城市道路交叉口左轉(zhuǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

付美玲

（南昌鐵路勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，江西南昌 330013）

1 城市道路交叉口左轉(zhuǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀

城市道路交叉口作為城市道路網(wǎng)絡(luò)交通流集散和分流的重要節(jié)點(diǎn)，在城市道路交通系統(tǒng)中有著不可或缺的作用，設(shè)計(jì)合理的平面交叉口可以高效地實(shí)現(xiàn)大量車流的集散，通行效率會(huì)大幅度增加，減少出行燃油費(fèi)用及尾氣污染等。傳統(tǒng)的緩解左轉(zhuǎn)車流在交叉口處的沖突策略和組織方式有設(shè)置環(huán)島、利用街道實(shí)現(xiàn)連續(xù)右轉(zhuǎn)、設(shè)置左轉(zhuǎn)專用道和專用相位、禁止左轉(zhuǎn)等。 移位左轉(zhuǎn)(Displaced Left-turn Intersection，DLT)交叉口是一種非常規(guī)的交通流組織方式，由Mier F D 等人最早提出“移位左轉(zhuǎn)”的概念[1]，在1960年，“移位左轉(zhuǎn)”平面交叉口交通管理與控制在墨西哥得到應(yīng)用[2]，同時(shí)也得出了許多具有實(shí)際意義的研究成果。在設(shè)計(jì)實(shí)施方面，深圳交警在2017 年10 月實(shí)施了全國(guó)首個(gè)采取“移位左轉(zhuǎn)”[3]交通組織模式和平面渠化設(shè)計(jì)的十字型平面交叉口（深圳彩田—福華路口）后，國(guó)內(nèi)學(xué)者迅速投入此被譽(yù)為“全世界前沿的交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)手段之一”的研究方向，并取得了一定理論研究成果。

2 城市道路交叉口左轉(zhuǎn)沖突分析

通過對(duì)于交叉口交通流特性的基礎(chǔ)性分析和研究，可以更加合理科學(xué)地掌握機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人交通特性的不同特點(diǎn)以及交通沖突問題，有利于更有針對(duì)性地提出更加行之有效的交叉口優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

城市道路交叉口的車流左轉(zhuǎn)是產(chǎn)生交叉口擁堵的重要影響因素，對(duì)通行效率、運(yùn)行安全、環(huán)境污染度有較大的影響。首先，左轉(zhuǎn)車輛轉(zhuǎn)彎的行駛速度相較直行和右轉(zhuǎn)車輛都更慢，車頭時(shí)距較大，飽和流率較小，通行能力較小。當(dāng)左轉(zhuǎn)車流量較大時(shí)，就意味著信號(hào)配時(shí)需要分配更多給左轉(zhuǎn)相位才能適應(yīng)需求。其次，左轉(zhuǎn)車輛以大角度進(jìn)入交叉口且行車軌跡為曲線，分合流時(shí)容易發(fā)生側(cè)碰，這就需要交叉口設(shè)計(jì)合適的轉(zhuǎn)彎半徑才能保證運(yùn)行安全。最后，左轉(zhuǎn)車輛需多次地變換車道至專用左轉(zhuǎn)車道位置，不僅對(duì)直行車流造成橫向干擾，而且車輛尾氣排放也會(huì)相應(yīng)增加，對(duì)城市道路環(huán)境造成空氣污染。

交通沖突是影響交叉口通行安全和效率的關(guān)鍵點(diǎn)，只有通過信號(hào)相位控制或者禁止某一流向車輛才能更好地分離沖突點(diǎn)，保障交叉口的正常運(yùn)行。從交叉口內(nèi)車流產(chǎn)生交通沖突的方式劃分交通沖突的不同類型，可將其分為交叉沖突點(diǎn)、分流沖突點(diǎn)和合流沖突點(diǎn)三種，而后兩種又被統(tǒng)一稱為交織沖突點(diǎn)[4]。在無信號(hào)控制狀態(tài)下，常規(guī)十字交叉口和T 型交叉口的機(jī)動(dòng)車輛交通沖突情況如圖1（a）、（b）所示。通過對(duì)無交通信號(hào)控制狀態(tài)下的T 型和十字型交叉口進(jìn)行交通沖突分析，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沒有交通信號(hào)控制時(shí)，交通沖突點(diǎn)非常之多。因此，本文分析了城市道路交叉口中對(duì)于機(jī)動(dòng)車左轉(zhuǎn)常用的交通組織和渠化設(shè)計(jì)方法中的禁止左轉(zhuǎn)和移位左轉(zhuǎn)的交通沖突情況，沖突示意圖如下圖1（c）、（d）所示，并將沖突情況分析結(jié)果匯總于表1。

表1 無信號(hào)控制交叉口機(jī)動(dòng)車交通沖突分析匯總

圖1 交叉口交通沖突示意圖

當(dāng)交叉口進(jìn)行移位左轉(zhuǎn)或者禁止左轉(zhuǎn)后，沖突點(diǎn)個(gè)數(shù)會(huì)有所下降，并當(dāng)進(jìn)行信號(hào)控制時(shí)，主交叉口分離所有交叉沖突點(diǎn)所需信號(hào)相位個(gè)數(shù)也會(huì)減少，減少相位意味著可以提高交叉口內(nèi)的時(shí)間資源利用率，通行效率會(huì)有所提高。

3 城市道路交叉口左轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)方法

3.1 禁止左轉(zhuǎn)

組織方法：當(dāng)十字型平面交叉口處于嚴(yán)重?fù)矶聽顟B(tài)時(shí)，可采取禁止某些進(jìn)口道或者全部進(jìn)口道車輛進(jìn)行左轉(zhuǎn)的方法，能讓交叉口相位數(shù)更加簡(jiǎn)單明了，提高交叉口信號(hào)時(shí)間和道路空間資源利用率和通行效率。

適用條件：禁止左轉(zhuǎn)交通組織措施適用于交叉口進(jìn)口道左轉(zhuǎn)交通量較小、主路直行交通量非常大，并且周邊有合適路網(wǎng)可以組織交叉口左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)行繞行的情況，但距離不宜過長(zhǎng)，且繞行路線飽和度較低，否則不僅會(huì)增加左轉(zhuǎn)車輛行程時(shí)間和延誤時(shí)間，而且會(huì)造成交通擁堵轉(zhuǎn)移，以至于不容易權(quán)衡其利弊。

3.2 借道左轉(zhuǎn)

組織方法：借道左轉(zhuǎn)具體實(shí)施方法是在距離交叉口合適長(zhǎng)度距離的位置，在進(jìn)口道靠近道路中心線一側(cè)設(shè)置一個(gè)左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)入口，并在合適位置設(shè)置一個(gè)普通信號(hào)燈或智能LED 燈，通過交叉口內(nèi)的主信號(hào)和開口處的預(yù)信號(hào)相互協(xié)調(diào)，待主交叉口左轉(zhuǎn)綠燈亮起后引導(dǎo)進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)入鄰向出口車道，以此組織左轉(zhuǎn)車輛完成左轉(zhuǎn)[5]。

適用性分析：交叉口首先必須是信號(hào)控制平面交叉口，且進(jìn)口道有保護(hù)左轉(zhuǎn)相位；再者，進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車道數(shù)（含借道）應(yīng)當(dāng)與左轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的出口道車道數(shù)相匹配，甚至是出口道車道數(shù)更多，不僅一定程度保證左轉(zhuǎn)車輛的轉(zhuǎn)彎半徑要求，而且可以完全消除左轉(zhuǎn)車輛合流帶來的沖突。

3.3 移位左轉(zhuǎn)

3.3.1 十字型交叉口移位左轉(zhuǎn)

組織方法：移位左轉(zhuǎn)具體的交通組織方法是在交叉口進(jìn)口道上游合理位置設(shè)置次級(jí)交叉口，并設(shè)置與主交叉口信號(hào)相互協(xié)調(diào)的預(yù)信號(hào)進(jìn)行控制，引導(dǎo)指示左轉(zhuǎn)車輛到達(dá)指定移位車道位置排隊(duì)等候，待到同向直行綠燈亮起，進(jìn)口道直行和在移位左轉(zhuǎn)車道處排隊(duì)的左轉(zhuǎn)車輛同時(shí)放行通過交叉口，如圖2 所示[6]。

圖2 十字型交叉口移位左轉(zhuǎn)示意圖

適用性分析：由于十字型移位左轉(zhuǎn)交叉口在車道數(shù)較多情況下運(yùn)行會(huì)較為流暢，因此交叉口需要一定規(guī)模，首先道路斷面渠化范圍不能太小，最好是主干道與主干道、次干道平交形成的這類較大型交叉口，不然花費(fèi)大量成本修建移位左轉(zhuǎn)車道得不償失；再者，左轉(zhuǎn)交通量需要較小，因?yàn)橐莆缓蟮倪M(jìn)口道左轉(zhuǎn)車道并不能容納很長(zhǎng)的排隊(duì)車輛，左轉(zhuǎn)交通量太大容易溢出交叉口或者造成車輛停車次數(shù)增多延誤增大，反而達(dá)不到移位左轉(zhuǎn)的建設(shè)目標(biāo)。

3.3.2 T 型交叉口移位左轉(zhuǎn)

組織方法：T 型交叉口的移位左轉(zhuǎn)是通過對(duì)次路的進(jìn)口道和出口道進(jìn)行相互對(duì)調(diào)，并在次路合適位置設(shè)置一個(gè)移位左轉(zhuǎn)交叉口，并在交叉口位置設(shè)置信號(hào)燈控制和分離兩個(gè)方向的車流，以此達(dá)到在T 型交叉口中主路和次路左轉(zhuǎn)車流同時(shí)放行，進(jìn)而由常規(guī)三相位減少為兩相位，以此提升整個(gè)T 型交叉口時(shí)空資源利用率的交通組織模式。

適用性分析：當(dāng)T 型交叉口主路或者次路左轉(zhuǎn)交通量很大，并且主路直行交通量也很大的情況下，通過簡(jiǎn)單拓寬交叉口增加車道數(shù)，以及對(duì)交叉口常規(guī)一直行和兩左轉(zhuǎn)的三相位模式進(jìn)行信號(hào)配時(shí)優(yōu)化都難以緩解交叉口的交通擁堵時(shí)，可以采取此種交通組織模式。

4 實(shí)例分析

4.1 設(shè)計(jì)范圍

本文進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)方法實(shí)際應(yīng)用的交叉口群位于廣東省深圳市光明區(qū)龍大高速樓村區(qū)域，交叉口群包含三個(gè)交叉口，分別表示為樓村立交交叉口、河堤路交叉口、公明北環(huán)大道交叉口。

4.2 交叉口左轉(zhuǎn)運(yùn)行狀況分析

4.2.1 樓村立交交叉口：龍大高速取消收費(fèi)后，對(duì)樓村立交銜接道路造成沖擊影響，現(xiàn)狀樓村立交交叉口高峰時(shí)段西進(jìn)口左轉(zhuǎn)、北進(jìn)口左轉(zhuǎn)均已超飽和運(yùn)行，但整體交叉口服務(wù)水平仍已經(jīng)達(dá)到最低F 級(jí)，交通擁堵經(jīng)常發(fā)生。

4.2.2 河堤路交叉口：北進(jìn)口道左轉(zhuǎn)已超飽和運(yùn)行，交通擁堵經(jīng)常發(fā)生。

4.3 交叉口左轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化

根據(jù)前文的交叉口左轉(zhuǎn)運(yùn)行狀況分析，公明北環(huán)大道交叉口運(yùn)行現(xiàn)狀相較良好，故本文主要針對(duì)河堤路交叉口和樓村立交交叉口左轉(zhuǎn)做出交通設(shè)計(jì)優(yōu)化。

4.3.1 樓村立交交叉口

（1）拓寬增加車道數(shù)

根據(jù)樓村立交交叉口周邊土地利用情況，可以利用西進(jìn)口道的機(jī)非分隔帶拓寬增加一條左轉(zhuǎn)車道，變?yōu)槿比螅槐边M(jìn)口道拓寬增加一條左轉(zhuǎn)車道，變?yōu)槿笠挥摇?/p>

（2）移位左轉(zhuǎn)

將樓村立交交叉口這個(gè)典型平面T 型交叉口的次路（即龍大高速連接線）進(jìn)行移位左轉(zhuǎn)交通組織，即將原先的北進(jìn)口道改為北出口道，北出口道改為北進(jìn)口道，并在次路的原龍大高速樓村收費(fèi)站位置設(shè)置一個(gè)移位左轉(zhuǎn)交叉口，交叉口位置設(shè)置一個(gè)信號(hào)燈，指示車輛和分離車流交通沖突。

4.3.2 河堤路交叉口

河堤路交叉口南進(jìn)口道道高峰時(shí)段交通量為300pcu/h 左右，但是由于南進(jìn)出口道僅有30m 左右的長(zhǎng)度是四條車道，往南依然是雙向兩車道，河堤路交叉口往南僅有180m 左右就形成了一個(gè)錯(cuò)位交叉口，并且高峰時(shí)段擁堵不堪，為此難以在河堤路交叉口南進(jìn)出口道位置設(shè)置移位左轉(zhuǎn)交通組織模式，只能采取禁止左轉(zhuǎn)措施，緩解公常路干道直行的交通擁堵以及保障行人和非機(jī)動(dòng)車在此過街需求。

河堤路交叉口四個(gè)進(jìn)口道方向禁止左轉(zhuǎn)后，交通信號(hào)控制將變?yōu)闁|西、南北直行兩相位，減少信號(hào)相位意味著交叉口時(shí)間資源利用率大大提高，將大幅度提升公常路在此交叉口東西向直行的通行效率。

禁止左轉(zhuǎn)后，各進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車輛可以通過繞行路線到達(dá)目標(biāo)路段，周邊路網(wǎng)均有繞行路線并且飽和度很低，繞行至其他道路后對(duì)其交通運(yùn)行影響極小。具體如圖3 所示。

圖3 河堤路交叉口進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車輛繞行示意圖

5 結(jié)語

本文研究了城市道路交叉口左轉(zhuǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，分析了交叉口車流特點(diǎn)及交叉口的沖突特性，介紹了交叉口禁止左轉(zhuǎn)、借道左轉(zhuǎn)和移位左轉(zhuǎn)的組織方法和適用條件，同時(shí)對(duì)深圳市光明區(qū)龍大高速樓村區(qū)域的交叉口進(jìn)行了左轉(zhuǎn)運(yùn)行狀況分析，重點(diǎn)改善交叉口的左轉(zhuǎn)沖突問題，并提出了交叉口左轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。