南寧東進(jìn)口道路瓶頸區(qū)域節(jié)假日交通分析

龔小麗

摘要：南寧市東進(jìn)口道路民族大道延長線交通瓶頸區(qū)域?yàn)槿稑屑~互通及民族仙葫交叉口組成的三岸瓶頸區(qū)域。文章為更好應(yīng)對節(jié)假日交通需求，設(shè)定現(xiàn)狀周末、年平均日交通量、年度高峰小時(shí)交通量、通行能力等工況，通過VISSIM仿真分析，分析瓶頸區(qū)域擁堵敏感點(diǎn)，提出交通管制和應(yīng)對建議，為段間距互通與平交口的規(guī)劃設(shè)計(jì)及分析提供借鑒。

關(guān)鍵詞：城市進(jìn)出口道路;節(jié)假日;瓶頸交通;交通管理;VISSIM

中國分類號：U491.2+6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

南寧市東進(jìn)出口最主要的道路為民族大道延長線[柳南高速公路改快速路工程（三岸收費(fèi)站—那容互通立交）]，也是柳南高速公路六景段連接民族大道的延伸路段。民族大道延長線及柳南高速公路六景段在“四改八”前曾被交通運(yùn)輸部列為全國十大擁堵路段之一，平時(shí)常堵，逢節(jié)必堵，改造后除大型節(jié)假日外，已很少出現(xiàn)大范圍擁堵現(xiàn)象。民族仙葫路口東聯(lián)民族大道延長線、西進(jìn)民族大道，是南寧東收費(fèi)站至民族大道下一個(gè)平交口民族金浦路口約19 km（民族大道延長線14 km快速路，民族大道4.8 km主干路）八車道道路上唯一平交口。民族仙葫信號交叉口通行能力提高及影響因素分析成為這19 km道路交通暢通的關(guān)鍵，其區(qū)域范圍如圖1所示。

民族仙葫路口短距離內(nèi)存在三岸互通、仙葫青林路口兩個(gè)交叉口，對民族仙葫路口影響較大。三岸互通交叉點(diǎn)東距民族仙葫路口1 399 m，加速車道漸變段終點(diǎn)距離民族仙葫路口漸變段起點(diǎn)364 m;仙葫青林路口南距民族仙葫路口209 m，為短間距交叉口，兩個(gè)交叉口間路段已將各渠化道貫通，組成了民族仙葫交叉口群。對于民族仙葫路口與三岸互通是否屬于復(fù)合交叉問題，根據(jù)《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范（GB 500647—2011）》，交叉口規(guī)劃范圍為漸變段往外延伸10～20 m[1]，從設(shè)計(jì)角度來看，三岸互通與民族仙葫交叉口群屬于兩個(gè)獨(dú)立單元;根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D20—2017）》，相鄰獨(dú)立互通加減速車道漸變段終點(diǎn)、起點(diǎn)間距應(yīng)≥1 km，復(fù)合式互通立交交織長度應(yīng)≥600 m[2]。從這個(gè)角度看，三岸互通與民族仙葫路口應(yīng)當(dāng)成整體看待。從實(shí)際交通狀況看，平時(shí)或非節(jié)日高峰時(shí)期，兩個(gè)區(qū)域的交通相互干擾現(xiàn)象較少，但在節(jié)日高峰時(shí)期，平交口排隊(duì)已延伸至互通內(nèi)，兩個(gè)交叉的交通擁堵不能割裂分析。因此在仙葫交叉口通行能力除信號配時(shí)優(yōu)化措施外，三岸互通的通行能力及兩個(gè)交叉間交織路段通行能力成為民族仙葫路口進(jìn)城方向重要控制因素。國內(nèi)對于立交與平交間距研究多集中于快速路出口至信號交叉口合理間距研究[3-4]，對于節(jié)假日高峰期交通分析多集中于交通量分析及預(yù)測方法研究[5-6]，短間距立交與平交相互影響分析較少。

為探明三岸瓶頸區(qū)域交通指標(biāo)隨交通需求變化情況，本文根據(jù)2019年高速公路進(jìn)出城年平均日交通量、全年最高峰日交通量，設(shè)定各種不同交通量代表不同工況，并通過微觀交通仿真VISSIM進(jìn)行驗(yàn)證分析。

1 三岸瓶頸現(xiàn)狀

1.1 區(qū)域設(shè)施情況

民族仙葫路口為信號控制的平面十字交叉口，對應(yīng)主路西向?yàn)槊褡宕蟮?，路段為三幅路城市主干路，設(shè)計(jì)速度為60 km/h，主路為雙向八車道;東向?yàn)槊褡宕蟮姥娱L線，為雙向八車道的城市快速路，三岸段設(shè)計(jì)速度為80 km/h;北向路段為楓林路，次干路，設(shè)計(jì)速度為40 km/h，雙向四車道單幅路;南向?yàn)橄珊蟮?，三幅路城市主干路，設(shè)計(jì)速度為60 km/h，主路雙向六車道。民族青林路口為信號控制十字交叉，西向青林路為單幅雙向四車道次干路，設(shè)計(jì)速度為40 km/h;南向平田路為兩車道支路，設(shè)計(jì)速度為20 km/h。民族仙葫路口、民族青林路口渠化現(xiàn)狀如圖2、圖3所示。

三岸互通為苜蓿葉樞紐互通式立交，連接民族大道延長線及那安快速路，均為雙向八車道的城市快速路，互通段主線設(shè)計(jì)速度為80 km/h。三岸互通兩條交叉主路均設(shè)置了集散車道，集散車道為二車道，環(huán)圈匝道為二車道，右轉(zhuǎn)匝道為單車道。

1.2 交通調(diào)查

1.2.1 常規(guī)周末交通需求

為反映節(jié)假日正常狀態(tài)，本文選取了2020-01-04（星期日）16：00-17：00進(jìn)行交通調(diào)查。三處交叉調(diào)查交通量如表1所示。

在車型比例構(gòu)成中，兩個(gè)交叉口的小客車：大型客車=95.3：4.7，無大型貨車或拖掛車;兩條快速路小客車：大客車：大貨車：拖掛車=88：1：8：3。

1.2.2 民族大道延長線節(jié)假日交通需求

民族大道延長線終點(diǎn)即南寧東收費(fèi)站。根據(jù)南寧東收費(fèi)站交通量觀測數(shù)據(jù)，節(jié)假日交通擁堵高峰一般出現(xiàn)在小長假最后一、兩天16：00前后。2019年南寧東收費(fèi)站進(jìn)出口年平均日交通量及高峰流量情況如表2所示。

按高峰小時(shí)系數(shù)K=0.96可將日交通量轉(zhuǎn)換為高峰小時(shí)交通量，如表3所示。

2 微觀交通仿真分析

2.1 建模及校正

為便于對各種現(xiàn)狀、假定交通需求下三岸瓶頸運(yùn)行情況進(jìn)行分析，本文建立了微觀交通仿真VISSIM模型，如圖4所示。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)調(diào)查的星期日的交通量，兩個(gè)平交口各進(jìn)口道排隊(duì)長度最長約60 m，總體上交叉口服務(wù)水平在二級及以上，三岸互通交通順暢。正常周末時(shí)，區(qū)域內(nèi)通行能力還有富余，三岸瓶頸區(qū)域未出現(xiàn)連片擁堵現(xiàn)象。而當(dāng)節(jié)假日高峰來臨時(shí)，三岸區(qū)域各交叉（口）擁堵已經(jīng)連成片。為了更加細(xì)致地觀察正常周末與節(jié)假日高峰日快速路通行能力的交通變化情況，本文以最不利的進(jìn)城方向南寧東收費(fèi)站出口交通量作為三岸瓶頸區(qū)域的交通主要來源，設(shè)計(jì)了7種工況，試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要圍繞輸入條件展開。試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了以下假設(shè)：

（1）考慮到民族大道延長線上僅有五合喇叭互通、蓉茉大道菱形互通及三岸樞紐3個(gè)互通，五合及蓉茉大道互通分流有限，本文假定南寧東收費(fèi)站出口交通全部通往三岸互通。

（2）由于快速路封閉特性，進(jìn)口方向影響通行效率的瓶頸在于民族仙葫路口東進(jìn)口道及上游路段及互通主路、輔路，因此在工況設(shè)計(jì)時(shí)，僅調(diào)整民族大道東延長線進(jìn)城交通量及那安快速路的雙向交通，其他路段進(jìn)口交通量均假定維持現(xiàn)狀周末的交通量不變。

（3）對于那安快速路，其南北向主要交通來源亦為進(jìn)出城交通（南寧南、安吉東收費(fèi)站），該路各類工況進(jìn)口交通量與民族大道延長線的進(jìn)城交通量保持同比例增長。

（4）三岸立交轉(zhuǎn)向交通比例假定與現(xiàn)狀比例一致。

（5）由于假定（2），且民族仙葫路口左轉(zhuǎn)交通大多在仙葫青林路口右轉(zhuǎn)，因此假定仙葫青林路口的信號配時(shí)各工況下不再調(diào)整。

現(xiàn)狀及各工況下的民族仙葫路口，均按交叉口通行能力最優(yōu)的方式重新配時(shí)。

各工況下三岸互通入口交通量如表5所示，三岸互通西進(jìn)口由上游民族仙葫交叉口出口交通決定，根據(jù)假定（2），維持不變。

各工況民族仙葫路口信號配時(shí)如表6所示。

2.3 評價(jià)指標(biāo)選擇

考慮到三岸瓶頸區(qū)域內(nèi)涉及段間距平交口群、互通匯流區(qū)、分流區(qū)、集散車道交織區(qū)、互通與平交口段間交織區(qū)等易引發(fā)擁堵、引起延誤的設(shè)施，本文選取斷面交通量、行程時(shí)間、排隊(duì)長度、平均延誤等指標(biāo)作為仿真運(yùn)行及結(jié)果分析指標(biāo)。選擇對象包括：三岸互通與民族仙葫路口間交織區(qū)，互通進(jìn)城端的主路、集散車道終點(diǎn)匯流端、集散車道交織段、集散車道起點(diǎn)分流端，以及由民族仙葫路口和仙葫青林路口組成的平交口群。

2.4 仿真運(yùn)行結(jié)果分析

現(xiàn)狀周末及每個(gè)工況仿真時(shí)，選擇不同的隨機(jī)種子，仿真運(yùn)行5次后，得到仿真的各個(gè)評價(jià)指標(biāo)。各工況下各評價(jià)區(qū)域仿真交通量如表7所示，仿真交通量與設(shè)計(jì)輸入交通量對比如圖5所示。

通過圖5可以明顯看出，從工況1開始，仿真交通量與各工況設(shè)計(jì)交通量差距拉大，輸入交通量“損失”比例從工況1的27%至工況7的64%，這主要由交通延誤、上游交通擁堵、區(qū)域內(nèi)車輛變道導(dǎo)致后方排隊(duì)等候等原因所致，這也說明高峰交通需求并不能按時(shí)全部通過三岸樞紐抵達(dá)民族仙葫路口。同時(shí)三岸區(qū)域瓶頸擁堵，導(dǎo)致通行效率降低，擁堵往上游蔓延，進(jìn)一步阻擋了上游車輛前進(jìn)。由于工況7南寧東進(jìn)城交通量已達(dá)8 000 veh/h，已超過單向4車道快速路的實(shí)際通行能力，因此可以推算，受三岸瓶頸限制，三岸互通能承受的進(jìn)城交通極限約為2 800 veh/h，與設(shè)計(jì)工況2進(jìn)城需求相當(dāng)。

仿真運(yùn)行結(jié)果顯示，民族仙葫路口東進(jìn)口交叉口延誤均在其他進(jìn)口道延誤4倍以上，民族仙葫路口及仙葫青林路口的交叉口服務(wù)水平即便通過信號優(yōu)化重新配時(shí)，仍能維持三級左右。進(jìn)城方向上各易堵區(qū)域各設(shè)施平均行程速度、民族仙葫東進(jìn)口道排隊(duì)長度分別如圖6、圖7所示。

從行程速度可以看出，工況4是各工況的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，主路和兩交叉間交織段成為影響最大區(qū)域，工況4之前總體服務(wù)水平未明顯下降，之后行程時(shí)間開始明顯增加。民族仙葫路口東進(jìn)口方向排隊(duì)長度，直行道從工況3開始較快增加，左轉(zhuǎn)道排隊(duì)長度較短是因?yàn)槲从?jì)入相鄰車道的排隊(duì)，實(shí)際應(yīng)與直行道相當(dāng)。通過行程速度及仿真動(dòng)畫發(fā)現(xiàn)，互通主路與集散車道橫向交通分布很不均勻，集散車道各設(shè)施點(diǎn)各種工況下行程速度變化較小，說明進(jìn)入集散車道的交通量距離通行能力仍有較大富余。

綜上，通過仿真結(jié)果可以看出，南寧東進(jìn)城交通超過工況2（3 000 veh/h）后，通過三岸瓶頸區(qū)域的交通量有一半將出現(xiàn)較大延誤。當(dāng)南寧東進(jìn)城交通需求超過工況4（5 000 veh/h）后，將導(dǎo)致進(jìn)城方向互通主路及兩交叉間交織路段出現(xiàn)排隊(duì)，并向上游蔓延，區(qū)域交通運(yùn)行指標(biāo)開始急劇變差，集散車道通行能力仍有較大富余。

3 結(jié)語

文章通過各種工況設(shè)計(jì)及交通仿真試驗(yàn)表明：節(jié)假日高峰交通需求下三岸瓶頸區(qū)域內(nèi)各交叉（口）之間的交通相互干擾較嚴(yán)重，若要維持三岸瓶頸區(qū)域交通正常運(yùn)行，民族大道延長線上游應(yīng)及時(shí)采取分流及管制措施。據(jù)此提出如下建議：（1）完善三岸互通以東蓉茉大道菱形互通連接道路網(wǎng)建設(shè)，以提前分流;（2）那安快速路通行能力仍有較大富余，建議盡快完善鳳嶺北路、云景路、鳳嶺南路等前往市中心的通道建設(shè);（3）建議研究考慮利用三岸互通北側(cè)集散車道分流進(jìn)城交通中右轉(zhuǎn)通往楓林路方向的交通，以減少主路交通壓力;（4）對于段間距的互通與平交口，應(yīng)增加復(fù)合交叉設(shè)計(jì)的考慮，通過增加輔助車道、加長交叉間距等方式改善交織影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 500647-2011，城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范[S].

[2]JTG D20-2017，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]劉忻梅，許有俊.快速路出口至前方燈控路口合理距離研究[J].交通信息與安全，2010，28（4）：67-70.

[4]許有俊，李冬奎，張志清，等.城市快速路入口至前方燈控平交路口合理距離的仿真研究[J].交通與計(jì)算機(jī)，2008，26（145）：87-91.

[5]徐蒙蒙，嚴(yán) 凌.基于灰色馬爾科夫的節(jié)假日高速公路實(shí)施免費(fèi)通行交通量預(yù)測[J].物流科技，2017（6）：101-105.

[6]王 征.多維空間BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)假日高速公路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)擁堵預(yù)測分析[J].公路，2016（4）：162-168.

[7]張清華.VISSIM微觀交通仿真模型校正研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2012.