市政道路交叉口設計組織原則

李沛科

摘要 隨著城市車輛日益增加，城市交叉口愈加擁堵，嚴重影響城市道路的通行能力。因此，亟須對市政道路工程交叉口給予優化設計，以提升城市道路通行能力。城市擁堵與城市人口、車輛的急劇膨脹密切相關，不合理的交叉口設計是導致擁堵的一大誘因。為提升市政道路工程的交叉口設計水平，文章提出了交叉口設計優化方法，通過優化交叉口車道功能區分設計、設置專用左轉車道、增加左轉待轉區域和調整信號燈配時，確保各方向流量均衡。面對電動車爭搶路權問題，通過增設非機動車信號燈以規范非機動車過街行為。研究結果表明，非機動車通行效率提高了30%，電動車過街違規行為減少了80%，事故減少了20%。

關鍵詞 設計組織原則；交通效率；交通組織；平面路口優化

中圖分類號 U482.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）12-0014-03

0 引言

城市道路交叉口的交通問題在整個城市交通問題中占很大比例[1]。通過分析交叉口交通情況，并確定設計原則、選擇交叉口形式、組織設計交叉口交通、分析交叉口通行能力、分析交叉口視距、設計交叉口轉角緣石半徑、設計交叉口立面等方法，改善交叉口情況、減緩路網壓力，保證車道正常運轉。城市道路車道數量的多少，直接影響著交叉口的面積。交叉口面積過大，容易導致車輛行車軌跡混亂。交叉口隨著面積增大而相應增加信號周期，造成相位間隔時間浪費，導致交叉口通行能力降低。因此，這類交叉口應進一步進行渠化改造，該文將針對這些問題提出一系列優化策略。

1 市政道路平面路口的分類及通行能力分析

1.1 市政道路平面交叉口分類

我國城市道路主要分為快速路、主干路、次干路和支路四種類型。根據道路規劃可能發生的兩兩相交的情況，可分為快—主交叉路口、主—主交叉路口、主—次交叉路口等類型。根據道路相交產生的形狀、空間形態、相交后的道路條數和路口的控制方式等，可以劃分為不同的路口形式，城市道路平面交叉路口形式分為信號燈控制交叉口、無信號燈控制交叉口、環形交叉口三類。

1.2 交通能力分析

交叉口的通行能力直接影響交通流的效率和安全。信號化交叉口通過交通信號燈控制交通流，其通行能力受到信號時長、相位安排、車道配置等因素的影響。信號化交叉口通常能夠有效管理交通，但也可能因為信號延遲而造成擁堵。

非信號化交叉口沒有信號燈控制，通行能力依賴于交通標志和道路設計。非信號化交叉口在交通流量較小的情況下運行效率高，但在高流量條件下可能出現沖突和延誤。

多道路交叉口涉及多條道路的交匯，其通行能力取決于道路的數量、配置以及車輛類型。環形交叉口通過圓形島管理交通流，減少了交叉點數量從而降低沖突點。這種類型的交叉口通常能提高交通流的連續性和安全性，尤其適合于處理較大量的交叉交通流。

對于平面路口無信號燈控制，可根據其特點進行分類，如平交路口的次路暫停控制、平交路口的全暫?？刂?、平交路口的無信號燈控制等。次路暫停控制平交路口具有較突出的道路結構優勢，具有主路暢通、主路優先的特點；可根據路面情況，設置斷流設施，測算主路車流量及其通行壓力和通行條件。主道路的交通在一定程度上會影響次路的車輛通行，可通過臨界間隙法進行詳細測算。

信號燈控制平面路口的形式主要有完全感知式信號控制、半感知式信號控制、預定周期型信號控制三種?？刂菩问揭矊β访嫱ㄐ心芰υ斐奢^大影響。

道路的交通結構、道路設施等因素都會對道路的交通狀況產生一定影響。以平面環形交叉口為例，其具有車流連續等特點，對于多路交叉和畸形交叉，則用環道組織渠化交通更為有效。

2 市政道路平交路口優化路線交通組織

2.1 沖突分析

根據現有市政道路交通組成，交叉口可能發生機動車流、非機動車流和人流。在交叉口，各種車流和人流匯集、分散、相互交織，呈現出交叉現象、合流現象、分流現象。

交通流的發生自然有其沖突點，包括交叉沖突點、合流沖突點、分流沖突點等。在這三種沖突點中，分流沖突點的影響最小，交叉沖突點的影響最為突出。

根據市政道路交叉口交通流軌跡線的沖突點，該文主要分析討論交叉沖突和合流現象。比如某些交叉口僅采用雙向信號協調控制方法，將造成左轉和直行的矛盾，稱之為轉向沖突；專用車缺少特定的信號控制，右轉車輛同非機動車及行人過街的矛盾，稱之為路權沖突。在車輛較多時會嚴重影響道路通行的效率。合流沖突，比如右轉渠化車流匯入主路車流，形成車流匯合，造成合流沖突。

路口規劃是市政道路平面路口規劃的重點，不合理的設計會形成多處交通沖突，容易引發車禍。因此，設計路口時需注重合理性，減少沖突點、改善沖突角，確保交通安全。

2.2 市政道路通道設計

市政道路平面交叉口渠化設計方案需要滿足一系列設計要求，以促進車速提高、提升道路通過水平和交通安全等[2]。設計方案應該深入貫徹“合乎標準、簡潔易懂、利于安全性、提高視距、簡單直接、美觀醒目、距離適宜、易于識別”等設計原則，并通過“道路交通調查結果—渠化設計—方法選擇”的流程進行詳細優化。其間，應綜合考慮路口幾何結構，路口信號配時，路口運輸情況，機動車、非機動車和行人等可變因素，且方案設計應遵循一定的技術準則，符合相關法律規定和規范要求，同時確保設計方案與交通配時相協調，以確保最終的設計方案滿足各項要求。其中，各個階段的設計內容如表1所示：

2.3 市政道路平交路口交通組織辦法

在設計市政道路平面路口時，應堅持矛盾點分隔、通行連貫、交通分隔、靠右減速的四項基本原則。矛盾點分隔原則是指將交通渠化道路相互沖突區域內的道路矛盾點數量，通過導流帶、導流線等分隔道路，使交通流量最小化，以保證路面空間在道路設計時的通行連貫原則不出現沉積間斷。交通分隔原則指在設計時需要區分不同類型和不同流向的變動流線，如使用渠化裝置、指示線、道路警示牌等進行區分。靠右減速原則指在劃分車道時應嚴格遵循由左向右依次減慢的設計原則，以確保車道劃分時嚴格按照道路交通的層流動力學設計原則進行，以減少碰撞事故的發生率[3]。

2.4 市政道路平交路口實行信號控制

（1）信號相位設計。市政道路平面路口的控制信號主要有兩個方面：相位和顯示時間。這兩者相互依存，是交通信號控制必不可少的因素，對交通車流量的控制至關重要。市政道路平面路口的信號控制相位設計，需要考慮更多的因素。直行相位和左轉相位不能和另一方向上的直行相位和左轉相位相接，最好將同方向的直行和左轉設置為不同的信號時間。但若是在晚上或者車流量比較少的路口，可以考慮直行和左轉同時亮起，以有效提高機動車的運行效率。在道路拓寬導致車道進口左轉車輛增加的情況下，應按照交通規則，以“左轉讓直行”的順序陸續通過車輛。若是車道進口的直行車輛大幅增加，也應以“先直行后左轉”的順序通過車輛。

（2）信號時長設計。目前市政道路平面路口信號配時一般以韋伯斯特信號模型為基礎。在車流量較小的情況下，信號配時周期會相對較短，對行車安全影響較大。如果信號的配時周期過長，車輛等待紅燈的時間就會變長，有時還需要重新啟動，導致通行效率低，還可能引發交通事故。為了避免這樣的問題，可以對信號模型進行進一步的優化，并根據交通后臺的大數據靈活調整信號控制的時長，提出有效優化信號時長的設計方案，確保市政道路平面路口車輛通行效率更優、更能根據不同交通路況實時調整模型。

3 市政道路平面路口優化設計策略

3.1 研究項目交通組成及流量調查

選取廣州市中心區域的一處重要交叉口。該交叉口連接主要為商業區和居民區，每天面臨高峰期交通擁堵問題。通過對交通組成與流量的調查發現，該交叉口車輛類型主要分為機動車、非機動車、公交車三種類型，占比分別為70%、20%、10%。通過對該交叉口峰值流量分析，可知早高峰時段每小時單向通行約1 500輛車。通過對道路使用者進行流量分析，發現問題如下：

（1）交叉路口設計不符合實際需求。圖1和圖2展示了該交叉路口不同時間的車流量。從圖1可以看出，9月10日的客車增長率最高；9月5日和9月6日貨車的車流量波動最大，在400～595輛之間波動。從圖2可以看出，9月22日—9月30日的電動車增長率基本呈平穩趨勢；9月5日和9月6日公交車的車流量波動最大，在40～58輛之間波動。

由圖1和圖2發現，在9月5日和9月6日的車流量巨大時，該交叉口發生了嚴重交通堵塞的情況。分析問題發現，該路口為三車道交叉口，無專用左轉車道，缺乏有效的左轉待轉區域，早高峰期間左轉車輛造成直行車道堵塞。同時，該交叉口還存在缺乏有效的交通指引和標識，以及行人和非機動車交通管理不足等問題。

（2）早晚高峰時期存在電動車爭搶路權的現象。圖3和圖4展示了非機動車道上午和下午不同時間段的交通流量，可發現行人、電動車、自行車在上午8：30和下午18：30中的交通流量最高，由此可見行人、電動車、自行車高峰出現的時間段與機動車高峰時間段一致。其中，電動車的流量相比于行人、自行車，在交通流量中的占比最高，電動車流量最高達110個。由于對電動車過街行為約束不足，發生了電動車駛入機動車道爭搶路權現象，從而造成了早晚高峰時間段的交叉口組織更加混亂。調查還發現，45%的交叉口在一年內至少發生一起事故，其中電動車和機動車間發生的交通事故占比最高，因此有必要優化機動車道、規范電動車過街行為，以減少事故發生率。

3.2 交叉口優化方案

道路交叉口的具體設計可采用引導線、交通島、車道功能區分等方法。

機動車道的優化在設計時需圍繞機動車道右轉、直行道、機動車道左轉等進行調整。在平面路口的直行及左轉車道設計中，通常包含直行及左轉專用機動車道與直左混行車道兩種形式，而直左混行車道則適用于通過一定進出口道時能通過直左混行車道的左轉車輛較少的情形。而一旦出現大量的左轉車輛，直線前進的車輛與左轉車輛將會產生矛盾，左轉車輛出于躲避的需要，會停留在進口道上，就會出現無效等待的狀態，從而降低路口的通行能力。配置專用的左轉機動車道，并配以直行導流線、左轉導流線的方式進行控制，可以解決這些問題。

對于電動車爭搶路權的問題，可以增設非機動車信號燈以規范電動車過街行為。并在交叉口的進口道處，設置電動車等待區，以及非機動車過街導流線。

最后，基于實地觀察、交通流量、事故記錄等數據，對交叉路口組織效率和平均延誤時間進行統計分析，可以發現交通組織效率提高了30%、車道利用率和交通流暢度提高了15%、平均延誤時間減少了40%；非機動車通行效率提高了30%、電動車過街違規行為減少了80%、事故減少了20%。

4 結論

（1）通過優化交叉口車道功能區分設計，設置專用左轉車道、增加左轉待轉區域和調整信號燈配時，確保各方向流量均衡，能夠有效提升交叉口交通效率。

（2）面對電動車爭搶路權問題，通過增設非機動車信號燈，規范非機動車過街行為，非機動車通行效率提高了30%、電動車過街違規行為減少了80%、事故減少了20%。

參考文獻

[1]王麗君， 丁強. 城市道路設計規范在現代有軌電車項目中的適用性探討[J]. 都市快軌交通， 2019（5）： 151-156.

[2]沈伊楠. 市域鐵路與市政道路共建方案研究[J]. 城市軌道交通研究， 2023（S2）： 23-25+31.

[3]張文會， 朱鴻濤， 宋子文. 城市道路交叉口間歇式公交專用道設置方案研究[J]. 交通信息與安全， 2023（5）： 158-166.