城市道路平面交叉口導流島設(shè)置研究

摘要 城市道路為經(jīng)濟的穩(wěn)定增長提供了快速、安全、可靠和便捷的交通服務，但也面臨著越來越多的安全問題，尤其是在平交路口等交通事故高發(fā)的區(qū)域，對交叉口安全的研究迫在眉睫，文章通過評估道路信號燈路口的交通沖突，研究了導流島交通組織技術(shù)的利弊，并提出改進建議。研究結(jié)果表明：經(jīng)平面交叉口導流島優(yōu)化設(shè)計后，交叉口的飽和度降低了16.3%、車輛平均延誤下降了23.6%、停車次數(shù)減少了26.7%、沖突點密度降低38.9%，行人在過街時也更具有安全保障，導流島對交叉口的整體交通狀況有了明顯提高。

關(guān)鍵詞 導流島；信號交叉口；交通沖突；交通組織

中圖分類號 U491 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）19-0034-04

0 引言

隨著中國城市化水平的不斷提高和經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對交通的需求也在迅速增加，目前交通狀況經(jīng)常造成交通擁堵，延長出行時間，造成交通延誤，嚴重時甚至引發(fā)交通事故。盡管許多研究人員提供了各種交叉口安全評估方法，但不同評估方法均存在一定的制約因素[1]。城市道路平面交叉口導流島是緩解交通擁堵的重要措施，不僅可以實現(xiàn)交通流量的有效管理，還可以避免交通安全事故的出現(xiàn)，但是由于城市交通流量的迅速加大，城市道路交叉口導流島也逐漸出現(xiàn)了不同程度的交通擁堵狀況。文章通過分析城市道路交叉口的安全評價，提出了相應交叉口導流島設(shè)置措施，對于提高交叉口的運行效率，減少交叉口交通事故，提升城市道路的整體交通安全水平，具有重大而深遠的現(xiàn)實意義。

1 平面交叉口使用狀況

1.1 平面交叉口使用現(xiàn)狀

交叉口幾何條件調(diào)查是對道路基本信息的全面了解，為了設(shè)計交叉口空間，須收集每條道路的基本數(shù)據(jù)，包括紅線寬度、車道寬度和分隔帶寬度，城市建設(shè)單位往往是上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的來源。要確定道路目前的車道數(shù)，以及是否有指定的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)車道，可調(diào)查車道功能分區(qū)和車道數(shù)。

1.2 平面交叉口交通擁擠與事故原因

1.2.1 平面交叉口交通擁擠原因分析

運力不足是道路交通擁堵的常見原因，交通容量不足的原因可分為永久性和短暫性影響兩類。道路通行能力主要受轉(zhuǎn)彎半徑、車道寬度、車道數(shù)量和坡度影響，長期存在且難以改變。傳統(tǒng)觀點認為，交叉口的車道應盡可能寬，然而在對西安市十字路口的考察和研究中發(fā)現(xiàn)，寬車道存在一定的弊端，為了趕上快速車流，一些駕駛員可能會在寬車道路口魯莽超車，從而增加與周圍車道的沖突，并對路口的交通造成負面影響，從而影響道路的通行能力。

造成平面交叉口交通擁擠原因主要分為以下三點：首先，機動車與行人發(fā)生交通沖突，影響交通流暢；其次，城市交通組成中不同類型車輛的比例和行為方式對通行能力有直接影響，摩托車的隨意穿行可能導致交叉口混亂，公交車與小型車輛混合行駛也會影響通行效率[2]；最后，根據(jù)對交叉口的現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)停車和占道經(jīng)營導致了交叉口通行面積的擠壓，成為交通擁堵的主要原因之一。

1.2.2 平面交叉口事故原因分析

為了保證道路交通功能的高效執(zhí)行，道路交通系統(tǒng)必須在人、車、道路和環(huán)境之間進行有機協(xié)調(diào)，2022年西安市不同類型人群以及不同年齡段人群事故情況調(diào)查結(jié)果如圖1所示。從圖1（a）中可以看出自主經(jīng)營者和工人發(fā)生事故的概率大致相同，其他類型的群眾發(fā)生事故概率最高。從圖1（b）中可以看出年齡段處于26～45歲之間的人群發(fā)生事故概率最高為73%，發(fā)生事故概率最小為1～12歲的兒童，僅為2%左右。

_{24RkTg8EPYpTwHm1fTMEAPKMsBkj9U377Vh67KKqDeE=}在不同地區(qū)，粗心大意、管理策略不得力、違反車道規(guī)定是造成行人事故的主要原因，在城市交通設(shè)計中，機動車往往比步行者得到更多的考慮。因此很多行人交通設(shè)施建設(shè)不夠完善，違章現(xiàn)象時有發(fā)生，在進行交通規(guī)劃設(shè)計時，盡可能完善步行系統(tǒng)，改善行人交通設(shè)施[3]。此外，須確保機動車輛符合安全技術(shù)要求，因為其在公共道路上使用時具有一定動能和破壞力，必須保證汽車在道路上行駛的安全性和可靠性。

而在我國的交通事故統(tǒng)計中，人、車、路這三個要素之間的內(nèi)在聯(lián)系常常被割裂，導致了對交通事故中道路及環(huán)境因素的低估。主次干道兩側(cè)土地開發(fā)密度高，購物中心、服務設(shè)施等集中，阻礙了機動車的縱向行駛，降低了車速，當汽車駛近支路時，由于行人過街設(shè)施的廢棄，汽車經(jīng)常會迅速加速，增加行人橫穿縱向交通的不可預測性，降低了行人過街的速度，安全系數(shù)降低，增加事故的風險性[4]。

2 平面交叉口交通組織與導流島渠化設(shè)計

2.1 平面交叉口交通流特征

在中國的交通設(shè)計中，機動車往往優(yōu)先于行人，而行人則被忽視，因此行人在道路使用過程中相對處于劣勢，考慮我國的步行交通量以及公平對待弱勢群體的理念，應更多地考慮行人交通的需求和安全?，F(xiàn)代城市中，很多道路設(shè)計卻忽視了行人的需求，導致了行人在道路上移動時面臨諸多困難和危險，特別是在繁忙的交叉口和主干道上。因此需要更加注重行人交通的設(shè)計和規(guī)劃，確保道路不僅能夠滿足機動車輛的需求，也能夠提供安全、便利的行人通行環(huán)境。通過設(shè)置行人過街設(shè)施，提高行人通行的便利性，以及優(yōu)化行人通行空間，改善行人的交通環(huán)境，提高其交通安全和舒適性[5]。

2.2 平面交叉口交通組織

交通組織是將交通工程技術(shù)與交通組織理念相結(jié)合的一種綜合性措施，其主要任務是對交通流量、流速和流向進行組織。在面對道路資源有限的情況下，交通組織通過合理的時間安排、車輛分類和流向分配，使道路能夠以高效有序的方式發(fā)揮其功能。這種綜合性的交通管理方法旨在優(yōu)化道路使用效率，減少交通擁堵和延誤，提升道路運輸系統(tǒng)的整體性能，通過科學的交通組織，可以實現(xiàn)交通系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)與優(yōu)化，為城市交通提供更加便捷、安全的服務。

2.3交叉口車速控制

在車輛行駛至平交口時，由于車速過快或路面摩擦力減小可能導致剎車距離增加，需要設(shè)定限速措施，針對市區(qū)主干路、次干路，通常需要信號燈控制，對整條道路設(shè)置一個統(tǒng)一的限速值。而由于城市道路支路的紅線寬度相對較窄，兩側(cè)經(jīng)常停放有機動車，行人活動頻繁，因此支路的最高車速應不超過30 km/h，以確保行車安全。將每條行車道寬度減少到3 m時，車輛行駛速度很難超過80 km/h；而將行車道寬度減少到2.8 m時，車輛行駛速度很難超過60 km/h，因此可以采用減少車道寬度的方式來限制車輛速度，從而提高交通安全性。

2.4 平面交叉口渠化設(shè)計

2.4.1 渠化設(shè)計

渠化設(shè)計在平交口的規(guī)劃中是一項重要的交通管理措施，通過利用交通標志、標線以及交通島等設(shè)施，引導不同交通流順利通行，以提高道路通行效率和安全性，渠化設(shè)計主要具有以下四個顯著特點：

實用性：渠化設(shè)計能夠有效減少交通流在平交口的路程，從而提高了平交口的通行能力和服務水平，通過合理設(shè)置交通指示標志和標線，可以使車輛流動更加有序、高效。

經(jīng)濟性：相比于建立立交橋等大規(guī)模交通設(shè)施，渠化設(shè)計的投資成本相對較低，工程周期也相對較短，而且渠化設(shè)計的效果顯著，投資回報較高，幾乎可以忽略與其他交通設(shè)施修建相比的成本差異。

安全性：通過分隔各個方向的交通流，渠化設(shè)計有效提高了行駛的安全性，車輛在通過平交口時，受到良好的引導和分流，降低了因交通擁堵而引發(fā)的交通事故風險。

美觀性：交通島等設(shè)計元素的加入使得渠化設(shè)計不僅具有實用功能，還能夠美化環(huán)境。通過合理布置植被、景觀雕塑等美學元素，不僅能提升周邊環(huán)境的美觀程度，還能緩解司機駕駛過程中的疲勞感。

2.4.2 渠化方法及其適應性

渠化設(shè)計方法是指通過設(shè)置交通島、標線和標志、引導車道和擴大交叉口等綜合措施來控制汽車和人流的流動。交通島主要分為分流島、隔離島和安全島，適用于交叉口面積較大、交通流復雜的情況，設(shè)置交通島時應遵循“寧少勿多”的原則，一個交通島應盡可能兼顧多種功能，以避免影響平交口通行和引發(fā)安全隱患，交通島的面積宜盡量大，寬度適當，并可采用路緣石圍欄或標線繪制等方式進行標示。隔離島用于隔離同方向或直線行駛的交通，可做成運河狀，引導車輛轉(zhuǎn)彎；分流島用于分隔來自不同方向的交通，防止交通糾紛；安全島的目的是規(guī)范車輛行駛軌跡，保障行人橫穿馬路時的安全，提高交叉口的安全性和人流量。

3 工程案例

3.1 工程概況

以西安市長安區(qū)某道路交叉口為例，展示交叉口的時空優(yōu)化配置方法，該交叉口呈“X”形，位于西安市中心組團的_{Xe9//BLsjDfXB0KLEIB+5Q==}交叉道路中，該段既是公交的主要通道，也是區(qū)內(nèi)交通的主要通道。兩個交叉口周邊有許多建筑設(shè)施，吸引大量交通需求，導致交通擁堵嚴重，尤其是高峰時段，各進口道排隊長、交通壓力大。

3.2 導流島設(shè)計優(yōu)化方案

由于南北出入口車道較多，在符合相關(guān)規(guī)定的前提下，可通過中線偏移、縮小車道寬度等措施，將交叉口原有的三車道配置改為四車道，此外由于交叉口呈“X”形，由東向南左轉(zhuǎn)和由南向東右轉(zhuǎn)的半徑相當狹窄，因此須設(shè)置分流設(shè)施。根據(jù)具體規(guī)劃，右轉(zhuǎn)車輛將不再需要通過交叉路口，該規(guī)劃要求在南入口處設(shè)置分流島和專用右轉(zhuǎn)車道，東入口將利用中央分隔帶設(shè)置兩條左轉(zhuǎn)車道，并通過設(shè)置左轉(zhuǎn)引導線來引導左轉(zhuǎn)車輛。為方便右轉(zhuǎn)車輛，在東入口處通過指示渠化建設(shè)了一條右轉(zhuǎn)專用車道，西入口由于道路狹窄，改造空間不大，但為引導左轉(zhuǎn)車輛，改善交叉口交通，劃設(shè)左轉(zhuǎn)引導線，平面交叉路口導流島設(shè)計優(yōu)化方案示意圖，如圖2所示。

3.3 信號配時優(yōu)化設(shè)計

通過平面交叉口導流島設(shè)計優(yōu)化，交叉口的行駛軌跡變得更加規(guī)范，有效減少了機動車、行人和非機動車之間的沖突，大大改善了交叉口的運行秩序，提高了交通容量和安全性，現(xiàn)狀配時方案與優(yōu)化后的配時方案數(shù)據(jù)的對比情況，如表1所示。

與典型的四相位配時相比，采用組合相位配時的綠燈率和交通信號周期更短，但汽車的平均等候時間也縮短了，主要是因為采用了混合相位配時方案，從而最大限度地提高了時間效率。

3.4 交叉口服務水平評價

優(yōu)化前后的相關(guān)評價指標對比情況，如圖3所示。由圖可知，通過在東側(cè)和南側(cè)入口處設(shè)置安全島，有效縮短了行人和非機動車在沒有保護的情況下通過十字路口的距離，使十字路口變得更加安全，從而提升了交叉口的整體安全性水平。交叉路口飽和度、車輛平均延誤以及平均停車次數(shù)分別降低了10%，23.9%以及27.6%。根據(jù)同類評價以及之前提出的等級劃分標準，可以對交叉口現(xiàn)狀和改進方案的服務水平中各項指標進行評分，包括但不限于交通流量容量、車輛延誤情況、行人和非機動車的安全度、信號配時效果等多個指標。采用組合相位法來分配信號時間，更合理地分配時間資源，減少了車輛的平均延誤和停車次數(shù)。通過評分可以更清晰地了解交叉口的現(xiàn)狀及改進方案的綜合效果，為交通規(guī)劃和管理提供參考依據(jù)，優(yōu)化前后的相關(guān)評價指標評分對比情況，如圖4所示。

基于上述分析可知，經(jīng)平面交叉口導流島優(yōu)化設(shè)計后，該交叉口的飽和度、行人過街設(shè)施指數(shù)、管理設(shè)施水平等指標評價得分提升明顯，提升范圍在12～16分之間；車輛平均延誤、停車次數(shù)、沖突點密度等評價得分也有不同程度提升，提升范圍在5～8分之間。

4 結(jié)論

該研究以陜西省西安市某交叉路口作為研究對象，對城市道路平面交叉口導流島設(shè)置進行深入研究，主要得出以下結(jié)論：

（1）文章綜合考慮了車輛延誤、行人安全、交通流量等，通過合理的參數(shù)調(diào)整來達到最優(yōu)的信號配時效果，可以有效平衡不同目標之間的效果，為交叉口信號配時提供更科學、更合理的優(yōu)化方案。

（2）文章通過對導流島進行設(shè)計優(yōu)化，研究結(jié)果表明：采用組合相位配時的綠燈率和交通信號周期更短，但汽車的平均等候時間縮短，主要是因為采用了混合相位配時方案，從而最大限度地提高時間效率。經(jīng)平面交叉口導流島優(yōu)化設(shè)計后，交叉路口飽和度、車輛平均延誤以及平均停車次數(shù)分別降低了10%，23.9%以及27.6%，服務水平方面有了明顯的提高。

參考文獻

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收稿日期：2024-06-20

作者簡介：李文樂（1986—），男，本科，工程師，主要從事城市道路交通規(guī)劃設(shè)計研究工作。