dǎo)和分流，有條件進(jìn)行工程改造的交叉口可采用支路分離的工程措施；對于交通運(yùn)行秩序差的交叉口可采用渠化設(shè)計及信號配時優(yōu)化來減少沖突，提高通行效率；對于交通安全設(shè)施不完善的交叉口，可從完善相關(guān)交通安全設(shè)施的角度開展優(yōu)化，包括增加安全島、人行道、隔離護(hù)欄等。

2.4 方案比選

針對前一階段提出的多個優(yōu)化設(shè)計方案，基于交叉口的實際條件對其進(jìn)行全面、細(xì)致地比較與分析，統(tǒng)籌考慮各方案對整體區(qū)域路網(wǎng)及改造交叉口產(chǎn)生的影響，明確各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最后方案。

2.5 后評價分析

在復(fù)雜交叉口改造方案實施后，宜稍過一段時間（一般在3個月后）對其交通擁堵的改善情況進(jìn)行定量評價，調(diào)查的主要指標(biāo)選取能解決交叉口運(yùn)行效率的飽和度、延誤、排隊長度等[7]。

3 工程實例

3.1 交通概況

南京路-新華路交叉口地處天津市中心區(qū)域，不僅承載著較大的交通量，周邊還分布了學(xué)校、商場及寫字樓等交通產(chǎn)生與吸引點(diǎn)。該交叉口是一個典型的六路相交畸形交叉口，雖然近年來交管部門采取了包括單行、限制路口轉(zhuǎn)向等一系列交通組織措施，并取得了一定的效果，但伴隨著城市機(jī)動車保有量的不斷增加以及土地開發(fā)強(qiáng)度的加大，該交叉口在擁堵及安全方面的問題日益凸顯。

現(xiàn)狀該交叉口各相交道路的情況如下：

南京路東段——城市主干路，紅線寬60m，3幅路，雙向10車道，進(jìn)口道設(shè)有4條直行車道及1條右轉(zhuǎn)車道；

南京路西段——城市主干路，紅線寬60m，3幅路，雙向10車道，進(jìn)口道為4條直行車道；出口道為3條直行車道及3條左并車道；

成都道——城市次干路，紅線寬22.5m，單幅路，交通組織為單向駛出，設(shè)有3條機(jī)動車道及1條非機(jī)動車道；

泰安道——城市次干路，紅線寬22.5m，3幅路，雙向2車道，進(jìn)口道有1條直左車道；

新華路北段——城市主干路，紅線寬30m，3幅路，交通組織為單向駛?cè)?，設(shè)有3條機(jī)動車道；

新華路南段——城市次干路，紅線寬16m，單幅路，雙向2車道，進(jìn)口道設(shè)有1條右轉(zhuǎn)車道，機(jī)非混行。

該交叉口改造前的渠化方案如圖1所示。

圖1 南京路-新華路交叉口改造前方案渠化圖

交叉口現(xiàn)狀采用無信號控制，通過交通調(diào)查可獲得早晚高峰交叉口交通量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其中現(xiàn)狀最為擁堵的晚高峰小時交通量見表1。

表1 南京路-新華路交叉口高峰小時交通量觀測表

3.2 現(xiàn)狀問題分析

（1）現(xiàn)狀交叉口采用無信號控制的方式，各方向交通流的轉(zhuǎn)向均不受限制，交通組織無序，高峰時段內(nèi)存在嚴(yán)重的交通擁堵問題；

（2）現(xiàn)狀交叉口渠化不合理，對各股交通流的行駛路權(quán)界定不明晰，相互之間干擾嚴(yán)重；

（3）交叉口面積過大，行人過街距離較遠(yuǎn)，內(nèi)部缺乏供其短暫逗留的安全區(qū)域，存在安全隱患；

（4）現(xiàn)狀高峰時段進(jìn)入交叉口的交通量達(dá)7337puc/h，主要分布在東西向的南京路及成都道上，但現(xiàn)狀位于中部的交叉口環(huán)島的設(shè)置導(dǎo)致了大量南京路直行車流與成都道內(nèi)側(cè)并入的左轉(zhuǎn)車流間的交織，進(jìn)一步降低了交叉口的通行能力，嚴(yán)重時會阻塞交叉口。

3.3 交叉口設(shè)計方案

3.3.1 渠化設(shè)計

將南京路東段及西段進(jìn)口道的停止線分別前移至與成都道及泰安道相交的安全島，同時遵循“以人為本”的規(guī)劃設(shè)計理念，為減少新華路南段兩側(cè)慢行交通的繞行，在新華路右側(cè)的南京路路段上增設(shè)一條人行橫道線。在此基礎(chǔ)上，去除現(xiàn)狀交通島，對成都道的交通流線進(jìn)行重新組織，縮短其左轉(zhuǎn)車輛在交叉口中的行駛距離，并將成都道現(xiàn)狀最左側(cè)的非機(jī)動車道調(diào)整為兩側(cè)。另將泰安路進(jìn)口道停止線也前移至兩側(cè)安全島，并在道路緣石轉(zhuǎn)角處增設(shè)人行橫道線及行人信號燈，新華路交通組織保持現(xiàn)狀不變，主要針對交通流線進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并渠化了安全島。此外方案在快慢速交通流存在混行且無綠化分隔帶隔離的位置規(guī)劃了護(hù)欄，并設(shè)置了非機(jī)動車禁行區(qū)以及行人二次過街安全島，以保障交叉口的交通安全。具體渠化方案如圖2所示。

圖2 南京路-新華路交叉口改造方案設(shè)計圖

3.3.2 信號配時設(shè)計

根據(jù)遠(yuǎn)期預(yù)測交通量，結(jié)合渠化設(shè)計方案，對交叉口的相位進(jìn)行分配：

（1）泰安道右轉(zhuǎn)南京路交通量大，由于其與南京路直行車流干擾小因此可將其納入放行時間較長的南京路通行相位；

（2）為消除南京路與成都道車流的沖突，信號配時方案將兩者的通行權(quán)進(jìn)行完全的時間分離，單獨(dú)設(shè)置成都道相位；

（3）增設(shè)專用的行人相位，以滿足慢行交通的通行需求，保障其安全。

在此基礎(chǔ)上運(yùn)用公示確定信號周期、綠信比及顯示綠燈時間等參數(shù)，具體的相位分配及配時方案如圖3所示。

圖3 南京路-新華路交叉口改造信號配時方案

3.4 后評價分析

依據(jù)上述方案對該畸形交叉口的優(yōu)化，運(yùn)用模擬仿真與實地調(diào)查相結(jié)合的方法，選取能客觀反映交叉口運(yùn)行效率的指標(biāo)對改造工程的效果進(jìn)行評價。具體比較結(jié)果見表2。

由表中的數(shù)據(jù)不難看出，經(jīng)過本次改造優(yōu)化，南京路-新華路交叉口的通行能力及服務(wù)水平得到了顯著提升，困擾該交叉口多年的擁堵問題在一定程度上得到了解決。除此以外，經(jīng)過改造，交叉口內(nèi)平均車速由15.2km/h提升至21.5km/h，交通沖突點(diǎn)由之前的8處減少為現(xiàn)在的2處，不僅降低了整體的管控難度，還保證了各方向交通流安全有序通行。

表2 南京路-新華路交叉口改造工程指標(biāo)對比表

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加速，人口密度較大的舊城區(qū)道路網(wǎng)所承受的交通壓力不斷增大，其中由多條道路交匯形成的多路交叉口由于集合條件差、交通流復(fù)雜等特點(diǎn)凸顯出越來越多的交通問題。針對這一現(xiàn)狀，本文重點(diǎn)闡述了舊城區(qū)復(fù)雜交叉口的改造工作流程及改善措施，并利用這一思路對一舊城區(qū)復(fù)雜交叉口進(jìn)行了改造，不僅提高了交叉口的整體通行能力和服務(wù)水平，減少了各進(jìn)口道的延誤及排隊長度，還有效地改善了交叉口的運(yùn)行秩序，降低了交叉口的管控難度，有效保障了交通的安全，對于緩解路網(wǎng)的交通壓力，提升城市的品質(zhì)具有重要的意義。

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