北京石景山區(qū)楊莊東街交通綜合優(yōu)化改造方案研究

王 力，張立立，張海波，李 敏，張玲玉，修偉杰

(北方工業(yè)大學 城市道路交通智能控制技術北京重點實驗室，北京 100144)

0 引言

北京城市道路交通的發(fā)展代表了我國城市交通領域的現(xiàn)狀，為緩解北京交通擁堵問題，從2016年起北京市交通委員會連續(xù)兩年發(fā)布《北京市緩解交通擁堵行動計劃》[1-2]，力求針對重點區(qū)域、突出問題，對癥下藥緩解交通擁堵.

同時配合公安部下發(fā)《城市道路交通信號燈配時智能化和交通標志標線標準化工作指導意見》[3]，即“交通標志標線規(guī)范化，信號配時智能化”的要求，通過浮動車數(shù)據(jù)分析，科學設置楊莊東街交通組織和信號配時，對其進行綜合優(yōu)化和改造[4-10].

1 楊莊東街周邊整體情況

圖1所示為楊莊東街4個信號交叉口路段的道路結構、道路渠化和周邊交通需求產(chǎn)生情況等. 從圖1中可以看出，該道路周邊聚集有大量生活社區(qū)，交通需求非常大.

圖1 楊莊東街道路渠化圖

表1 交通需求點

2 主要問題分析

2.1 行人過街問題

1)由于未采用行人過街信號燈和其他安全限制措施，多數(shù)情況下行人隨意穿越導致行人過街安全無法保證；

2)未實施其他措施方便行人過街，對楊莊東街南北向直行車輛的正常行駛影響較大，既降低車隊行駛速度又存在安全隱患.

2.2 機動車違章停車問題

楊莊東街兩側的非機動車道被機動車違章停靠占用現(xiàn)象非常嚴重，不但影響非機動車正常行駛(非機動車經(jīng)常被迫進入機動車道)，而且對南北方向行駛的直行車輛也造成很大影響.

2.3 交叉口車輛掉頭問題

晉元莊路口南北方向允許車輛掉頭，這對南北直行車輛行駛造成嚴重影響，不但會降低車速，還會降低交叉口的通行能力.

2.4 交叉口相位組織問題

1)由于不受信號燈控制，晉元莊路口東向北右轉車輛對南向北直行車輛影響非常嚴重，尤其是該方向公交車輛線路較多，影響更為嚴重；同時，原有相位采用南北直行和北向東左轉同時放行，雖然南向北直行施行早斷，再放行左轉，但在早晚高峰時對南向北直行的車輛影響也比較嚴重；

2)由于東向南左轉車輛較少，單獨放行時間損失較為嚴重.

2.5 交叉口車輛沖突等問題

楊莊路交叉口沒有信號燈控，各流向的交通流在該交叉口自由交織，西進口的左轉、南進口左轉與北進口直行的沖突較為嚴重；同時西向北左轉車輛搶道現(xiàn)象嚴重，對南北直行車輛造成影響；由于西向南右轉方向行人步道較寬，北向南的非機動車需要繞行進入機動車道，存在不安全因素.

2.6 公交車停靠影響其他車輛問題

由于公交站采用路側式?？?，并且車道較窄，因此公交車?？繒χ毙熊囕v造成影響.

2.7 配時方案問題

1) 蘋果園南路與楊莊東街交叉口：①原有配時方案中，階段2和階段3中間存在29 s各方向全紅時間，該時間被浪費，同時會造成各方向車輛的累積；②由于南向西左轉車輛較多，因此第3階段的綠燈時間無法滿足需求.

2) 楊莊東街與晉元莊路交叉口：①原有配時方案中，未考慮晉元莊路東向北右轉對南向北直行車輛的影響，造成通行時間浪費；②晉元莊路東向南左轉車輛相對較少，給予的綠燈時間過長，造成綠時浪費較為嚴重.

3) 阜石路與楊莊東街交叉口：從阜石路匯入楊莊東街的車輛較多，且未同下游晉元莊路和蘋果園南路口形成協(xié)調(diào)控制，因此造成擁堵比較嚴重.

2.8 未進行綠波協(xié)調(diào)

楊莊東街具有明前的潮汐現(xiàn)象，且交叉口間距較短、交通組織相似具備進行綠波協(xié)調(diào)的條件，但是實際中并未實施.

3 綜合優(yōu)化改造方案

3.1 針對行人過街問題

1)對蘋果園南路口與晉元莊路口之間的行人過街，其信號燈放行時序與上游蘋果園南路口西向東直行相位相同，此時南北方向車輛因處于排隊狀態(tài)，因此行人過街安全性得到保證；同時，當南北向車流獲得通行權，行人過街處于紅燈狀態(tài)，因此減緩了行人過街對直行車輛造成的影響.

2)對晉元莊路口與阜石路路口之間的行人過街，其信號燈放行時序與下游阜石路路口東西直行相位相同，此時南北方向車輛因處于排隊狀態(tài)，因此行人過街安全性得到保證；同時當南北向車流獲得通行權，行人過街處于紅燈狀態(tài)，因此減緩了行人過街對直行車輛造成的影響.

3)對楊莊路口兩側行人過街，其信號燈放行時序與上游阜石路路口東西直行相位相同，此時南北方車輛因處于排隊狀態(tài)，因此行人過街安全性得到保證；同時當南北向車流獲得通行權，行人過街處于紅燈狀態(tài)，因此減緩了行人過街對直行車輛造成的影響.

3.2 針對機動車違章停車問題

在楊莊東街非機動車道旁設立禁止泊車標志，同時可增設違章停車視頻檢測.

3.3 針對交叉口車輛掉頭問題

將現(xiàn)有允許掉頭標志更換為禁止掉頭標志，引導掉頭車輛通過選擇其他路線到達目的地，降低對楊莊東街南北向直行車輛的影響. 由南向北方向掉頭車輛，引導路線.

圖2 繞行路線方案

3.4 針對交叉口相位組織問題

1) 將晉元莊路東向南左轉車道改為左右轉車道；

2) 設置東向北右轉信號燈，同時重新設計路口相位組合.

3.5 針對交叉口車輛沖突等問題

1) 增加隔離護欄，同時禁止西向北左轉車輛行駛，加裝禁止左轉標志；

表2 協(xié)調(diào)控制配置表

2) 增加南向西方向引導線和左轉渠化標志，引導公交車等左轉；

3) 取消北向東方向左轉；

4) 將楊莊路口上游丁字口設置成單行車道，引導車輛進入阜石路；

5) 制定合理的繞行路線：楊莊路上左轉車輛的目的方向有2個，一個是進入楊莊東街之后在楊莊東街與阜石路交叉口右轉進入阜石路，另一個是進入楊莊東街之后沿楊莊東街直行向北，對于這兩種行車目的，應該給出對新進口禁左之后的繞行路線，以滿足設置禁左的需要.

其中楊莊路—阜石路：在楊莊路與楊莊東街交叉口右轉進入楊莊東街，沿楊莊東街向南行駛至楊莊東街與時代花園中路交叉口，左轉進入時代花園中街，向東行駛至時代花園中街與時代花園西街交叉口，右轉后沿時代花園西街直行到達時代花園西街與時代花園南路交叉口掉頭，沿時代花園西街向北直行到達阜石路，全程繞行大約1.2 km. 繞行路線如圖3所示.

圖3 楊莊路—阜石路繞行路線

楊莊路—楊莊東街：對于楊莊路想要左轉進入楊莊東街的車輛，選擇在楊莊路上向西行駛，在楊莊路與楊莊大街交叉口右轉后進入楊莊大街，直行到達阜石路與楊莊大街交叉口，右轉后進入阜石路，直行到達阜石路與楊莊東街交叉口之后左轉進入楊莊東街或設置單行車道.

3.6 針對公交車停靠影響其他車輛問題

由于楊莊東街各公交站點?？课恢玫姆菣C動車道和行人步道均比較寬，因此可以將公交站設計成港灣式，其有利于公交車停靠，同時避免對后面社會車輛的影響.

圖4 楊莊路—楊莊東街繞行路線

3.7 針對配時方案問題和未進行綠波協(xié)調(diào)

針對具有信號燈控制的交叉口(阜石路口、晉元莊路口和蘋果園南路口)，可實施協(xié)調(diào)控制(協(xié)調(diào)方案根據(jù)OD調(diào)查獲得數(shù)據(jù)計算得到).

相位相序：

表3阜石路信號相位與相序

表4 晉元莊路信號相位與相序

表5 蘋果園南路信號相位與相序

4 數(shù)據(jù)采集與仿真分析

4.1 數(shù)據(jù)采集

浮動車數(shù)據(jù)采集,通過浮動車數(shù)據(jù)對楊莊東街的車輛延誤進行分析，路段涉及如圖5所示.

圖5 楊莊東街車輛延誤分析路段

圖6 路段37691工作日與假日車輛延誤對比

圖7 路段37693工作日與假日車輛延誤對比

對各路段車輛延誤進行對比發(fā)現(xiàn)，由路段37691和路段37693組成的楊莊東街北向南方向，呈現(xiàn)出早晚高峰的特點；而由路段30253和路段36664組成的楊莊東街南向北方向則晚高峰的特點更明顯.

4.2 仿真分析

采用VISSIM軟件對包括OD需求、通行能力、交叉口信號配時、相位相序組合等進行綜合仿真分析.

4.3 改進前路網(wǎng)及路口延誤

1)單交叉口延誤

2)交叉口單方向延誤

4.4 改進后路網(wǎng)及路口延誤

1)單交叉口延誤

2)交叉口單方向延誤

4.5 優(yōu)化前后對比

由于仿真是在相對理想環(huán)境情況下進行的(未考慮搶占道、行人過街等問題)，但通過改進措施，改進后的路網(wǎng)的整體平均延誤下降9%，其中蘋果園南路口下降17.1%，晉元莊路口上升84.2%、阜石路口下降14.4%，楊莊路口下降78.8%，如果考慮到對行人、搶占道路、掉頭等問題，改進效果應超過仿真結果.

圖8 路段30253工作日與假日車輛延誤對比

圖9 路段36664工作日與假日車輛延誤對比

表6 改進前交叉口整體延誤 s

表7 改進前交叉口單方向延誤 s

表8 改進后交叉口整體延誤 s

表9 改進后交叉口單方向延誤 s

圖10 各路口改進前后延誤對比

5 結束語

5.1 優(yōu)化改造結論

本次北京市石景山區(qū)楊莊東街交通綜合優(yōu)化改造從解決現(xiàn)狀交通問題出發(fā)，利用浮動車數(shù)據(jù)合理優(yōu)化交通組織、交通管理和信號配置，并利用VISSIM仿真軟件進行仿真驗證，結果顯示優(yōu)化改造后楊莊東街交通運行順暢、通行效率提高.

5.2 遠期建議

1) 加強機動車違章行為的監(jiān)管

對于沒有監(jiān)控的路口應統(tǒng)一安裝電子警察系統(tǒng)，以加強對闖紅燈、違章掉頭等行為的監(jiān)管，既能保證車輛的行車安全，又能提高路口的通行能力.

2) 加強非機動車輛的監(jiān)管

應加強對非機動車輛(包括電動自行車、三輪車、自行車等)的監(jiān)管和安全教育的力度，對于沒有非機動車專用道、間距較大、非機動車輛較多的路口可增加非機動車通行等待區(qū)，設置非機動車信號燈以保證非機動車輛的行車安全和路口整體的通行能力.

3) 深化道路交通設計

針對重點區(qū)域交通道路渠化、交通信號配時、交通組織等展開深入調(diào)研，尋找擁堵問題根源，深化道路交通設計.

4) 實施區(qū)域總體設計和協(xié)調(diào)控制

將該路段周邊區(qū)域納入到總體設計范疇，綜合考慮區(qū)域交通組織和信號協(xié)調(diào)控制策略.

5) 數(shù)據(jù)分析及控制策略調(diào)整

基于大數(shù)據(jù)的時代特點，以及交通控制的未來發(fā)展為方向，可集合管理部門優(yōu)勢對各種設備采集到的數(shù)據(jù)進行整理和分析，可進行包括旅行時間預測、交通流特性分析、出行規(guī)律分析等，還可展開相應的研究和控制策略的實現(xiàn)，既能提高現(xiàn)有信號控制的效果，還能適應未來交通增量情況下的交通控制需求.