地下道路匝道設置交通匯入專用車道方案研究

王 越，潘 迪，冀 健

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

深圳前海地下道路由于出入口匝道間距較小，入口匝道變速車道和漸變段總長度僅有70 m左右，匯入長度不足。為了使匝道交通流更易匯入主線，采用了一種壓縮主線車道，將原有3車道變成2車道，騰出外側車道作為匝道交通匯入專用車道的交通組織方案。以深圳前海地下道路平面線形中的Z9入口匝道合流區為藍本，在VISSIM5.4中搭建地下道路入口匝道合流區4種交通組織方式的路網。搭建的路網如圖1所示。

圖1 入口匝道合流區四種交通組織方案VISSIM路網

1 主線車道壓縮位置的差異分析

通過分析方案C與方案B的仿真數據，可評價主線車道壓縮位置對交通流運行特性的差異。

1.1 交通流速度差異

為比較兩種方案主線和匝道交通流運行速度差異，在兩種方案VISSIM仿真文件中設置了速度檢測器（見圖 2）。其中：主線上ZX01為主線起點（兩方案位置相同），ZX02和ZX03分別為漸變段起點和中點（兩方案位置不同），ZX04和ZX05平均分布在漸變段終點至合流點間，ZX06為合流點，之后每隔10 m設置了一個檢測器，直至合流點后50 m的ZX11；匝道上的設置匹配主線，合流點前有5個檢測器，合流點后有5個檢測器。需要說明的是在合流點后主線檢測器僅檢測主線2車道交通流的平均速度，而匝道檢測器僅檢測最外側車道，即由匝道進入車輛的速度。

圖 3為方案B和方案C的主線及匝道各檢測器所采集到的交通流速度變化情況，其中柱狀圖表示相同位置檢測器主線與匝道交通流的速度差。可以看出：

（1）采取方案C，會導致主線交通流在合流點前方速度略有降低，匝道交通流在合流點前方速度有所升高，從而降低了合流點主線和匝道交通流的速度差異，提高了安全性；

（2）采取方案B，匝道交通流速度整體提高，匝道交通流能夠快速通過交織區，對提高匝道交通流的通行效率有顯著作用。

綜上所述，主線在合流點物理鼻端前方一段距離壓縮車道為三變二的交通組織方式與在物理鼻端處壓縮車道的交通組織方式相比，前者使得主線與匝道的速度差異更小，匝道同主線交通流的速度連續性更加合理[1]，從而既能提高匝道通行效率，同時又能保證匝道車輛的行駛安全性。

圖2 入口匝道交通組織方案B與方案C速度檢測器設置示意圖

圖3 入口匝道交通組織方案C與方案B交通流運行速度對比圖

1.2 排隊長度

由于采取主線壓縮車道，將原有3車道變更為2車道，騰出外側車道作為匝道，交通匯入專用車道，匝道交通流不存在排隊問題，因此只需要設置檢測器評估主線車道變換點的排隊長度即可[2]。為此，在兩種方案漸變段終點位置設置了檢測器。

仿真結果發現：主線在合流區物理鼻端處壓縮車道，由3車道變為2車道，使得主線外側車道并入左側車道時的排隊長度為21 m，而主線在物理鼻端前一段距離即開始變換車道則導致同一位置的排隊長度達到25 m。這主要是由于在交通量相同的情況下，主線提前變更車道使得主線道路供車輛正常行駛的距離變短，很容易出現主線車輛尚未匯入左側車道，后續交通流已到達交織區的現象，因此采用主線在物理鼻端前變換車道的交通組織方式會使主線排隊略有增加。

1.3 行程時間及延誤

由于方案B與方案C主要調整的是主線的交通組織方式，匝道交通流的行程時間不受影響，因此檢測器只需要評估主線路段的行程時間及延誤，即檢測主線車輛在“3變2”路段的行程時間及在該主線路段行駛的總行程時間（見圖4）。

圖4 入口匝道交通組織方案C與方案B行程時間及延誤檢測器設置示意圖

仿真結果顯示，采用主線在物理鼻端前變換車道的交通組織方式實施后，主線車輛在通過整個合流區所需要的時間均有所減少，能夠有效提高主線車輛的通行效率（見圖5、圖6）。

圖5 入口匝道交通組織方案C與方案B主線行程時間對比圖

綜上所述，采用主線在物理鼻端前變換車道的交通組織方式延長了主線交通流在合流區前2車道橫斷面的距離，從而使得主線車輛有更多的時間適應2車道道路，避免了主線車輛剛剛經過三變二車道的交織區后即面臨匝道入口的交織區，提高了主線車輛行駛的安全性，同時縮短了主線整體路段的行程時間和延誤時間，路網的整體運行效率得到提高。從而說明，前海地下道路入口匝道合流區采用主線在物理鼻端前變換車道的交通組織方式更能提高效率和安全性。

圖6 入口匝道交通組織方案C與方案B主線延誤對比圖

2 主線車道變換漸變段設置方式分析

通過分析方案B與方案D的仿真數據，評價主線車道變換漸變段設置長度對交通流的影響。

2.1 交通流速度差異

為比較兩種方案主線和匝道交通流運行速度差異，在兩種方案VISSIM仿真文件中設置了速度檢測器。

圖7為方案B和方案D的主線及匝道各檢測器所采集到的交通流速度變化情況。可以看出：

圖7 入口匝道交通組織方案B與方案D交通流運行速度對比圖

（1）兩方案中由匝道進入主線的車輛速度基本相同，未產生較大差異，因此漸變段加長，并不會影響匝道交通流的正常行駛速度；

（2）主線車道變換漸變段加長，能夠提高主線車流的整體速度，從而有效改善主線交通流通過合流交織區的通行效率[3]。

由此說明，主線車道三變二漸變段加長的交通組織方式能夠在保持匝道匯入主線交通流的運行速度的前提下，同時較大幅度地提高主線交通流的速度，對于提高整體路網的通行效率有顯著作用。

2.2 排隊長度

兩方案均為主線車道三變二，騰出外側車道供匝道交通流匯入專用車道方案，匝道交通流不存在排隊問題，因此檢測器仍然設置在兩種方案漸變段終點，以評估主線車道變換點的排隊長度。

仿真結果顯示：車道變換漸變段未加長時主線外側車道并入左側車道點第3小時時的排隊長度為25 m，而漸變段加長后引起的主線排隊長度只有18.3 m，因此將主線車道變換漸變段加長對于緩解主線外側車道交通流的排隊問題具有顯著作用。

2.3 行程時間及延誤

方案B與方案D只調整主線的交通組織方式，匝道交通流的行程時間不受影響，因此檢測器只需要評估主線路段的行程時間及延誤。

圖8結果顯示：主線車道變換處漸變段距離加長后，主線車輛經過車道變換路段以及整個合流區所需要的時間均有較大幅度的減小。因此將主線車道變換漸變段延長可以有效提高主線車輛的通行效率。

圖8 入口匝道交通組織方案B與方案D主線行程時間及延誤對比圖

綜上所述，在主線車道三變二處設置較長的并線漸變距離，可以使主線最外側車道的車輛在并線時有更多的機會并入左側2車道，從而消除了對后續車輛的影響，減少了最外側車道的排隊長度，進而縮短了主線整體路段的行程時間和延誤時間。因此說明，前海地下道路入口匝道合流區內的主線車道三變二路段采用較長的漸變段距離更能提高交通流的安全性及運行效率。

3 結論

綜上所述，前海地下道路入口匝道合流區采用主線在物理鼻端前變換車道的交通組織方式更能提高效率和安全性。前海地下道路入口匝道合流區內的主線車道三變二路段采用較長的漸變段距離更能提高交通流的安全性及運行效率。

[1]李文權，周榮貴.高速公路合流區車道交通量分布特征[J].公路交通科技，2004，21（12）：76-79.

[2]張大慶，張智洪.城市道路交通問題與對策探討[J].重慶交通大學學報：社會科學版，2002（2）：59-61.

[3]李文權，王煒，鄧衛，等.高速公路加速車道上車輛的匯入模型[J].中國公路學報，2002，15（2）：95-98.