西安市高新區(qū)道路平面交叉口精細(xì)化改造設(shè)計研究

張 強(qiáng)，劉 坤，廖苑伶

（上海市政交通設(shè)計研究院有限公司，上海市　200030）

隨著城市經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機(jī)動車保有量增長迅猛，導(dǎo)致交通擁堵成為各大城市的通病。以西安市高新區(qū)為例，高峰時段建成區(qū)主要交叉口飽和度均在0.8以上。受用地條件、環(huán)境保護(hù)等因素制約，通過大規(guī)模改擴(kuò)建工程來解決擁堵問題已越來越難。因此，如何挖掘既有道路設(shè)施的交通潛力、提高運(yùn)行效率將成為改善大城市交通擁堵問題的研究趨勢。

1　西安市高新區(qū)交叉口問題分析

西安市高新區(qū)位于主城區(qū)的西南部，建成區(qū)面積約60 km2。目前高新區(qū)路網(wǎng)對外出入口交通擁堵嚴(yán)重，如唐延路與二環(huán)連接處、科技路與城區(qū)連接處。路網(wǎng)內(nèi)部存在科技二路與太白南路、高新路交叉口，科技六路與太白南路交叉口，丈八一路/丈八西路交叉口等擁堵點(diǎn)（見圖1）。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，高新區(qū)交叉口存在以下問題：

（1）大型交叉口如主-主、主-次交叉口面積過大，車流清空時間長。

（2）一些復(fù)雜交叉口內(nèi)部缺少導(dǎo)流設(shè)施，行車軌跡混亂。

（3）進(jìn)出口道渠化展寬不到位，車道數(shù)與交通量不匹配，車道功能劃分不合理。

（4）信號相位設(shè)置不合理，或信號配時與流量不匹配。

（5）部分交叉口缺乏機(jī)非隔離設(shè)施，機(jī)非混行現(xiàn)象嚴(yán)重。

（6）大型交叉口采用行人一次過街，存在安全隱患。

圖1　高新區(qū)建成區(qū)路段擁堵圖

2　交叉口精細(xì)化改造目標(biāo)和思路

精細(xì)化是一種精益求精的理念和態(tài)度，要求工程師根據(jù)道路交通實際情況，采取區(qū)別化、具體化和人性化的措施，對各要素的考慮要全面、細(xì)致和深入[1]。交叉口精細(xì)化改造設(shè)計旨在充分挖掘交叉口的潛力，消除交叉口安全隱患，減少機(jī)、非、人之間的相互干擾，達(dá)到規(guī)范交通秩序、保障慢行安全和提高交叉口運(yùn)行效率的目的。

交叉口精細(xì)化改造應(yīng)在對現(xiàn)狀交叉口交通量、渠化設(shè)計、交通組織、信號配時等充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，剖析產(chǎn)生擁堵的深層次原因，結(jié)合交通改善目標(biāo)提出有針對性的改善方案和措施，經(jīng)方案效果評價滿意后方可實施改造。

3　交叉口精細(xì)化改造措施

交叉口精細(xì)化改造設(shè)計的內(nèi)容包括很多，如在幾何設(shè)計方面盡量縮小交叉口面積；在交通組織方面利用導(dǎo)流設(shè)施規(guī)范行車軌跡、合理渠化進(jìn)出口道、采用人非二次過街；在信號控制方面優(yōu)化信號相位和配時；在交通管理方面完善相應(yīng)管理設(shè)施。

3.1　縮小交叉口面積

（1）合理確定人行橫道。人行橫道設(shè)置應(yīng)盡量縮短人行步道長度，盡量與人行道相連接。對于大、中型交叉口，人行道距路緣線切點(diǎn)向后移3～5 m，小型交叉口人行橫道線可按“口”字形設(shè)置。

（2）停車線盡量提前。減少車輛通過交叉口時間，增強(qiáng)交叉口通過能力。

（3）減小交叉口路緣石轉(zhuǎn)彎半徑。根據(jù)《城市步行和自行車交通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》（2013版），右轉(zhuǎn)彎行車設(shè)計時速宜取15～20 km/h，相應(yīng)的路緣石轉(zhuǎn)彎半徑也宜取低值[2]。

3.2　利用導(dǎo)流設(shè)施，規(guī)范行車軌跡

（1）設(shè)置導(dǎo)行線。對于一些復(fù)雜或畸形的交叉口、高架橋下或有障礙物導(dǎo)致視距不良的交叉口、進(jìn)口道與出口道中心線有偏移的情況，設(shè)置導(dǎo)行線一方面可引導(dǎo)機(jī)動車的行駛軌跡，規(guī)范行車秩序；另一方面可有效引導(dǎo)車輛進(jìn)入正確的車道，提高行車安全性。

（2）設(shè)置導(dǎo)流島。導(dǎo)流島的主要作用是引導(dǎo)交通流，設(shè)置轉(zhuǎn)角導(dǎo)流島可分離右轉(zhuǎn)機(jī)動車，同時為人、非提供二次過街等待區(qū)域，保證人、非過街安全。應(yīng)合理選取導(dǎo)流島關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，避免出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎車輛壓島的問題。

3.3　進(jìn)出口道合理渠化

（1）車道渠化。車道渠化主要包括渠化車道寬度和車道長度。在無法拓寬進(jìn)口道寬度的情況下，可通過壓縮車道寬度的方式來增加車道數(shù)。治理性交叉口用地受到限制時，1條進(jìn)口車道的最小寬度可取2.8 m。對于左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)交通量較多的情況，應(yīng)根據(jù)流量分析確定渠化車道長度，以減少路口車流排隊時車輛分車道行駛的影響。

（2）車道功能調(diào)整。車道功能調(diào)整是在車道數(shù)量不變的前提下改變原有車道功能的劃分，根據(jù)交通量特點(diǎn)重新分配交叉口的空間資源，以提高交叉口的空間利用率。

（3）設(shè)置待轉(zhuǎn)區(qū)。在左轉(zhuǎn)交通量較大且設(shè)置專用左轉(zhuǎn)相位的交叉口，可設(shè)置左轉(zhuǎn)彎待轉(zhuǎn)區(qū)，讓部分車輛提前進(jìn)入交叉口，在一定綠燈時間內(nèi)增加通過交叉口的車輛數(shù)量，以提高左轉(zhuǎn)車道通行能力。在滿足幾何條件、不影響交通安全的前提下，設(shè)置長度越長越能夠最大限度地發(fā)揮作用。

3.4　人非二次過街

交叉口通行能力的損失中，因行人和非機(jī)動車干擾導(dǎo)致的通行能力損失約為15%[3]。對于一些干道相交的大型交叉口，可考慮采用行人或非機(jī)動車二次過街。

（1）行人二次過街。設(shè)置行人過街安全島可為行人二次過街提供安全的駐足區(qū)域，縮短行人一次過街距離，配合二次過街信號控制可增加行人放行的靈活性，從而提高交叉口的行人通行效率和安全性。

（2）非機(jī)動車左轉(zhuǎn)二次過街。對于非機(jī)動車流量不是特別大，交叉口有用地條件時，可采用非機(jī)動車二次過街的形式（見圖2）。

圖2　非機(jī)動車二次過街方式

3.5　優(yōu)化信號相位和配時

交叉口信號相位方案應(yīng)根據(jù)各流向交通量分布，結(jié)合進(jìn)口道車道功能劃分合理確定[4]。

（1）左轉(zhuǎn)專用相位。設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位利于避免左轉(zhuǎn)和直行車輛沖突，一般左轉(zhuǎn)交通量大于100 pcu/h，或左轉(zhuǎn)車輛每周期到達(dá)3輛及以上，且設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道時，可設(shè)左轉(zhuǎn)專用相位。

（2）右轉(zhuǎn)專用相位。一般情況下，交叉口右轉(zhuǎn)車輛不受信號燈控制，但對于一些右轉(zhuǎn)交通量很大、且行人與非機(jī)動車特別多的交叉口，且設(shè)置右轉(zhuǎn)專用車道時，可采用右轉(zhuǎn)專用相位，以減少人非與機(jī)動車的沖突，改善交叉口交通秩序。

（3）行人專用相位。它是從時間上將相互沖突的車流和人流徹底分離，是解決人車沖突的一種有效措施。對于一些大型商業(yè)設(shè)施附近、行人流量特別大的交叉口，可考慮采用行人專用相位。有行人專用相位的三相位設(shè)計方案見圖3。

（4）優(yōu)化信號配時。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查交通量的特點(diǎn)，優(yōu)化信號周期時長和優(yōu)化各關(guān)鍵相位分配的綠燈時間，以平衡各關(guān)鍵車道組的飽和度，達(dá)到充分利用交叉口時間資源的目的。

圖3　有行人專用相位的三相位設(shè)計方案

3.6　完善交通管理設(shè)施

交通管理設(shè)施的設(shè)置目的在于配合交通管理，保障交通運(yùn)行安全有序，包括標(biāo)志、標(biāo)線、隔離柵欄等安全設(shè)施和電子警察、誘導(dǎo)系統(tǒng)等信息設(shè)施。如在行人過街違章率高的路口設(shè)置人非護(hù)欄、在機(jī)非混行的路口設(shè)置機(jī)非分隔欄等。應(yīng)用行車誘導(dǎo)牌等智能交通管理系統(tǒng)。

4　交叉口精細(xì)化改造案例

本文以西安市高新區(qū)丈八一路/丈八西路交叉口改造為例，介紹交叉口精細(xì)化改造的基本要點(diǎn)。丈八一路/丈八西路為十字斜交交叉口，其中丈八西路為城主干路，紅線寬度40 m，丈八一路為次干路，紅線寬度30 m，現(xiàn)狀采用4相位控制。

4.1　現(xiàn)狀問題

（1）北進(jìn)口道渠化不足，高峰時段車輛排隊較長，延誤高。

（2）東進(jìn)口道渠化不足，且省體育訓(xùn)練中心開口距離交叉口僅50 m，交通組織混亂。

（3）南北進(jìn)口中心線偏移大，交叉口內(nèi)部方向辨識度不高，主流向不通暢。

（4）西進(jìn)口設(shè)置2處行人過街設(shè)施，西北角的導(dǎo)流島未得到充分利用，且存在安全隱患。

（5）交叉口信號相位配時不合理。交叉口現(xiàn)狀平面圖見圖4。

4.2　交叉口流量流向分析

該交叉口高峰機(jī)動車流量約6 258 pcu/h，其中東西和南北直行為主流向；轉(zhuǎn)向流量中，北向東左轉(zhuǎn)和東向北右轉(zhuǎn)流量占比較高。

4.3　交叉口改造方案

在幾何設(shè)計上：改造導(dǎo)流島，遷移島內(nèi)電箱，取消西進(jìn)口1處人行橫道。

在交通組織上：（1）設(shè)置南北直行導(dǎo)行線，引導(dǎo)車輛進(jìn)入正確的車道；（2）取消東進(jìn)口30 m側(cè)分帶，將東進(jìn)口道拓寬為5根車道；（3）各進(jìn)口均設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)，提高左轉(zhuǎn)車道通行能力；（4）將北進(jìn)口人行道改造為人非共板，利用現(xiàn)狀非機(jī)動車道改造成機(jī)動車道。

在信號控制上：根據(jù)改造后的車道劃分優(yōu)化信號配時方案。

在交通管理上：在省體育訓(xùn)練中心開口處施劃禁停標(biāo)線，規(guī)范交通秩序。

交叉口改造方案平面布置見圖5。

圖5　交叉口改造方案平面圖

4.4　改善效果

根據(jù)改造方案評價結(jié)果，各進(jìn)口道飽和度基本可控制在1.0及以下，交叉口平均延誤由108.3 s降至56.5 s，總體服務(wù)水平由四級提升至三級，改善效果十分顯著，具體數(shù)據(jù)見表1。

5　結(jié)語

交叉口是城市道路最容易發(fā)生擁堵的環(huán)節(jié)，通過精細(xì)化改造設(shè)計，雖然不能從根本上解決交通設(shè)施供給不足的問題，但仍可實現(xiàn)有效改善。它是從微觀層面上緩解交通擁堵、規(guī)范交通秩序的一種途徑，對于改善城市交通環(huán)境具有重要意義，應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)管理部門以及設(shè)計人員的注意和重視。

表1　交叉口飽和度與平均延誤分析