城市快速路入口控制策略研究

訾凱 李紅

摘 要：現(xiàn)階段，社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，汽車保有量也日益增加，使得城市交通擁堵問題日益嚴(yán)重，早期的公路路線設(shè)計(jì)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前城市的發(fā)展需求，越來越多的城市通過將外圍公路改造為城市快速路的方式來解決交通擁堵為難題。作為交通擁堵情況較嚴(yán)重的快速路出入口匝道與銜接交叉口路段，通常通過采用快速路立交或出入口匝道進(jìn)出交換的方式疏散擁堵，與此同時(shí)，為了更加符合城市發(fā)展的需求，做好城市快速路的設(shè)計(jì)勢在必行。鑒于此，本文就新時(shí)期城市快速路入口相關(guān)內(nèi)容展開了分析研究。

關(guān)鍵詞：城市;快速路;入口;控制策略

1 城市快速路及入口概述

1.1 城市快速路定義

顧名思義，城市快速路是指城市內(nèi)修建的速度較快的道路，其設(shè)計(jì)車速通常在60 km/h～100 km/h之間。城市快速路因其車速較快，所以會以中央分隔、全部控制出入、控制出入口間距及形式的方式進(jìn)行交通安全和管理，同時(shí)會設(shè)計(jì)單向雙車道或以上的多車道，因此，城市快速路也被稱為四個(gè)城市道路分類里等級最高的道路。

1.2 快速路入口匝道定義及特性

通常情況下，車輛需要通過快速路入口匝道駛?cè)肟焖俾分骶€，車輛駕駛員在駛?cè)胫骶€之前，需要仔細(xì)觀察主線上的交通情況，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的交通情況選擇合適的時(shí)機(jī)通過加速插入車間隙完成合流，從而駛?cè)肟焖俾分骶€。在主線車輛較大或者擁堵的時(shí)候，駕駛員進(jìn)行車輛合流的過程往往需要通過減速或者是駐車等方式等待合流時(shí)機(jī)進(jìn)行合流駛?cè)胫骶€，并且這種方式對主線和匝道的影響會很大;而相對于主線車輛較少的情況，駕駛員進(jìn)行合流的過程會顯得較簡單。因此，主線交通是否順暢對于快速路入口匝道的影響較大[1]。

1.3 城市快速路入口匝道定時(shí)控制

針對城市快速路主線交通情況會對車輛入口匝道河流具有影響的情況，可通過采用定時(shí)限流控制的方式。通常根據(jù)定時(shí)信號控制的實(shí)現(xiàn)形式，城市快速路入口匝道定時(shí)控制可分為定周期定長和定周期不定長兩種方式。

1.3.1 定周期定長

定周期定長方式是根據(jù)快速路入口歷史交通數(shù)據(jù)，計(jì)算和調(diào)整入口綠燈時(shí)長，設(shè)置固定配時(shí)的同周期同綠燈時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對城市快速路入口匝道定時(shí)控制。但是由于開環(huán)控制的實(shí)現(xiàn)需要依賴于線性規(guī)劃，而線性規(guī)劃沒有反饋，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中操作簡便、靈活性不強(qiáng)。

1.3.2 定周期不定長

相對于定周期定長方式，定周期不定長方式是通過對入口設(shè)置同周期但綠燈時(shí)間不同進(jìn)行控制，并根據(jù)歷史交通數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整，固定配時(shí)的同周期不同綠燈時(shí)間的方式實(shí)現(xiàn)對城市快速路入口匝道定時(shí)控制。雖然定周期不定長方式也采用線性規(guī)劃的方式和開環(huán)控制，但是不同于定周期定長方式，該方式下設(shè)置的紅燈時(shí)間充分考慮了不同入口匝道的排隊(duì)長度的差異性，極大地降低了排隊(duì)長度超過匝道長度引發(fā)整個(gè)快速路系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞的情況的發(fā)生率[2]。

2 城市快速路出入口設(shè)置原則

2.1 合理選擇出入口數(shù)量和間距

科學(xué)合理的設(shè)置城市快速路出入口，不僅會確保城市快速路通行順暢，最大程度的降低道路系統(tǒng)安全事故的發(fā)生率;而且對于提升整個(gè)城市道路路網(wǎng)的運(yùn)輸效率具有重要意義。針對當(dāng)前我國許多城市的快速路上存在的出入口間距不足、位置隨機(jī)設(shè)置，嚴(yán)重影響道路系統(tǒng)交通安全和威脅出行人員生命安全的情況，在城市快速路出入口設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分考慮城市人口和區(qū)域范圍內(nèi)的交通流量，選擇合適的出入口數(shù)量和間距[3]。在布置快速路出入口的過程中，如果設(shè)置數(shù)量過多，將會吸引大量的短距離交通車輛的駛?cè)耄瑯O大的增大快速路的交通壓力;而當(dāng)設(shè)置較少數(shù)量的出入口，快速路和相連的輔助道路的交通壓力會增加，不僅會在出入口出現(xiàn)車輛等候的情況，致使快速路主線和輔助道路的轉(zhuǎn)換功能降低;而且會導(dǎo)致快速路不能實(shí)現(xiàn)為城市交通分擔(dān)壓力的設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此，在進(jìn)行快速路出入口的布置時(shí)應(yīng)該遵循科學(xué)合理的原則。

2.2 確保車道數(shù)連續(xù)平衡

現(xiàn)階段，在中國的許多城市中，快速路主線和匝道合流過程中普遍存在車道數(shù)不平衡的情況，這不僅會嚴(yán)重影響快速路主線最外側(cè)那條車道的通行能力，致使車道合流處出現(xiàn)嚴(yán)重的擁堵現(xiàn)象;而且會增加同向刮擦事故發(fā)生的可能性，嚴(yán)重影響交通系統(tǒng)的安全順暢運(yùn)行。所以在城市快速路出入口的設(shè)計(jì)過程中，為了確保車道數(shù)連續(xù)平衡，可根據(jù)公路的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范公路立體交叉細(xì)則中的出入口分合流的車道數(shù)平衡公式進(jìn)行快速路出入口設(shè)置。在實(shí)際的快速路運(yùn)行過程中，針對于主線與匝道合流前后經(jīng)常出現(xiàn)車道數(shù)不平衡的情況，可通過在快速路內(nèi)側(cè)加速車道增設(shè)隔離設(shè)施，在內(nèi)側(cè)加速車道起點(diǎn)處設(shè)置單車道入口，并且將開口設(shè)置在漸變段，以確保車道數(shù)連續(xù)平衡、交通系統(tǒng)順暢運(yùn)行。

2.3 結(jié)合城市規(guī)劃全面考慮

目前，在我國城市交通規(guī)劃建設(shè)過程中，普遍存在快速路出入口的位置與城市規(guī)劃相沖突的情況，這將會導(dǎo)致城市道路出現(xiàn)擁堵治理、建設(shè)擁堵的連鎖反應(yīng)，加劇城市的交通擁堵，嚴(yán)重的甚至?xí)率钩鋈肟诘母囊粕踔敛鸪斐墒姓?guī)劃資金的浪費(fèi)。為此，在城市快速路出入口設(shè)置過程中，應(yīng)該結(jié)合城市規(guī)劃全面考慮，科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)置。

3 城市快速路出入口控制策略

3.1 出入口設(shè)置

通常情況下，為了確保快速路出口交通暢通，在交叉口范圍以外輔助道路和出口交匯點(diǎn)距下游平面交叉口的距離應(yīng)該超出140 m范圍。但是針對出口交通流量和輔助道路交通流量轉(zhuǎn)換車道距離不足140 m的情況[4]，可通過拓寬交叉口對出口和輔助道路或者是設(shè)置右轉(zhuǎn)彎車道、直行車道和左轉(zhuǎn)彎車道等方式進(jìn)行出入口設(shè)置。

3.2 合理選擇交通設(shè)施的位置

在實(shí)際的快速路運(yùn)行過程中，城市中相關(guān)的交通設(shè)施如標(biāo)志、公交站臺的位置或者是快速路出入口的控制方式等因素均會嚴(yán)重影響相關(guān)路段的運(yùn)行效率。例如，在快速路設(shè)置較多不合理的，交通標(biāo)志會造成駕駛員的識讀困難，影響道路交通燈穩(wěn)定運(yùn)行，不利于實(shí)現(xiàn)道路的交通轉(zhuǎn)換，嚴(yán)重影響輔助出入口設(shè)置的初衷。因此，合理選擇交通設(shè)施的位置尤為重要。

3.3 選擇適合的隔離方式

選擇合適的隔離方式和隔離設(shè)施的目的是實(shí)現(xiàn)快速路主線的連續(xù)通行性，提升整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。硬隔離作為一種較常用的隔離設(shè)施，其優(yōu)點(diǎn)在于其在流量高峰期能夠快速緩解快速路出入口處交通擁堵問題，有利于提升快速路主線的通行效率;但是與此同時(shí)，其缺點(diǎn)在于不利于加速車道充分發(fā)揮作用。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，應(yīng)該權(quán)衡利弊、科學(xué)合理的選擇。

3.4 做好交叉口路段的銜接

做好快速路與其他城市道路的連接，對于提升整個(gè)路網(wǎng)的交通運(yùn)輸效率和質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。城市快速路交叉口的設(shè)置和不同道路之間的交通流量重組和運(yùn)輸效率密切相關(guān)。針對于與主線直行造成較大的道路銜接時(shí)，一方面采用分離式立交的銜接方式，另一方面，相關(guān)工作人員應(yīng)該不斷完善交通監(jiān)控系統(tǒng)和交通信息引導(dǎo)系統(tǒng)，促使交通控制系統(tǒng)充分發(fā)揮其信息監(jiān)測作用，及時(shí)發(fā)布動態(tài)擁堵信息，以實(shí)現(xiàn)對交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動態(tài)調(diào)節(jié)和控制，確保不同道路之間的交通流量重組和運(yùn)輸效率得到充分發(fā)揮，促使交通系統(tǒng)安全順暢運(yùn)行。

4 結(jié)束語

總之，城市快速路入口設(shè)置合理與否和城市快速路網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行效率和質(zhì)量密切相關(guān)。在對快速路入口的設(shè)置時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)該結(jié)合城市規(guī)劃全面考慮、科學(xué)設(shè)置。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝澤鉅.城市快速路短距離出行管控策略研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2019.

[2]熊帥.快速路匯入行為分析及合流區(qū)組織優(yōu)化[D].吉林大學(xué)，2019.

[3]蘇俊杰.城市快速路交織區(qū)擁堵預(yù)測及主動控制方法[D].東南大學(xué)，2019.

[4]林琴.城市快速路交通擁堵形成模擬和控制研究[D].長沙理工大學(xué)，2019.