城市地下車行環路精細化交通管控研究
——以廣州南沙橫瀝島尖地下車行環路為例

肖 寧，游克思，孫培翔

[1.廣州市南沙新區明珠灣開發建設管理局，廣東 廣州 511457；2.上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092]

0 引 言

伴隨著城市的不斷發展和人口集聚，各大城市特別是中心城區的空間資源正變得越來越緊張，并逐漸成為制約城市進一步健康、良性、可持續發展的瓶頸[1]。地下空間資源的開發和合理利用可有效緩解城市中心區域土地緊張這一難題，并為改善交通擁堵、空間缺乏、環境惡化等問題提供一條較為有效的途徑[2]。地下空間已被看作新型的國土資源而受到越來越多的重視，許多大城市開發利用地下空間，修建了地鐵車站、地下道路等，特別是連通地下商業、辦公、娛樂、文化等各種立體綜合體的地下車行環路，也越來越成為各大城市緩解中央商務區用地緊張、空間擁擠、交通擁堵等問題的重要手段[3]。如日本東京品川地下車行通道、美國波士頓中心大隧道，都是在城市中心修建的用于緩解城市交通擁堵的地下通道。近年來，我國一些大城市也規劃和修建了地下車行環路來緩解城市用地緊張和交通擁堵等問題，如北京的中關村地下交通環廊、金融街地下交通工程、奧林匹克公園地下交通聯系通道、武漢王家墩商務區核心區地下車行環路、天津于家堡金融商務區地下車行環路等。地下車行環路多與中心商務區地下空間相連通，形成規模較大的地下路網結構，聯系并整合了區域地下停車資源，提高了車庫利用率，同時有效地集散了出入地下停車庫的交通，緩解了地面交通，提升了地面環境品質[4-5]，但同時也給區域的交通運營與安全帶來一些新的問題。

現有研究多以交通信號控制的優化算法、匝道出入口控制方法等為主要研究內容[7-13]，且主要以地面道路或一般隧道研究為主，對于地下車行環路這種新型的城市地下道路的研究相對較少，特別是針對城市地下車行環路的精細化交通管控策略研究相對較少。本文以實際運營管理需求為切入點，針對城市地下車行環路的交通特征和管控需求，并以南沙橫瀝島尖地下車行環路為例，從不同管控需求場景展開精細化交通管控策略的研究。

1 工程概況

南沙橫瀝島規劃有地下車行環路。地下車行環路主線布置于橫瀝島尖新聯路、大元路、新北路、金融大道市政道路下方，首尾相連，形成一閉合環路，單向3車道規模，逆時針交通組織，設計速度20 km/h，全長約2.66 km，主要銜接沿線地塊B3 層。金融大道下方設置一條輔線聯系IFF 永久會址，單向兩車道規模，設計速度20 km/h，逆時針交通組織，全長約1.92 km，主要銜接沿線地塊B3 層。

對外出入口方面，明珠灣區橫瀝島尖地下車行環路在大元路、金融大道設置4 對銜接地面的進出口匝道，其中大元路匝道可高效聯系鳳凰大道匝道，4對匝道全長約1.5 km；在大元路及金融大道與星燦路交叉口各設置2 對平行匝道銜接明珠灣新建跨江隧道出入口，輔線上在金融大道與安益路交叉口設置預留1 對八字匝道，銜接遠期安益路跨江隧道出入口。圖1 為南沙橫瀝島尖地下車行環路示意圖。

圖1 南沙橫瀝島尖地下車行環路示意圖

2 地下環路交通管控研究

2.1 交通管控需求分析

對地下車行環路進行交通管控的需求主要體現在3 個方面：

（1）保障地下車行環路入口處不擁堵，避免過多的車輛集中從地下車行環路某一入口進入，從而造成交通擁堵。

（2）保障地下車行環路內部不擁堵。地下車行環路內部交通運行狀態與諸多因素有關。地下車行環路與各地塊直接相連，因此，首先需要保證車輛能夠從環路快速進入地塊，避免地塊入口處車輛因等候進入車庫而排隊，從而造成地塊入口處擁堵擴散，影響到環路的交通運行。其次，若環路局部發生交通擁堵，通過交通管控能夠提前對車流進行分流或限流。例如，關閉或定時關閉接入環路的各入口，避免在環路發生交通擁堵的情況下，外界車輛仍持續駛入環路，從而造成交通擁堵的延伸和加劇。又例如，間隔放行部分接入口，這樣可以有目的地調整各入口進入環路的車流量，從而避免環路內交通擁堵加劇。最后，需要對重點路段進行安全管控，以降低環路內事故發生率。

（3）保障地下車行環路出口處不擁堵，避免在出口外交叉口處發生集中排隊情況，并延伸至環路內部，從而影響到環路交通運行狀況。

2.2 典型交通管控對策

地下車行環路交通管控策略實施的可行性和精準性，與地下車行環路中交通信息監測技術和監測內容有關，基于微波檢測器、攝像頭、毫米波雷達等監測技術設備獲取交通流參數、交通事件等數據，在此基礎上，開展交通信息分析處理和決策，進而為交通誘導和管控提供決策支持。常見交通誘導和管控措施主要有兩類，分別是建議引導類措施和強制干預類措施。其中建議引導類措施的主要控制措施有交通誘導（信息發布）、車速控制、車道控制；強制干預類措施主要有洞口控制和匝道控制。這些控制措施相應使用的誘導和管控設備是車道控制器、可變限速標志、信號燈和可變信息情報板。表1 匯總介紹了各種管控措施的基本功能和使用場景。

表1 典型交通管控措施的基本功能及使用場景匯總

3 地下車行環路交通管控基本場景

地下車行環路交通安全運營管理水平的提升，可以從管控手段的增加、管控精細度的提升以及主動管控和誘導技術幾個方面考慮，具體可以從以下幾種場景需求進行管控：

（1）銜接地面路網的交通均衡誘導；

（2）地下車行環路-地塊出入口一體化聯動控制；

（3）重點路段的實時監管；

（4）地下車行環路出口與地面交叉口信號燈聯動控制；

（5）地塊入口處無桿停車。

結合南沙橫瀝島尖地下車行環路設計方案，形成以下各類型場景的交通管控思路。

3.1 銜接地面路網的交通均衡誘導

地下車行環路入口銜接地面路網的交通均衡誘導的實現，需要地上地下一體化的交通誘導系統作為支撐，具體體現在交通標識系統和手機移動端的協同誘導，如圖2 所示。通過交通標識系統對包含地下車行環路在內的整個路網進行分級誘導。其中：一級誘導顯示地下車行環路周邊地區主干路及環路的實時路況，引導車輛合理選擇地下車行環路進入路徑；二級誘導顯示地下車行環路交通流狀況，停車場的名稱、位置及車位的剩余數量，引導車輛通過地下車行環路銜接道路，安全有序進入地下車行環路，避開地下車行環路內擁堵路段，并沿著地下車行環路主線行駛至相應目的地；三級誘導主要用于引導車輛順暢進入各商業體和停車場。

停車庫內誘導系統主要是發布環路交通狀況，誘導車輛從環路、地塊坡道，選擇和規劃合理的出口路徑。手機移動端主要利用手機網絡及導航地圖實時接收外圍路網、地下道路、地下車庫的實時路況及停車場位置、停車位等情況，引導車輛避開環路交通擁堵時區，預防交通擁堵的加劇和延伸。通過交通標識系統形成的多級誘導系統及手機移動端的實時信息發送，引導車輛由不同的入口進入路網或地下車行環路，實現車輛在區域內的流量均衡，從而保障環路所在路網的合理交通誘導與管控。

3.2 地下車行環路-地塊出入口一體化聯動控制

地下車行環路出入口- 地塊出入口一體化聯動控制，主要是針對地塊出口、匝道以及地下車行環路洞口進行控制。基于地面道路、地下車行環路及地塊高效的交通信息采集和態勢分析技術，實時監測目標區域的突發交通事件或緊急工況，智能啟動相應應急預案，特別是利用目標區域的閘機與其他聯動措施進行一體化控制，提升地面道路- 地下車行環路- 地塊出入口的聯合管控，從而提升區域交通總體運行水平。

3.3 重點路段的實時監管

地下車行環路中存在諸多易引發交通事故或交通擁堵的路段，如彎道或不同凈空銜接處等，這類型路段屬于事故或擁堵易發點，需要進行重點監管和實時監管。以南沙橫瀝島尖地下車行環路為例，環路輔線存在小半徑回形轉彎區域，屬于小半徑彎道，行車視距不太好，轉彎半徑小，容易發生交通事故或交通擁堵問題，一旦突發交通事件，引發交通擁堵，極易延伸發展至上游區域，從而引發上游整個輔線乃至主線區出現交通擁堵情況，因此需要對該區域進行重點監測，若監測到交通事件或擁堵情況，立即對即將進入該區域的車輛進行風險警示。此外，明珠灣越江隧道與地下車行環路銜接入口區域屬于不同凈空銜接處，容易出現明珠灣越江隧道中的超高車輛誤入地下車行環路的情況，造成車輛撞擊地下車行環路頂部，引發交通事故，因此，需要對該區域進行重點監測，實時監測明珠灣越江隧道中擬進入地下車行環路的車輛高度，警示超高車輛進入環路系統。

3.4 地下車行環路出口與地面交叉口信號燈聯動控制

地下車行環路出口與地面交叉口信號燈聯動控制是地下車行環路及周邊路網進行交通管控的有效措施之一。同樣，基于地面道路、地下車行環路及地塊高效的交通信息采集和態勢分析技術，實時監測和分析地下車行環路及銜接地面道路的交通運行狀態，若銜接地面道路某處突發交通事件，可利用地面道路交叉口信號燈進行車流的限流與引導，同時聯動控制地下車行環路出口閘機，禁止環路中車輛駛入事件發生道路，降低突發事件對周邊道路的影響范圍和影響程度。

3.5 地塊入口處無桿駛入

地下車行環路一般連接多個商業體及停車庫，當車輛經由環路主線駛入各地塊時，若在入口處等待閘機開放后再駛入地塊，極易在入口處造成排隊，甚至蔓延至環路主線，從而引發環路交通擁堵，影響環路主線的交通運行狀態。特別是早晚高峰時間，車流集中駛入某些地塊，極易發生上述排隊情況。因此，在地塊入口處可以實施無桿駛入，避免車輛在地塊入口處等候排隊。

4 基于場景的精細化交通管控策略

以南沙橫瀝島尖為例，結合上述主要管控場景，選擇突發事件下地塊出口控制、地下車行環路洞口控制等場景進行精細化交通管控對策分析，并提出建議。

4.1 突發事件下地塊出口管控場景

環路中的各地塊出口在地下車行環路突發火災、交通事故或進行養護管理時，需要進行一定的交通管控，主要通過地塊出口處自動閘機及信號燈，對由地塊進入環路的車輛進行管控，避免地塊車輛進入環路，造成更大交通事故或誤入火災發生點。若地下車行環路發生火災，則在閘機關閉的同時，需要關閉地塊出口卷簾門，嚴禁車輛和人員進入地塊或防止火災濃煙進入地塊，如圖3 所示。

4.2 地下環路匝道洞口管控場景

地下車行環路突發火災、水淹、交通嚴重擁堵、交通事故等情況時，需要對地下車行環路洞口進行交通管控，關閉洞口閘機，臨時管制進入環路的交通流，同時利用洞口處的可變情報板、信號燈、定向聲廣播及聲光報警器對洞口前的車流進行引導和疏解，引導車流通過洞口前的地面道路繞行，避免繼續駛入地下車行環路。場景案例如圖4 所示。洞口處各管控設備的安全建議如圖5 所示。基于這些設備對地下車行環路洞口進行有效交通管控，避免地下車行環路在突發火災、水淹、交通嚴重擁堵、交通事故等情況時二次事故的發生，降低事故嚴重程度和影響范圍。

圖4 地下車行環路洞口控制場景下的管控路段

圖5 管控路段環路洞口龍門架管控設備安裝示意圖

5 結 論

地下空間資源的開發和合理利用為改善交通擁堵、空間缺乏、環境惡化等問題提供了一條較為有效的途徑。地下車行環路多與中心商務區地下空間相連通，形成規模較大的地下路網結構，聯系并整合了區域地下停車資源，緩解了地面交通，提升了地面環境品質。但是，地下車行環路銜接城市地面道路、隧道、車庫聯絡道、地下商業體等，存在諸多銜接界面，存在不同系統間的交通流頻繁交織。同時，大部分地下環路位于城市CBD 區域，交通出行潮汐效應明顯，早晚高峰局部進出環路交通流集中，易存在交通瓶頸。

本研究以地下車行環路實際運營管理需求為切入點，針對環路的交通特征，分析了環路交通擁堵預防和疏解的基本需求，從建議類和強制干預類角度提出了典型的交通管控對策。在此基礎上，總結了幾種地下車行環路中典型交通管控需求場景，并以南沙橫瀝島尖地下車行環路為例，選取突發事件下地塊出口控制、地下車行環路- 地塊出入口一體化聯動控制、重點路段的實時監管、地下車行環路洞口控制幾個場景，提出了精細化的交通管控對策建議。相關場景分析及管控對策對于改善地下車行環路交通運行狀態和提升環路運營安全管理水平具有較好的指導意義。

然而，研究存在一定的不足之處，主要有兩點：一是地下車行環路屬于新型城市地下道路，難以調查到較多的實際運營數據和交通流數據，文中所采用的交通量數據屬于工程設計階段的預測數據，對管控需求的分析和對策建議的提出具有一定的局限性；二是文章缺乏對各管控對策的具體驗證，將在后續的研究中針對每個場景下的精細化管控對策進行進一步的驗證與分析。