復合式立體交叉交織段安全性分析★

萬　偉　王曉飛

(1.中國華西工程設計建設有限公司，廣東 深圳　518000；　2.華南理工大學，廣東 廣州　510000)

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·道路·鐵路·

復合式立體交叉交織段安全性分析★

萬偉1王曉飛2

(1.中國華西工程設計建設有限公司，廣東 深圳518000；2.華南理工大學，廣東 廣州510000)

結合鶴洲互通與機場互通的設計實踐，應用VISSIM仿真分析了復合式立體交叉交織段長度風險，研究了交織段交通沖突的分布特性，對交織段的安全性進行了評價，重點探討了交織段的運行車速，從而揭示了復合式立體交叉交織段安全性、車速分布及通行能力的分布規律。

高速公路，復合式立交，交織段，交通沖突

0　引言

深中通道深圳側接線的鶴洲互通與機場互通之間的凈距不滿足JTGT D21—2014公路立體交叉設計細則(以下簡稱《細則》)要求(加速車道漸變段終點與機場互通減速車道漸變段起點相距(凈距)為0.9 km，小于1.1 km)，因此設置輔助車道將二者連接成復合式立體交叉?！都殑t》中主線側合分流連接部的輔助車道長度如表1所示。

表1　主線側合分流連接部的輔助車道最小長度

復合式立交的交織段行車環境復雜，面臨的風險較大，本文以鶴洲互通與機場互通的交織段為例，針對交織段的交通沖突和行車風險展開分析，得到交織段的行車安全性特征規律，為類似設計提供參考。

1　項目概況

鶴洲互通主線設計速度為100 km/h，單向車道數大于3車道并且出入口匝道中有雙車道，輔助車道長度不應小于一般值1 100 m。沿鶴洲互通主線樁號增加方向右側輔助車道長度為2 240 m，滿足《細則》要求；沿鶴洲互通主線樁號減少方向右側輔助車道長度為1 267 m，也滿足《細則》要求。

但是由于本路段主要服務于機場，車流量較大，修編方案的沿鶴洲互通主線樁號減少方向右側交織段長度較原有方案減少約1 km，故須對此路段進行交通安全風險仿真研究。

2　交織段交通沖突

為了更加直觀地對此路段進行交通沖突分析，擬定立交凈距等于1 100 m時，不設置復合立交的情況(普通立交方案)與修編方案進行VISSIM仿真比較。仿真模擬時間為1 h，仿真輸出的數據和結果主要包括：車輛速度、交互作用狀態等。

VISSIM仿真實驗提取出的交互作用狀態主要包括：自由、跟車、通過、制動AX、制動BX等。其中制動AX為從達到安全距離內開始制動，表示嚴重沖突；制動BX為到達安全距離前開始制動，表示輕微沖突。通過VISSIM仿真得到的交互作用狀態結果，得到相應的嚴重沖突數和輕微沖突數，以此評價交織段的沖突狀況。

目前，無論針對交叉口還是普通路段或交織區，運用交通沖突進行安全評價時，采用的指標均是TC/MPCU(沖突數與混合交通當量的比值)，然而這一指標及其評價標準最初是基于平面交叉口確定的。

一方面，與平面交叉口相似，交織區通過量是影響沖突數的關鍵因素，通過量越大，發生交通沖突的可能性越大，沖突數也就越多；另一方面，交織區中車輛要在一定的長度內完成交織操作，沖突數與長度的大小有密切關系。

交織區長度越長，車輛在交織區中運行的時間越長，發生交通沖突的可能性就越大，但交通沖突的發生比較分散，相對沖突數減少，沖突就更不容易轉化為事故。因此，TCT中的評價指標TC/MPCU不能準確地評價立交交織區的安全性，應該確定適用于交織區新的評價指標。

為了更加客觀地反映交通安全，本研究選擇沖突數與通過量、路段長度的比值——車公里沖突數，即沖突率作為評價的指標(通過量D為在一定的交通條件下，單位時間內通過道路某一斷面的實際交通量)。

式中：f——車公里沖突率，次/(輛·m)；

TC——時均沖突次數，次/h；

D——通過量，輛/h；

L——交織區長度，m。

經統計，可以得到修編方案和普通立交方案的沖突率，如表2所示。

表2　修編方案和普通立交方案的交通沖突率

由表2可以看出，較普通立交方案，修編方案的沖突率(嚴重+輕微)要高出近10個百分點。沖突率之間的差異主要體現在輕微沖突率方面。

3　交織段運行車速

同時通過普通立交方案與修編方案的交織段各監測點的速度變化來說明交織段長度減少帶來的影響，如圖1，圖2所示(橫坐標為各個監測點位置，縱坐標為各個監測點的運行車速。其中從中央分隔帶到車道邊線依次為第一、第二、第三、第四、輔助車道)。

圖1　普通立交方案監測點平均車速

圖2　修編方案監測點平均速度

從圖1，圖2中可以發現，縱向來看，兩種方案有著共同點：從中央第一車道到第一車道/輔助車道(修編方案)，同一監測點的數據呈現遞減趨勢。同時也有不同點，主要體現在：

1)從運行速度比較，交織段附近普通立交方案的運行速度同修編方案相比較小。原因主要是進入交織段，車流量增大，在同等交通量的情況下，修編方案較普通立交方案多一個車道，可以大大的緩解車流壓力。

2)交織段不同車道之間的運行速度差，普通立交方案同修編方案相比較大。尤其體現在最外側的兩個車道。原因主要是，修編方案輔助車道可以減少一定部分的車流量與主線相交，保持一定的連續性。而普通立交方案，匝道—主線、主線—匝道的車輛會增加沖突數的發生。

橫向來看，沿著行車方向，車輛從入口匝道進入主線時，速度先經加速車道加速，至減速車道減速，最終進入匝道，呈現先增后減再增的趨勢，其中最內側的運行車速變化趨勢均較小。相比較而言普通立交方案最外側運行速度變化趨勢較大。

4　結語

以上可以發現，由于修編方案的交織段長度較普通方案較小，這在一定程度上導致修編方案交織段的沖突數與沖突率增加(程度主要為輕微)。同時可以發現修編方案將機場立交與鶴洲立交設計成為復合立交，增加了一條輔助車道，從長遠來看，增加一個輔助車道可以大大增加道路的通行能力。但因為交織段長度較小，需要再完善相應的交通安全管理措施。

[1]韋可,張艷.試論高速公路復合式互通立交設計[J].城市建設理論研究(電子版),2015,5(26)：63-64.

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[7]中國公路工程咨詢集團有限公司.公路立體交叉設計細則[M].北京：人民交通出版社,2014.

On safety analysis of weaving section of composite overpasses★

Wan Wei1Wang Xiaofei2

(1.ChinaHuaxiEngineeringDesignandConstructionCo.,Ltd,Shenzhen518000,China;2.SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510000,China)

Combining with the design practice for Hezhou Interchange and airport interchange, the paper adopts VISSIM to simulate and analyze the length risks of the weaving section of composite overpasses, researches the distribution features of the traffic conflicts in the weaving section, evaluates the safety of the section, and explores the traffic speed of the weaving section, so as to display the distribution rule for the safety, speed distribution and traffic capacity of the composite overpasses.

expressway, composite overpass, weaving section, traffic conflict

1009-6825(2016)21-0135-02

2016-05-12★：廣東省交通運輸廳科技資助項目(項目編號：2015-02-003，2015-02-004，2013-02-068)；國家自然科學基金資助項目(項目編號：51408229)

萬偉(1984- )，男，工程師；王曉飛(1980- )，女，博士，講師

U412.3

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