中小型城市道路交通微循環應用研究

劉星文、張正、王金

（江西交通職業技術學院，江西 南昌 330013）

0 引言

城市道路微循環應用是指通過改造支路、胡同、街道等低等級道路以提高與之銜接的高等級道路間的連貫性，促使區域內的交通流有序地由低一級道路匯集到高一級道路，再通過高一級道路疏散到低一級道路，形成暢通的交通微循環[1]。近年來，交通微循環作為緩解城市交通擁堵的手段受到國內外眾多研究者關注，一些大型城市已在城市交通網絡中嘗試搭建交通微循環系統并取得了不俗的成效[2]。

我國中小型城市道路擁堵情況日趨嚴峻。通過對幾座中小型城市的調研總結以下原因：其一，交通供給與需求不平衡；其二，節假日期間潮汐式的外地車輛的大量駛入；其三，老城區的交通吸引點過于密集；其四，電動自行車的大量通行導致干道“機非混行”，加劇擁堵[3]。而中小型城市在道路建設方面由于資金政策限制無法效仿大城市發展城市軌道交通與立交，在相當長一段時期中小型城市道路通行能力無法滿足交通需求。因此，中小型城市的道路交通微循環應用研究十分必要[4]。

在以往對中小型城市交通微循環研究中，研究重點對中小型城市的擁堵點周邊支路資源進行調整梳理，實現多模式下的交通微循環系統[5]。或分析城區道路網現狀及路網剩余交通承載力，通過對路網交通組織重新設計驗證了“交通微循環”的可行性，進而提出路網設計優化措施[6]。

以往研究的不足之處在于其微循環建設方案依然是模仿大城市對支路的開發模式，疏解對象為機動車，未匹配中小型城市的交通擁堵特征——電動自行車的大量通行，且依然沒有解決微循環道路在應用時的固有缺陷[7]。一旦機動車在微循環道路上擁堵會比在干道擁堵后果更為嚴重、更難以實施救援，而機動車的進入會對支路周邊社區生態造成大的干擾。

創新性地將中小型城市交通微循環通道的疏導對象確定為電動自行車，研究了基于電動自行車的交通微循環通道識別與交通組織設計方法，克服了以往研究的以上兩點不足。

1 交通微循環通道識別方法

辨別哪些支路適合被改造為微循環通道是應用研究基礎的一步。一些干路交通供給已滿足需求，若將附近的支路強行改為微循環通道則浪費投資；而一些干路附近的支路寬度達不到通行需求或繞行距離過遠亦不適合改造。

建立交通微循環通道識別模型就是以科學定量的方法，在中小型城市的路網中篩選出適合改造成為疏導電動自行車的微循環通道的支路。識別步驟如下：

其一，篩選“機非混行”嚴重的干道。機非隔離設施不完善與路內停車比例過高會導致嚴重的“機非混行”現象。從現場調研數據可知當電動自行車流量達到25% 時，機動車速度出現拐點，將迅速降低。故定義機非隔離設施不完善的主次干道，電動自行車流量達到25%時，視為“機非混行”嚴重，作為微循環通道優化對象。

其二，判斷干道附近是否存在能疏解電動自行車的支路。能疏解電動自行車的支路與干道組合形式一般有兩種類型。類型1，如圖1 所示，可疏解單側道路同方向的電動自行車；類型2，如圖2 所示，可疏解交叉口的右轉電動自行車，一般不疏散左轉與直行的電動自行車。若考慮疏散左轉與直行的電動自行車，則干道B 的支路出口處會出現電動自行車的逆行或無斑馬線處橫穿馬路現象。

圖1 支路疏解類型1

圖2 支路疏解類型2

在中小型城市路網中，設A 為其中一條干道，定義A={a1,…ai,…aj,…}，其中ai為道路A 上與任意其他路的交點；設B 為其中一條干道，定義B={b1,…bi,…bj,…}，其中bi為道路A上與任意其他路的交點；α為其中一條支路，定義α={α1,…αm,…αn,…}，其中αm為支路α上與任意其他路的交點。

當滿足ai=αm且aj=αn時，則主次干道A 附近存在能疏解電動自行車的支路α，且疏解形式為類型1。當滿足aj=bj時(A與B構成交叉口),ai=αm且bi=αn，則干道A 附近存在能疏解電動自行車的支路α，且疏解形式為類型2。

其三，判斷支路α 的寬度、長度是否滿足一定標準。設支路寬度為dα，根據國家非機動車行駛安全條例，以滿足非機動車通行需要的支路寬度最小處不得小于2m。同時避免過度浪費支路運行能力，機動車雙向兩車道的設計寬度為7m，所以支路寬度應不大于7m。因此支路α 的寬度需滿足2 ≤dα≤7。

注意到電動自行車駕駛員在支路繞路距離超出預期時，不會選擇該支路作為微循環通道。

設支路自交點αm到αn長度為Lα，干道A自交點ai到aj長度為LA，干道B自交點bj到bi長度為LB。當疏解類型為1時，應滿足Lα≤LA(1+η)；當疏解類型為2時，應滿足Lα≤(LA+LB)(1+η)，η為駕駛員可承受的最遠繞路距離比率。

2 微循環通道交通組織設計

為了更好地服務非機動車的通行，必須對識別為微循環通道的支路進一步的交通組織設計。

2.1 停車設計

根據歷年及目前停放電動自行車資料調查，總結研究區域內停車系統特征，適當增減電動自行車停車設施，平衡系統供需[8]。

對微循環通道進行細致的面積規劃，如有充足空地可建設電動自行車停車場，并配套電動自行車充電樁，在細節處打造電動自行車友好型城市。而在通道內設立停車場也是吸引電動自行車進入微循環通道的措施。

2.2 出行誘導

由于交通微循環通道作為電動自行車駕駛員的繞行路線，直覺上有悖駕駛習慣，因此做好出行誘導工作，是電動自行車駕駛員愿意駛入微循環通道，通道能夠發揮疏導作用的重要保障。

首先，應為微循環通道設置專門的信息誘導標志。為便于駕駛員提前決策，在交通微循環出入口前方50m 處設置微循環誘導牌，牌上需要注明微循環道路的詳細名稱、行駛方向、可通行的車型（電動自行車）等信息。同時，在微循環支路網里也應設立相應的導行標志，引導駕駛員按照標志行車。

其次，要做好支路的道路改造工作。應根據實際支路路面情況，調整交通微循環路面設施帶，完善路面標志標線，還可在交通微循環的出入口處澆筑水泥墩，防止機動車進入，保障電動自行車路權[9]。

最后，為提高微循環通道的利用率，防止微循環通道出現擁堵，可與線上地圖APP 合作，將交通微循環通道納入電動自行車出行的推薦路線，并實時更新該交通微循環的實時交通量與停車情況，描繪出通道的交通路況，為電動自行車提供智能的出行服務。

3 應用實例

余干縣縣城位于江西省上饒市，近年來交通擁堵情況嚴重。特別是在老城區、學校、醫院、菜市場集中分布，交通吸引點眾多，而交通供給不足，道路斷面多為一塊板，機非隔離設施不完善，非機動車道又多劃有機動車停車位，導致“機非混行”現象嚴重，這是造成老城區交通擁堵的主要因素。

基于電動自行車的道路交通微循環應用步驟如下：

3.1 篩選與識別

通過現場調研與歷史數據，建立余干縣城路網與節點的集合。篩選余干縣城道路擁堵情況嚴重的32條干道。通過橫斷面車輛組成對比，機動車道內電動車占比超過25%或一塊板電動車占比超過50%，篩選出5 條干道，定位為機非混行嚴重路段。按照微循環通道識別步驟對這5 條干道進行附近支路的連通性與路況篩查，識別出12 條滿足條件的支路。選取紫陽路與世紀大道T 形交叉口附近的一條支路作為微循環通道應用的實例。

3.2 現狀分析

選取紫陽路與世紀大道交叉口作為實例應用研究對象。世紀大道寬30m，三塊板；紫陽路寬45m，兩塊板。兩條干道構成在此處構成T 形交叉口，余干縣汽車站位于該交叉口的西南角。目前兩條路都規劃了非機動車道，但由于汽車站出入口均位于紫陽路南段的西側以及路內停車位的設置，兩條干道的“機非混行”現象嚴重。且該交叉口未配備信號燈，交叉口交通組織混亂，電動自行車與機動車的碰撞事故頻發。經過現場統計計算，該交叉口平均車輛延誤達到了52.9s。因此，燃眉之急是解決該交叉口的交通擁堵及交通安全問題。

支路入口位于紫陽路東側，出口直接T 形交叉口東端，整體半繞余干湖景小區，路外建筑多為市民自建房，未納入交通規劃。支路長289m，最窄處2.8m（滿足電動自行車兩車道要求），水泥混凝土路面，破損較為嚴重，總體為平坡。該支路日常只有少量居民與非機動車通行，支路通行能力浪費嚴重。

3.3 交通微循環應用設計

3.3.1 能力分析

根據收集的現場數據計算確定該交通微循環通道的電動自行車最大通行能力為2463 輛/h。而紫陽路高峰小時電動自行車車流量為1109 輛/h，滿足疏解要求。

3.3.2 交通組織設計

不同于圖3 展示的疏解方式，該支路的出口直接連接T 形交叉口，故該交通微循環通道不僅能夠疏解紫陽路南段直行的電動自行車，也可以疏解交叉口左轉電動自行車。從交叉口的角度出發，對交叉口通行效率影響最大的左轉車流轉化為了從東至西的直行車流，對交叉口通行效率有所影響的從南至北直行車流轉化為右轉車流，如圖3 所示。

另外，支路寬度滿足電動自行車兩車道要求，不設置為單向交通，可擔當紫陽路逆行電動自行車的疏解任務。

3.3.3 仿真模型驗證疏解效果

仿真平臺選取Vissim9.0，依托現場交通運行數據與道路真實幾何參數仿真了交叉口現狀與設置微循環通道后的交叉口狀態。為盡可能反應實際情況，將愿意進入微循環通道的電動自行車比例設為總數的85%。由于現狀交叉口未設置信號燈，仿真過程中根據韋伯斯特信號配時原理設計三相位信號燈配時，南北直行為21s，南左轉為20s，西左轉為15s。進入微循環通道直行通過交叉口的電動自行車根據南左轉的信號通行。

仿真后的結果顯示，現狀平均延誤時間為62s，疏解后平均延誤時間為15.77s，優化了75.566%。現狀平均排隊長度為32.71m，疏解后平均排隊長度為5.51m，優化了83.153%。

目前，該基于電動自行車的交通微循環方案得到了余干交警大隊的認可，對于該支路的進一步改造與交通誘導設施建設細節已上報余干縣委討論。

4 結語

研究結果顯示，基于疏解電動自行車的交通微循環通道能夠有效緩解中小型城市的“機非混行”現狀，可有效分擔干道交通壓力，是解決中小型城市區域性交通擁堵問題的重要創新舉措。

交通微循環通道的應用高效利用了中小型城市中的支路和街巷，在避免大規模改造建設路網的基礎上以一個較低的成本深入挖掘路網通行潛力，改善交通狀況。