物流園出入口交通組織優(yōu)化設計

劉佳

摘 要：城市道路的出入口是沿線單位在路段上的開口，車輛在進出時會進行減速、加速、換道和轉向等行為，這些行為可能會影響路段通行，造成交通擁堵等問題。由于物流園內其車輛的特殊性（大型車輛為主），其出入口的通行問題需要特別重視。文章旨在通過研究物流園出入口的通行能力，分析是否需要對出入口進行優(yōu)化。為此，我們基于交通流動力學原理建立了模型，并對模型進行了優(yōu)化，以計算出實際通行能力。接著，應用該模型對蘭州國際港務區(qū)保稅物流園進行了交通組織優(yōu)化設計的實例研究。

關鍵詞：物流園；出入口；交通組織；蘭州國際港務區(qū)

中圖分類號：F224；F299.24文獻標志碼：ADOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.10.015

Abstract： The entrance to and exit from urban roads is the opening of units along the road section. Traffic slows down， accelerates， changes lanes and swerves in and out of urban roads. These behaviors may affect traffic on road sections， causing problems such as traffic congestion. Due to the particularity of vehicles in the logistics park （mainly large vehicles）， the problem of access to and exit from the park needs more attention than others. In this paper， the access capacity of the logistics park is studied to see if the target access needs to be optimized. The actual traffic capacity is caculated， based on the traffic flow dynamics principle to establish and optimize the model. The traffic organization optimization design of bonded logistics park in Lanzhou International Port Area is carried out by using the model.

Key words： logistics park; entrance and exit; transport organization; Lanzhou International Port Area

1 ? ?出入口設置

1.1 ? ?出入口類型

道路出入口是與相交支路、小路或者路旁單位、商場、小區(qū)、醫(yī)院等的連接口，根據出入口所處的位置和道路條件等分為三種類型[1]：直接開口型、前沿服務道路型、內部服務道路型。

1.1.1 ? ?直接開口型

該類型是直接在道路上開口連接，方便車輛匯入道路，路線短捷，方向明確。在車流量較小的次干路和支路采取此種方式較好，若在交通量大的主干道上采用此種開口方式，容易引起該路段擁堵。

1.1.2 ? ?前沿服務道路型

該類型是在拓寬的聯絡道上，車輛通過輔道進出。這種方式可以將目標運行車輛和原有車流相分離，既保證了原車流的平穩(wěn)運行，又能方便目標車輛進出，但是此種方式對開口位置有較高的要求，需要有足夠的空間來設置聯絡道和輔道。

1.1.3 ? ?內部服務道路型

該類型需新建進出口支路，將一定范圍內的多個出入口設置在支路上，主線只與新建支路相連接。這種開口類型適合于短距離內有多個出入口且有足夠的空間新建支路，只需在主干道一次開口就可滿足多個出入口車輛進出的需求。

1.2 ? ?出入口位置

1.2.1 ? ?出入口位置的選取

沒有出入口時，道路上行駛的車流除遇到交叉口外，基本都是連續(xù)流，在出入口處，轉向、減速、加速、變道等行為都會使原本的連續(xù)流變?yōu)殚g斷流，從而影響道路的通行能力。根據《城市綜合交通體系規(guī)劃標準》[2]（ GB/T 51328—2018）中的規(guī)定：主干路、次干路中出入口間距不宜小于500m。此外，考慮到車輛行駛速度和駕駛行為的不同，在不同等級的道路上出入口間距設置略有不同，具體應結合實例進行計算。

1.2.2 ? ?影響因素

1.2.2.1 ? ?道路

道路等級和道路線性條件等決定道路的設計車速，車速影響車輛進出時所需的距離，從而對間距產生影響。

1.2.2.2 ? ?交通運行特性

這里主要指車流量，在不同流量的道路，車輛的運行特性不同，如車流量大的路段，變道、轉向等行為的制約性越強，就需要有更充足的距離來完成這些行為。此外，路段上的人流和非機動車流的情況，亦會對其有影響。

1.2.2.3 ? ?周圍環(huán)境

道路周圍土地的使用狀況、安全狀態(tài)、土地性質以及設施設置等問題也在不同程度上影響著駕駛行為，在選擇位置時都要考慮這些因素。

1.2.2.4 ? ?駕駛員和車輛

駕駛員和車輛的個體差異，在位置選取時也要加以考慮。如駕駛員的心理和生理因素、車輛尺寸、車輛類型等。

1.3 ? ?出入口寬度

除了上面提到的出入口位置和間距，在出入口上還需要考慮到其寬度。出入口的寬度應滿足該地車輛的通行需求和轉彎需求，那么，確定寬度時就要考慮到進出車輛的類型、車輛尺寸、流量、交通組織方式等。為降低進出車流對主線車流的影響，進出口車道數不能大于一條，故單向車道寬度宜5～7m，雙向車道宜7～11m。

1.4 ? ?出入口交通組織方式

對于不設置信號燈的出入口，出入口交通組織方式有允許左轉進出和右進右出兩種。

1.4.1 ? ?允許左轉進出

此種交通組織方式是可在道路上左轉，左轉交通產生的交通沖突點較多，容易引起交通阻塞，形成交通隱患。適合交通量不大的支路，進出時方向明確、路線短捷。但也要考慮到道路寬度和進出車輛類型，以免道路寬度和轉彎半徑不匹配，導致轉彎困難。若道路幾何條件允許，也可設置左轉待行區(qū)，提高安全性和道路通行效率。

1.4.2 ? ?右進右出

這種方式禁止車輛左轉，有效減少了左轉車流與主線交通的沖突點，尤其在車流量大的路段，可以很大程度上減少對主線交通的影響，然而，由于車輛需要繞行，這種方式會增加上下游掉頭開口和交叉口的交通壓力。因此，該方式適用于主線交通量大，且左轉交通需求不高的出入口。在設置時，還需考慮整個路段上下游的交通狀況和車輛類型等因素。

1.5 ? ?交通設施

為出入口設置合理的交通設施可以提高其安全性和通行能力。在條件允許的情況下，應盡可能地設置完整合理的相關設施，如標志、標線等。這些設施可以指示駕駛員安全進出出入口，并降低事故的發(fā)生率。在設置交通設施時，應根據出入口的具體情況和使用需求進行考慮，并確保這些設施符合規(guī)范和標準。

2 ? ?出入口通行能力優(yōu)化研究

2.1 ? ?通行能力分析

從上一部分的分析中可知，對出入口的優(yōu)化主要涉及兩個方面：通行能力的優(yōu)化和設置合理完善的交通設施。在這部分，我們將重點研究出入口的通行能力優(yōu)化問題。在出入口處，主要存在兩種交通行為：分流離開主線和合流進入主線。在分流時，車輛需減速、變道或轉向等；在合流時，車輛需轉向、變道、加速等。這些交通行為主要影響的是主線外側車流，在分離和匯合時會形成分流點、合流點以及沖突點，從而導致行車效率降低，車流量大的時候容易發(fā)生擁堵，且存在安全隱患。

2.2 ? ?通行能力模型

對于出入口通行能力的研究，采用交通流動力學原理建立模型，模型建立是以交通流連續(xù)方程為基礎，進行積分變換后得到交通流運動微分方程，然后對于出入口通行時的兩種狀態(tài)：分流和合流，分別建立相應的通行能力模型。

根據連續(xù)方程：

其中：φ表示密度，v表示速度，t表示時間，x表示位置。

在實際道路上時刻都有車輛運行，故需考慮車流產生率k，另外行駛速度、流量還有密度之間存在函數關系，進行微分變換后，可得到交通流的運動微分方程：

其中：q表示流量，K表示流量產生率。

對式（1）和式（2）組方程組，并求解該方程組，設a為波速系數（0≤a<1），b為匯入率（b≥0），m為物流園進出流量。對于出入口通行時的兩種情況分別進行計算。

2.2.1 ? ?合流時

將出入口連接處的流量為上游外側車道q1與物流園進出流量m之和用Q表示，我們所研究的通行能力，就是路段承載Q這個量的能力，并把這里的密度范圍延伸到自由速度vf下的密度，則：

2.2.2 ? ?分流時

同樣地，分流時的通行能力為上游流量與物流園進出流量之差，則：

Q=0.25avfφje-b。

2.3 ? ?模型優(yōu)化

上述模型是在理想狀態(tài)下建立的，不涉及相應的影響因素。在實際道路中，相關影響因素都需要考慮。所以，對上述模型進行優(yōu)化。優(yōu)化方法中加入參數φ，φ的估計值模型為

其中：α1，2，...，n為影響因素的相對權重，β1，2，...，n為影響因素的修正系數。故，優(yōu)化后的模型為

3 ? ?物流園出入口交通組織優(yōu)化實例研究

3.1 ? ?蘭州國際港務區(qū)保稅物流中心（下稱“保稅物流園”）項目概況

3.1.1 ? ?蘭州國際港務區(qū)概況

蘭州國際港務區(qū)位于西固區(qū)新城鎮(zhèn)，地處蘭州、西寧、銀川三個省會城市共生帶的中間位置，距蘭州市區(qū)42公里，距西寧150公里，距銀川465公里，是國家規(guī)劃建設的綜合交通樞紐，也是甘肅與國內、國際交流的重要窗口和門戶。蘭州國際港務區(qū)作為甘肅省“十三五”發(fā)展、形成對外開放新格局和實現戰(zhàn)略地位提升的“標志性工程”，是蘭州市的“一號工程”。蘭州國際港務區(qū)內有隴海線、蘭新線、蘭青線、包蘭線四大鐵路干線交匯點，是新亞歐大陸橋中國段的門戶，屬于全國城鎮(zhèn)體系9大綜合交通樞紐、21個物流節(jié)點、18個鐵路集裝箱中心站之一。

3.1.2 ? ?保稅物流園交通概況

蘭州國際港務區(qū)保稅物流中心B型項目用地西臨T813#規(guī)劃道路，南接T838#規(guī)劃道路，東靠S833#規(guī)劃道路，北側為東川貨場及規(guī)劃建設的多式聯運中心。

3.1.3 ? ?保稅物流園主出入口概況

物流園主出入口設置在S833#城市道路旁，總寬度72米，規(guī)模為6出6進，其中5進5出服務于保稅物流區(qū)，其余一進一出服務于快檢中心。主出入口設施包括貨物進出口專用通道（貨車通道、客車通道、人員通道）電子閘門放行系統(tǒng)、車輛自動識別系統(tǒng)、單位識別系統(tǒng)、電子地磅系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，主出入口與驗放部門實行聯網。

3.2 ? ?保稅物流園出入口現狀通行能力研究

保稅物流園主要有三個出入口，分別是主出入口、出入口1和出入口2，主出入口是項目中心，供項目B型保稅倉儲區(qū)（圖1中紫色區(qū)域）車輛通行，出入口1供普通倉儲區(qū)（圖1中綠色區(qū)域）車輛通行，出入口2供冷凍倉儲區(qū)車輛通行。

3.2.1 ? ?主出入口通行能力分析

目前，主出入口通行的車輛并不多，只有個別大型車輛和小型車輛（工作人員車輛）會經過此處。這是因為B型保稅倉儲區(qū)還未達到正常使用情況。連接城市道路為S833#，是城市主干道，設計車速40km/h，雙向6車道，設有中央分隔帶，道路設施主要包括地面標線、路燈等，該出入口為無控制出入口，采用允許左轉的交通組織方式。主出入口與北交叉口的距離為450m，與南交叉口的距離為320m。

3.2.2 ? ?出入口1通行能力分析

出入口1為2進2出，與次干路相連接，設計車速30km/h。距離南交叉口150m、西交叉口280m。主要通行車輛為大型車，次干路為雙向6車道，設有中央分隔帶。采用無控制允許左轉的交通組織方式。

3.2.3 ? ?出入口2通行能力分析

此出入口為目前通行車輛最多的出入口，供冷凍倉儲區(qū)車輛通行，通行車輛為冷藏車。出入口2與北交叉口的距離為100m，與南交叉口的距離為740m，與主出入口的距離為350m，連接道路與主出入口，采用無控制允許左轉的交通組織方式。

3.3 ? ?保稅物流園通行能力研究

設計車速為40km/h的基本通行能力是1 650pcu/h，設計通行能力為1 300pcu/h；設計車速為30km/h的基本通行能力是1 600pcu/h，設計通行能力為1 300pcu/h。保稅物流園連接道路的三個出入口設計車速為40km/h和30km/h，雖然道路等級和設計車速不同，但均為雙向6車道，通行車輛均以大型貨車為主，且設計通行能力一致，因此合并計算實際通行能力。

3.4 ? ?保稅物流園實際通行能力計算

根據對物流園出入口2進行交通調查基本計算后，可得匯入率b=0.58，自由流速度vf=80km/h，自由流密度φj=11（pcu·（km·ln）-1），波速系數a=0.76。車道寬度為3.75m，大型車比例為91%，小型車比例為9%，設計車速為40km/h，將參數代入公式（6）和（7）中，可得C合為1 187pcu/h，C分為1 046pcu/h。對比規(guī)范中規(guī)定的設計通行能力，實際通行能力略低。

3.5 ? ?保稅物流園交通組織優(yōu)化設計

據上節(jié)分析，保稅物流園出入口的實際通行能力低于設計通行能力，為提高其出入口通行能力，進行交通組織設計，設計思路主要針對交通組織方式優(yōu)化和出入口交通設施優(yōu)化兩方面。

3.5.1 ? ?保稅物流園出入口交通組織方式優(yōu)化

保稅物流園共有3個出入口，連接道路分別為主干道S833#和次干道，均為雙向6車道，道路橫斷面為兩塊板，設有中央分隔帶，但在出入口處沒有分隔帶。車輛進出均允許左轉。圖2所示為出入口沖突狀況，有3個沖突點、2個分流點和2個合流點。出入口通行車輛主要為大型車，車輛最小長度為9m，寬度為2.6m，轉彎半徑在9～18m，S833#道路為雙向6車道，車道寬度為3.75m，中央分隔帶寬度為4m，由此可計算，車輛長度大于10m時，左轉行駛可到中央分隔帶，若長度更長則會影響對向車道，在此種情況下，左轉沖突增加。目前，3個出入口交通量都不大，左轉時對道路交通的影響不明顯，但交通量增加或者超過10米的車輛同時進出，則會造成路段通行能力降低和出入口車輛排隊長度增加的問題。

3.5.1.1 ? ?單個出入口交通組織優(yōu)化

出入口2和主出入口的間隔350m，出入口2與北交叉口間隔100m，出入口1距離南交叉口150m、西交叉口280m。由于主出入口和出入口2間距較近且出入口2與交叉口的距離剛好滿足規(guī)范的最低要求，因此，我們將主出入口和出入口2的交通組織方式改為右進右出。采用此種方式后，消除了交通沖突點，分合流點各1個。優(yōu)化前后交通沖突對比如圖2所示：出入口1的交通組織方式仍為允許左轉，不過需在中央分隔帶處設置左轉輔助車道，如圖3b所示增加轉向車輛通行空間的同時不影響對向車道車輛行駛。

3.5.1.2 ? ?物流園交通組織優(yōu)化

保稅物流園對外交通如圖3a所示主要通過109國道集散，車輛集中在北交叉口。南交叉口的南和東方向道路正在建設中，建成后車輛可以通過南交叉口前往109國道。為了優(yōu)化保稅物流園交通組織設計，我們采取了如圖3b所示的措施：主出入口和出入口2采取右進右出的方式，左轉車輛可通過南交叉口掉頭左轉或者通過繞行西交叉口實現左轉。出入口1采取允許左轉的方式，車輛可以通過南交叉口或西交叉口到達北交叉口。當在建道路通車使用后，我們將去除南交叉口的左轉掉頭通道，左轉方向車流可以通過南交叉口直接到達109國道，從而緩解北交叉口的交通壓力。

3.5.2 ? ?保稅物流園交通設施優(yōu)化設計

保稅物流園道路除了道路標線和交叉口信號燈等基礎設施外，再無其他交通設施，這顯然不夠完善。需要進一步建設和完善交通設施。為此，根據前文所做的交通組織優(yōu)化設計，我們提出了出入口周圍交通設施的優(yōu)化方案，如圖4所示。優(yōu)化方案包括在出入口2和主出入口處設置中央分隔欄，并取消出入口2的行人過街設施，同時在主出入口處設置行人過街設施。此外，對北交叉口進行渠化設計，南交叉口設置掉頭標志。以引導車流暢通。同時，在南交叉口設置掉頭標志，方便車輛調頭。這些優(yōu)化措施將有效改善保稅物流園的交通環(huán)境，提升交通運行效率和安全性。

具體設計見圖5。

4 ? ?結 ? ?語

本文研究了物流園出入口的交通組織優(yōu)化問題，首先，對物流園出入口設置的相關問題進行了研究，包括間距和影響因素等。接著，通過研究出入口的通行能力，建立了交通流動力學模型，并考慮了通行能力的影響因素，利用優(yōu)化參數對模型進行了優(yōu)化。然后，以蘭州國際港保稅物流園為例，通過優(yōu)化模型計算實際通行能力，發(fā)現其低于設計通行能力。最后，結合保稅物流園的交通現狀，對3個出入口進行了交通組織優(yōu)化設計，提高了其通行能力。本文提出的方法和研究結果對其他物流園的出入口交通組織優(yōu)化具有一定的借鑒意義。

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