北湖立交地面平交口改善方案研究

蘇治北

(廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029)

0 引言

城市快速路作為城市交通路網(wǎng)的重要組成部分，對于接駁出境公路、連通機(jī)場港口、串聯(lián)衛(wèi)星城市等都起著至關(guān)重要的作用，但快速路為了保證連續(xù)快速通行的功能而不設(shè)置紅綠燈，便形成了造型、功能各異的沿線立交節(jié)點(diǎn)。城市快速路立交節(jié)點(diǎn)不僅是城市道路網(wǎng)中快速、均衡運(yùn)行的轉(zhuǎn)換點(diǎn)，同時(shí)也是城市對外交通重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施。本文針對目前快速路立交節(jié)點(diǎn)地面平交口存在的主要問題，進(jìn)行詳細(xì)的交通量調(diào)查，并提出了立交節(jié)點(diǎn)地面平交口優(yōu)化交通組織和改造渠化等改善方案。以南寧市北湖立交為例，分析現(xiàn)狀問題并提出改善策略，采取問題導(dǎo)向與目標(biāo)導(dǎo)向相結(jié)合的方法，提出符合南寧市北湖立交的改善措施，為其他類似快速路立交地面平交口改善方案提供參考。

南寧市快速環(huán)道全線總長40.15 km，設(shè)計(jì)時(shí)速為80 km/h，是南寧市“環(huán)+射”骨架路網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)了跨組團(tuán)長距離出行和射線聯(lián)絡(luò)功能。自2002年建成以來，對緩解南寧市內(nèi)部交通壓力以及提高城市路網(wǎng)承載力具有里程碑的意義。但隨著南寧市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市版圖不斷擴(kuò)大，機(jī)動車和非機(jī)動車保有量急劇增加，城市交通路網(wǎng)壓力日趨嚴(yán)重，快速路逐漸變得“不快”，尤其是快速路的立交節(jié)點(diǎn)更是成為城市交通擁堵的“黑點(diǎn)”。北湖立交是服務(wù)安吉片區(qū)和友愛片區(qū)的菱形立交，主要承擔(dān)片區(qū)之間快速交通轉(zhuǎn)換和片區(qū)內(nèi)部交通聯(lián)系功能。因此，改善北湖立交地面平交口的現(xiàn)狀，對于緩解南寧市北部出城擁堵狀況、地面平交口非機(jī)動車通行以及整個(gè)片區(qū)路網(wǎng)服務(wù)水平都具有重要的意義。

1 交通現(xiàn)狀

1.1 基本狀況

南寧市北湖立交是城市快速路秀廂大道和城市主干道北湖路的相交節(jié)點(diǎn)。秀廂大道作為南寧快速環(huán)線的一部分，屬南寧市北環(huán)，是南寧市“三環(huán)三縱三橫”路網(wǎng)中城市快速環(huán)線的重要組成部分，己按規(guī)劃實(shí)施為四塊板斷面，雙向六車道，道路紅線寬60 m；北湖路南起中華路，北至北湖生活組團(tuán)；秀廂大道以南，現(xiàn)狀為城市主干路，紅線寬度為40 m，雙向四車道；秀廂大道以北，現(xiàn)狀為城市支路，紅線寬21 m，一塊板形式，遠(yuǎn)期規(guī)劃為城市主干路，紅線寬度為40 m。現(xiàn)狀北湖立交為菱形立交，秀廂大道上跨北湖路，兩條道路在地面基本呈正交形式，為平面十字平交口(圖1)。

圖1 北湖立交現(xiàn)狀平面圖

1.2 交通調(diào)查

為真實(shí)地反映北湖立交的交通現(xiàn)狀[1-2]，在工作日期間對北湖立交進(jìn)行了交通流量調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下。

1.2.1 主線交通量現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，秀廂大道主線單向高峰流量為3 765 pcu/h(由東往西)，飽和度為0.74，服務(wù)水平為C級，整體運(yùn)行良好。其中，早高峰07:30-08:30，東往西流量為3 765 pcu/h，飽和度為0.74；西往東流量為2 856 pcu/h，飽和度為0.56。晚高峰17:45-18:45，東往西流量為3 300 pcu/h，飽和度為0.64；西往東流量為3 386 pcu/h，飽和度為0.66。具體每15 min的交通量情況如下頁圖2所示。

1.2.2 地面平交口交通量現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，交通量高峰小時(shí)出現(xiàn)在晚高峰(18:00-19:00)，交通量為3 412 pcu/h。從13 h機(jī)動車流量時(shí)變圖(見下頁圖3)可得，地面平交口機(jī)動車高峰特征不明顯，非通勤需求旺盛(快速路7:00-9:00，17:30-19:30禁貨車，早晚高峰以通勤需求為主)，如表1所示。

(a)早高峰主線斷面車流量時(shí)變圖

(b)晚高峰主線斷面車流量時(shí)變圖

圖3 地面平交口13 h機(jī)動車流量時(shí)變曲線圖

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，非機(jī)動車的高峰小時(shí)流量出現(xiàn)在上午7:00-8:00，流量高達(dá)16 858輛/h，但考慮到整個(gè)地面平交口流量最大時(shí)，非機(jī)動車采用晚高峰(18:00-19:00)的最大流量，非機(jī)動車流量為15 840輛/h。從13 h非機(jī)動車流量時(shí)變圖(圖4)可得，早晚高峰特征顯著，以通勤需求為主。如表2所示。

表1 地面平交口高峰小時(shí)機(jī)動車各進(jìn)口道流量統(tǒng)計(jì)表

表2 地面平交口高峰小時(shí)非機(jī)動車各進(jìn)口道流量統(tǒng)計(jì)表

2 立交改善方案

2.1 問題分析

針對本次問題，主要從宏觀、中觀、微觀三個(gè)層面開展分析。

宏觀層面：快速路規(guī)模不足，各級中心聯(lián)系缺乏快速通道，長距離出行過度依賴快速環(huán)道導(dǎo)致交通供需失衡。

中觀層面：(1)節(jié)點(diǎn)周邊的路網(wǎng)不完善，低等級道路缺乏且連通性差，導(dǎo)致秀廂大道和北湖路交通功能混雜；(2)北湖片區(qū)內(nèi)部的明秀路地鐵施工圍擋，依托秀廂大道和北湖路分流交通，進(jìn)一步加劇道路供需矛盾。

微觀層面：組織混亂，路口渠化和信控不合理，機(jī)非交織和車輛沖突嚴(yán)重，通行效率低甚至導(dǎo)致交通癱瘓。具體如下：(1)北湖立交地面平交口的路口面積過大，尾車清空時(shí)間不足，容易產(chǎn)生車輛沖突點(diǎn)；(2)非機(jī)動車待行區(qū)蓄車能力不足，導(dǎo)致機(jī)非混行，秩序混亂；(3)平交口燈控信號相位不合理，直行與左轉(zhuǎn)同時(shí)放行沖突嚴(yán)重；(4)秀廂大道以北路段斷面為一塊板形式，機(jī)非不分離，導(dǎo)致機(jī)動車占用非機(jī)動車道；(5)東、北進(jìn)出口道待轉(zhuǎn)車道不足，導(dǎo)致車輛排隊(duì)長度增加。詳見圖5。

圖5 北湖立交地面系存在問題示意圖

2.2 改善策略

綜合上述問題分析，對北湖立交改善提出以下策略。

宏觀策略：強(qiáng)化軌道銜接，利用軌道提升片區(qū)的公交服務(wù)，按TOD理念加強(qiáng)軌道站點(diǎn)周邊的接駁道路建設(shè)，強(qiáng)化軌道交通作為中長距離出行的首選。

中觀策略：(1)持續(xù)完善路網(wǎng)，大力推進(jìn)規(guī)劃路網(wǎng)建設(shè)，依托“密路網(wǎng)”均衡交通，以提升交通整體運(yùn)行效率；(2)立交多點(diǎn)聯(lián)動，結(jié)合路網(wǎng)合理規(guī)劃沿線立交節(jié)點(diǎn)，利用立交組群聯(lián)動彌補(bǔ)單體立交的部分缺陷，同時(shí)預(yù)留節(jié)點(diǎn)用地，在必要時(shí)可通過靈活選擇節(jié)點(diǎn)改造應(yīng)對。

微觀策略(本次研究重點(diǎn))：優(yōu)化交通組織，通過精細(xì)化設(shè)計(jì)、秩序整治等短平快手段優(yōu)化交通組織，提升道路資源利用率。精細(xì)化改善措施如下：(1)將非機(jī)動車待行區(qū)延伸至橋下，擴(kuò)大待行區(qū)域蓄車能力；(2)優(yōu)化信號相位，避免轉(zhuǎn)向沖突；(3)北出口道拓展至兩條快速合流，加快實(shí)施城市主干路改造；(4)結(jié)合實(shí)際拓寬東進(jìn)口車道數(shù)量。

2.3 改善方案

本次研究重點(diǎn)是對地面平交口微觀層面進(jìn)行改善，結(jié)合實(shí)際，從空間、時(shí)間和管理三個(gè)方面進(jìn)行，提升節(jié)點(diǎn)整體通行效率和能力，具體改善措施如下。

2.3.1 空間上分離

拓展非機(jī)動車待行區(qū)，將非機(jī)動車待行區(qū)延伸至主線橋下，增大非機(jī)動車待行面積，緩解機(jī)非混行問題，減少尾車路口通行時(shí)間。具體改善方案如圖6所示。

圖6 非機(jī)動車待行區(qū)改善方案圖

2.3.2 管理上優(yōu)化

(1)從時(shí)間上均衡，延長東西向信號配時(shí)，緩解快環(huán)交通壓力；(2)從相位上優(yōu)化，調(diào)整交叉口信號相位，避免轉(zhuǎn)向車流沖突。具體改善方案如圖7所示。

圖7 配時(shí)與相位改善方案圖

2.3.3 規(guī)劃上實(shí)施

北湖路(秀廂大道以北)規(guī)劃紅線為40 m，與北湖路(秀廂大道以南)斷面保持一致，加快實(shí)施規(guī)劃道路，增大北進(jìn)口通過能力。具體斷面改善方案如圖8所示。

圖8 北湖路(秀廂大道以北)斷面改善方案圖

2.3.4 進(jìn)出口改善

針對通行能力不足問題，在規(guī)劃紅線范圍內(nèi)改善進(jìn)出口道和渠化方案(見下頁圖9)，提升立交節(jié)點(diǎn)交通供給能力。進(jìn)口車道改善具體如下：(1)東進(jìn)口機(jī)動車道數(shù)由3條(1左掉、1左、1直右)增加至5條(1掉、2左、1直、1右)，并增加非機(jī)動車專用道和掉頭專用車道；(2)南進(jìn)口機(jī)動車道數(shù)由4條(1左、1直、1直左、1右)增加至6條(2左、2直、1直左、1右)；(3)西進(jìn)口機(jī)動車道數(shù)由3條(1左掉、1左直、1右)增加至6條(1掉、2左、1直左、1直、1右)，并增加非機(jī)動車專用道和掉頭專用車道；(4)北進(jìn)口機(jī)動車道數(shù)由2條(1直右，1直左)增加至6條(2左、2直、1直左、1右)。

圖9 北湖立交地面平交口進(jìn)口道改善方案平面圖

2.4 立交改善評價(jià)

運(yùn)用VISSIM仿真軟件，通過建立現(xiàn)狀和改善后方案進(jìn)行仿真，選用路口平均排隊(duì)長度、每車延誤時(shí)間作為運(yùn)行效率評價(jià)指標(biāo)[3-4]。具體評價(jià)指標(biāo)如下：(1)路口平均排隊(duì)長度；(2)平均車輛延誤。對現(xiàn)狀和改善后立交分別建模，如圖10所示。

圖10 VISSIM仿真建模圖

根據(jù)仿真結(jié)果，改善后車輛平均排隊(duì)長度較改善前下降了214 m，平均延誤較改善前下降67%，改善后車輛平均延誤大幅降至37.5 s，服務(wù)水平由F級提升至D級，改善效果顯著，見圖11～12。

2.5 評價(jià)結(jié)論

根據(jù)仿真建模計(jì)算結(jié)果，針對北湖立交地面平交口存在的交通問題提出的改善方案在通行效率、服務(wù)水平等方面均有較大改善。

圖11 路口平均排隊(duì)長度對比柱狀圖(m)

圖12 平均延誤時(shí)間對比柱狀圖(s)

3 結(jié)語

本文通過對南寧市北湖立交地面平交口交通運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，從管理和建設(shè)兩方面提出了改善方案，運(yùn)用VISSIM交通仿真軟件進(jìn)行建模，并進(jìn)行實(shí)地13 h數(shù)據(jù)實(shí)測，結(jié)果表明改善后的方案運(yùn)行效率較之前有了較大的提升，可為其他城市快速路立交節(jié)點(diǎn)地面平交口改善提供參考借鑒。