對(duì)擁堵點(diǎn)的改善研究
——以工業(yè)大道新滘路口為例

溫心怡，楊永紅

（1．華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.廣州市市政集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

隨著城市快速發(fā)展，最初的城市規(guī)劃路網(wǎng)密度及道路容量已遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的車流量密度。北上廣深常住人口加流動(dòng)人口過億，城市道路上人多車多非機(jī)動(dòng)車也多，擁堵特別是高峰期的擁堵屢見不鮮。城市道路用地常受限，Downs[1]曾指出交通需求總是趨向于超過交通供給。即使在交通運(yùn)輸用地占總開發(fā)用地30%的發(fā)達(dá)國(guó)家，高峰時(shí)期仍供不應(yīng)求[2]。因此需要采用必要的交通管理措施，對(duì)交通擁堵點(diǎn)進(jìn)行疏導(dǎo)，防止部分路段出現(xiàn)過長(zhǎng)的排隊(duì)車輛阻滯到上游交叉口，導(dǎo)致周邊區(qū)域的交通狀態(tài)惡化[3]。

城市道路擁堵需要及時(shí)治理。擁堵治理改造目標(biāo)因完全消除擁堵困難，可采用平衡擁堵措施，通過犧牲車流量較少的一個(gè)方向，換取車輛更多方向的通行能力。本文通過市政設(shè)施微措施改造研究，平衡各進(jìn)口道的擁堵車流，以緩解交叉口整體擁堵，避免擁堵傳播。

1 交叉口組織優(yōu)化方法

道路平面交叉口可采用機(jī)非分離、交通流量平衡、交通總量削減及排除其他干擾等優(yōu)化方法。對(duì)不同車速的機(jī)動(dòng)車，非機(jī)動(dòng)車及行人在進(jìn)口道和出口道上進(jìn)行空間分離，在交叉口交織段采用信號(hào)燈進(jìn)行時(shí)間分離。對(duì)于交通分布具有明顯時(shí)間性的交通流考慮潮汐車道，具有明顯方向性的車流考慮進(jìn)口道車道增加和信號(hào)控制時(shí)間延長(zhǎng)，使得交叉口總體排隊(duì)長(zhǎng)度均衡。當(dāng)交叉口某個(gè)方向車流量需求特別大，車道增加與信號(hào)控制時(shí)長(zhǎng)到極限狀態(tài)后，考慮路網(wǎng)交通導(dǎo)流，削減該方向車流。交叉口掉頭車速緩慢，通行效率低，考慮提前掉頭，增加進(jìn)口道其他方向通行效率；避免進(jìn)口道的公交站停車影響車輛排隊(duì)，避免出口道的公交專用道影響車流交織。

關(guān)于交叉口擁堵治理，一般交叉口組織優(yōu)化措施有以下3種。

（1）增加道路容量：壓縮交叉口范圍內(nèi)側(cè)分帶、壓縮單位車道寬度調(diào)整車道數(shù)、或提供高占用率的車輛（HOV）車道（多乘員車輛專用通道、合乘車道）。

（2）提高道路運(yùn)營(yíng)效率：—體化交通監(jiān)測(cè)與需求管理系統(tǒng)[4]、雙向通勤車道、潮汐車道、路口禁左或直左（左轉(zhuǎn)車少時(shí)）、部分道路改為單行道、或車道路口幾何改進(jìn)以規(guī)范車流量各行其道，提高通行效率。

（3）減少車流量：大力發(fā)展公共交通、鼓勵(lì)企業(yè)上下班錯(cuò)峰出行[5]、車牌限行與定價(jià)收費(fèi)[6]（不但減少擁堵，還能改善公交和出租車服務(wù)）。

這些改善措施可以減少車輛的經(jīng)常性擁堵，避免擁堵蔓延，減小沖突的交通流與事故發(fā)生概率。其中第二條提高道路運(yùn)營(yíng)效率是交叉口治理最常用的措施。

2 交叉口評(píng)價(jià)指標(biāo)

本文結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，考慮交通數(shù)據(jù)來(lái)源為《海珠區(qū)2021年擁堵點(diǎn)位治理后評(píng)估報(bào)告》的改造前后早高峰小時(shí)交通量對(duì)比，為了更直觀體現(xiàn)信號(hào)燈修改和非機(jī)動(dòng)車過街整治的效果，最終采用通行能力、交通流量、違章過街比例，3個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)擁堵點(diǎn)治理水平。

引理1[7] 若Γi是相互獨(dú)立的雙指數(shù)分布隨機(jī)變量(參數(shù)為η1,η2p,q,p+q=1),ξ+,ξ-分別服從參數(shù)為η1,η2的指數(shù)分布則對(duì)于任意的l≥1,有如下的分解式

2.1 通行能力

通行能力指的是在一定的道路和交通條件下，道路上某一路段或某交叉口單位時(shí)間內(nèi)通過某一斷面的最大車輛數(shù)。根據(jù)美國(guó)道路通行能力手冊(cè)[7]定義，交叉口內(nèi)某一道路組通行能力的計(jì)算公式如式（1）所示。

式中：ci——某道路組通行能力，veh/h；si——某道路組的飽和流率——某道路組的有效綠燈時(shí)間和周期時(shí)長(zhǎng)的比，即綠信比——周期時(shí)長(zhǎng)。

2.2 通行流量

交叉口通行流量是指在單位時(shí)間內(nèi)通過道路交叉口的車輛數(shù)量或行人數(shù)量，即為交通量。前者稱車流量，后者稱人流量。交通量隨時(shí)間和空間而變化的現(xiàn)象稱為交通量的時(shí)空分布特性。研究交通量的變化規(guī)律，對(duì)于進(jìn)行交通規(guī)劃、交通管理、交通設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)方案比較和經(jīng)濟(jì)分析以及交通控制與安全等具有重要意義。

2.3 違章過街比例

違章過街比例為單位時(shí)間內(nèi)違章過街人數(shù)與過街總?cè)藬?shù)之比，用以判斷交叉口秩序水平，對(duì)交通管理有重要意義。

3 案例分析

3.1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目位于廣東省廣州市海珠區(qū)，工業(yè)大道是一條北南走向的主干路，新滘西路是東西走向主干路，均為雙向八車道，路口為新滘西路終點(diǎn)，工業(yè)大道和新滘西路交通流轉(zhuǎn)換需求高，且非機(jī)動(dòng)車及行人過街需求大，高峰期車輛排隊(duì)長(zhǎng)，堵到下一個(gè)路口。交通秩序混亂，事故頻發(fā)，根據(jù)《2021年廣州市事故多發(fā)點(diǎn)段隱患排查及改善方案》調(diào)查，2019年1—8月共發(fā)生交通事故109起。工業(yè)大道和新滘西路被同時(shí)列為海珠區(qū)2021年的擁堵點(diǎn)治理項(xiàng)目和事故點(diǎn)隱患排查項(xiàng)目。

3.2 問題分析與治理措施

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，北出口存在一條高差隔離帶，導(dǎo)致北出口僅有3條機(jī)動(dòng)車車道。現(xiàn)狀交叉口存在的問題及初步解決措施如下。圖1為改造后平面。

圖1 改造后平面

（1）南出口3車道匯成2車道，交織區(qū)通行效率低：調(diào)整信號(hào)相位，南出口直行期間禁止東進(jìn)口右轉(zhuǎn)。優(yōu)化信號(hào)相位，減少北進(jìn)口的通行時(shí)間（因?yàn)樵镜谒南辔痪G燈時(shí)間長(zhǎng)達(dá)80s，超過最長(zhǎng)綠燈時(shí)間，其余方向車輛等待時(shí)間過長(zhǎng)），增加南進(jìn)口和東進(jìn)口通行時(shí)間，提高交叉口通行效率（表1）。

表1 信號(hào)控制設(shè)計(jì)

（2）北進(jìn)口左轉(zhuǎn)車流大、排隊(duì)長(zhǎng)，而直行車流少、空間利用不足，車道分配不均導(dǎo)致通行效率低：北進(jìn)口第二條車道改為潮汐車道。

（3）北進(jìn)口公交站與主線交通干擾較大，引發(fā)交通擁堵：石溪公交站（南行）往南遷移80m至南出口（北往南方向路口出口），消除公交站對(duì)北進(jìn)口通行影響，提高北進(jìn)口通行效率。

（4）北進(jìn)口禁停區(qū)域占用兩車道，增加直行車流通過路口時(shí)間，降低交叉口通行效率：禁停黃方格壓縮為一條車道，停止線持平左轉(zhuǎn)車道，提高北進(jìn)口通行效率。

（5）北出口公交專用道過長(zhǎng)，右轉(zhuǎn)匯入交織段長(zhǎng)度不足，社會(huì)車輛無(wú)法舒暢避讓：縮減北出口（南往北方向路口出口）公交專用道至石溪公交站（北行）處，提高北出口通行效率。

（6）交叉口范圍非機(jī)動(dòng)車過街通道缺失，非機(jī)動(dòng)車過街秩序混亂：交叉口設(shè)立非機(jī)動(dòng)車過街通道，規(guī)范非機(jī)動(dòng)車道過街，保證行人及非機(jī)動(dòng)車過街安全。

（7）部分市政設(shè)施老舊破損：更換反光瓷片、花崗巖面磚及車止石等市政附屬設(shè)施。

考慮到可變車道的設(shè)置易誤導(dǎo)駕駛員，第2條措施暫緩施工，北進(jìn)口左轉(zhuǎn)車流擁堵問題未能解決。并且第1條措施減少了北進(jìn)口綠燈時(shí)間，加劇北進(jìn)口左轉(zhuǎn)車輛擁堵。為了解決北進(jìn)口左轉(zhuǎn)車流大的問題，項(xiàng)目對(duì)北側(cè)300m處的工業(yè)大道石崗路口進(jìn)行同步的交通整治，信號(hào)燈聯(lián)動(dòng)，掉頭車輛提早到北進(jìn)口200m處，以提高北進(jìn)口左轉(zhuǎn)通行效率。

3.3 改造前后對(duì)比評(píng)價(jià)

本工程主要通過實(shí)施遷移公交站、優(yōu)化交通組織提升交叉口的通行能力，進(jìn)而改善交叉口的運(yùn)行情況。評(píng)估主要選取通行能力、交通流量、違章過街比例等量化指標(biāo)，對(duì)治理后交叉口的運(yùn)行情況進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。

（1）機(jī)動(dòng)車。

治理后，由于北進(jìn)口整體綠信比降低，其通行能力下降5.4%，但交叉口早高峰整體通行能力比治理前增加140pcu/h，增幅13.9%。項(xiàng)目采取各種措施維護(hù)交叉口秩序、增加機(jī)動(dòng)車通行效率，最終交叉口機(jī)動(dòng)車流量增加12.9%，其中南進(jìn)口直行流量增長(zhǎng)最大，增幅為50.1%，減少北進(jìn)口直行綠信比后，東進(jìn)口右轉(zhuǎn)也有顯著提升，增幅為21.9%。北進(jìn)口直行流量與治理前基本相同，并未造成北進(jìn)口直行車道擁堵，北進(jìn)口雖然左轉(zhuǎn)因綠信比減少導(dǎo)致通行能力下降，但通過取消公交站、壓縮禁停區(qū)域和聯(lián)合石崗路口整治等措施提升其通行效率，高峰期通過的交通量反而增加9.0%。改造前后早高峰綠信比、交通量、通行能力調(diào)整值如表2所示。

表2 改造前后早高峰綠信比、交通量、通行能力調(diào)整值

（2）慢行交通。

交叉口內(nèi)新增非機(jī)動(dòng)車過街專用通道，非機(jī)動(dòng)車過街行為得到規(guī)范。非機(jī)動(dòng)車違章過街占比由67.4%下降至16.3%，減少51.1%，行人違章占比減少4.4%，交叉口內(nèi)交通秩序得到顯著提升，提高了非機(jī)動(dòng)車過街安全。非機(jī)動(dòng)車與行人過街分離，改善了非機(jī)動(dòng)車運(yùn)行狀態(tài)。非機(jī)動(dòng)車過街不受行人影響，速度提升，改善了非機(jī)動(dòng)車通行效率。治理后，南北向非機(jī)動(dòng)車過街流量增加29.4%，東西向非機(jī)動(dòng)車過街流量增加9.4%，非機(jī)動(dòng)車過街流量整體增加19.6%?？紤]到本次交叉口用地情況和標(biāo)高差異，現(xiàn)狀土建工程基本不能修改，既北出口擋墻因高差原因無(wú)法取消，占據(jù)半條車行道位置。主要通過減少北進(jìn)口綠信比以增加其他相位通行能力，再通過其他手段補(bǔ)償北進(jìn)口相位通行能力，如遷移北進(jìn)口公交車站，減少公交站對(duì)北進(jìn)口車輛通行影響；壓縮北進(jìn)口醫(yī)院門口禁停黃方格區(qū)域，增加排隊(duì)等候車輛數(shù)；對(duì)該路口北邊一個(gè)路口（工業(yè)大道石崗路口）進(jìn)行交通改造，減少北進(jìn)口車流數(shù)量及掉頭需求等。因此，本次治理后，工業(yè)大道新滘西路交叉口整體的車輛通行能力、交通流量及交通秩序等指標(biāo)有所改善。

本項(xiàng)目對(duì)慢行交通過街區(qū)分人行過街及非機(jī)動(dòng)車過街，慢行交通的交通流量、交通秩序等改善效果顯著，本次改造基本達(dá)到了治理目的。

4 結(jié)語(yǔ)

交通管理不是一味地?cái)U(kuò)建來(lái)滿足交通需求的激增，而要通過各種管理手段使得車輛通行效率提高，行人通行安全有保障。大城市高峰期的擁堵治理改造，目標(biāo)并不是通過擴(kuò)建城市道路來(lái)消除擁堵，而應(yīng)首先考慮對(duì)周邊居民影響小，對(duì)現(xiàn)狀交通影響小的微改造措施來(lái)平衡擁堵措施，通過犧牲車流量較少的一個(gè)方向，換取車輛更多的方向的通行效率。本文實(shí)踐了通過市政設(shè)施微措施改造平衡各進(jìn)口道的擁堵車流，得到以下結(jié)論。

（1）改造后機(jī)動(dòng)車通行效率提高，交叉口早高峰整體通行能力增加13.9%，交通流量增加12.9%。

（2）改造后慢行交通得到有效整治，非機(jī)動(dòng)車違章過街減少51.1%，過街流量增加19.6%。

（3）但北進(jìn)口左轉(zhuǎn)車輛仍存在擁堵，希望后續(xù)能實(shí)施上述第2條措施的可變車道。

本文證明了通過市政設(shè)施微措施改造平衡各進(jìn)口道的擁堵車流，達(dá)到緩解交叉口整體擁堵的目的是可行的，為今后擁堵點(diǎn)的改善工作提供建議及參考。