

摘 要:【目的】針對右進右出類型的路口進行研究,旨在解決此類路口在交通管理設施設計上的難點,并提出了一種科學、合理且經濟的設計方案,以促進城市交通系統的順暢運行和可持續發展。【方法】通過理論分析和案例研究,探討右進右出路口的特點及其設計上的挑戰,并比較無信號燈、專用信號燈與輔助警示設計等3種方案的應用效果。【結果】采用輔助警示設計相較于忽略交通管理或設置專用信號燈,不僅降低了成本(僅占總投資的18%),而且在通行效率和交通安全方面都有顯著提升。【結論】輔助警示設計方案因其成本效益高、安全性能好且符合節能環保的要求,是一種適用于現代城市交通系統中右進右出路口的有效解決方案。
關鍵詞:城市道路;交通管理設施;右進右出路口;交通沖突;設施設置技術;節能環保
中圖分類號:U491.51" " "文獻標志碼:A" " "文章編號:1003-5168(2024)23-0078-04
DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.23.016
Exploration of Urban Traffic Management Project Design Based on Right-in and Right-out Intersections
CHU Xin
(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Zhengzhou Branch, Zhengzhou 450001, China)
Abstract: [Purposes]" This study aims to solve the difficulties in designing traffic management facilities for right-in-right-out intersections and proposes a scientific, rational, and cost-effective design scheme to promote the smooth operation and sustainable development of urban traffic systems. [Methods] Through theoretical analysis and case studies, the characteristics and design challenges of right-in and right-out intersections were discussed,and the application effects of three schemes, namely, no signal lights, dedicated signal lights, and auxiliary warning designs, are compared. [Findings] Compared with ignoring traffic management or setting dedicated signal lights, the auxiliary warning design not only reduces costs (only 18% of the total investment) but also significantly improves traffic efficiency and safety." [Conclusions] The auxiliary warning design scheme is an effective solution applicable to right-in-right-out intersections in modern urban traffic systems due to its high cost-effectiveness, good safety performance, and compliance with the requirements of energy conservation and environmental protection.
Keywords: municipal road; traffic management facilities; right-in right-out intersection; traffic conflicts; facility setting technology; energy conservation and environmental protection
0 引言
隨著城市化進程的推進,城市交通問題日益凸顯,交通擁堵和交通事故頻發成為制約城市發展的關鍵因素[1]。具體而言,機動車保有量的急劇攀升,加劇了城市交通系統的承載壓力,導致交通擁堵現象愈演愈烈,成為亟待解決的難題。與此同時,部分駕駛員交通安全意識匱乏,加之交通基礎設施不盡完善,共同造成了交通事故頻發的嚴峻態勢,對公眾的生命安全與健康構成了重大威脅。此外,城市交通還伴隨著環境污染加劇與能源過度消耗等附加問題,進一步凸顯了轉變交通管理項目設計理念的緊迫性[1-2]。
傳統交通組織模式在處理復雜交通流時,往往易造成交叉口區域車輛交織密集,交通沖突點激增,不僅嚴重制約了通行效率,還無形中放大了交通事故的風險系數。鑒于此,為有效緩解上述困境,許多城市開始嘗試采用右進右出的交通組織方式[3]。這種方式通過限制車輛在路口的左轉和掉頭行為,減少交通沖突點,優化交通流,從而提高路口的通行效率[4]。因此,基于右進右出路口的城市交通管理設施設計項目也應運而生。
本研究聚焦于該類項目的系統性剖析,結合創新的交通設施設計策略,以期在促進城市交通系統順暢運行的同時,實現項目資源的最優配置與可持續發展。
1 研究背景
1.1 右進右出路口的定義
右進右出路口是一種旨在通過限定車輛僅能從右側進入和退出交叉口的方式,此方式減少了不同方向、不同速度的車輛在交叉口區域的沖突和相互影響,從而提高整體交通流的順暢度。這種交通組織方式特別適用于交通流量較大、道路等級差異明顯的交叉口,如支路與主干路的交會點。通過限制車輛的行駛方向,可以更有效地分配道路資源,提高道路通行能力。
1.2 右進右出路口設計難點
右進右出路口設計相較于傳統交叉口,一定程度上削減了車輛直接沖突點,尤其對左轉車與他向車沖突化解顯著,有效提升了路口安全性及通行效率。
然而,這種設計并不能完全消除所有類型的交通沖突,尤其是當車輛從支路融入或脫離主路時,右轉車輛與主路上直行車流間的沖突成為亟待解決的問題[5]。這類沖突往往是由于右轉車輛試圖遵循右進右出規則時,與勻速或加速直行車流發生交織,增大了發生碰撞的潛在風險。高峰時段,車流密度激增,駕駛間隔縮短,駕駛員反應時間受限,加之可能存在的駕駛不當行為,致使右轉沖突加劇,不僅延緩了交通流,還可能誘發事故,嚴重威脅行車安全。
因此,如何通過科學合理的智能化交通管理系統來有效管理這些沖突點,提升道路使用者的安全,是設計中的一個難點。
1.3 右進右出路口設計思路
在交通工程學中,在設計右進右出路口時,右轉車輛通常不受信號燈的直接控制,被賦予較高的通行自由度。但在實際應用中,不受信號燈控制的右轉車輛可能因駕駛員疏忽、速度過快或視線受阻等原因,未能充分觀察行人、非機動車或其他交通參與者的動態,從而增加交通事故的風險[6]。
對于交通管理部門而言,右進右出路口中右轉車輛不受信號燈控制的情況增加了交通管理的難度。交通管理部門需要投入更多的人力物力來監控路口的交通狀況,以確保交通秩序和安全。
2 案例概況
2.1 右進右出路口主要設置場景
鄭州某城市樞紐開發項目中,一共設置了31個右進右出路口。主要場景類型包括3方面:①主干道與支路交叉口。此類交叉口交通流量大、車速快,采用右進右出方式可以減少沖突點、提高通行效率。②單位(小區)出入口。在高峰期時,此類出入口的交通流量較大,若允許左轉進出將影響主干道通行。因此,采用右進右出方式可以保障主干道暢通無阻。③特殊路段。如施工路段等,通過臨時設置右進右出交通組織方式可以保障交通安全和通行效率。右進右出路口主要設置場景如圖1所示。
2.2 右進右出路口的交通管理設計
在設計右進右出路口的交通管理設施時,應遵循以下原則:一是安全性原則,確保行人和車輛的安全是首要原則。應設置清晰的指示信號等交通設施,引導車輛和行人安全有序通行。二是高效性原則,通過科學合理的交通設施布局方案,實現交通流的優化和通行效率的提升。三是可持續性原則,注重環境保護和節能減排,推廣綠色低碳交通設施,實現城市交通的可持續發展。
2.3 右進右出路口交通管理設計方案
2.3.1 對標標準十字路口設計。為了解決右進右出路口無信號燈帶來的交通安全隱患,可以將右進右出路口的交通信號燈設計標準與標準十字路口進行對標,采用相同或相近的信號燈配置和控制邏輯[7]。然而,此“一刀切”策略忽視了兩者在交通流特性、道路功能及交通行為模式上的根本差異,可能導致交通失衡及新問題出現。從投資的角度來看,專用信號燈的安裝涉及道路開挖、電線鋪設、燈柱架設及電子設備配置,初期投入高昂。此外,信號燈的運行和維護也需要持續的消耗能源和人力成本。特別是在流量較低或中等的路口,這種高成本投入與相對較低的交通需求之間形成了鮮明對比,導致資源利用效率低下,與綠色交通和可持續發展的理念相悖。
2.3.2 采用輔助警示設計方案。在城市交通管理系統設計中,針對右進右出路口的管理策略應全面考量效率優化、成本效益最大化及環境生態友好性[8]。專用交通信號燈雖能有效調控車流、保障安全,但其高昂的安裝與維護成本,以及在中低等流量條件下資源利用的非最優化,限制了其在推動綠色交通與可持續城市發展戰略中的廣泛應用。鑒于此,本研究設計引入路口輔助警示設備,其不僅保留了傳統信號燈的基本警示與車輛引導功能,更在成本效益與環保節能方面展現了顯著優勢。
①主干道與支路交叉口及單位(小區)出入口。針對右進右出路口主干道上高流量與車輛行駛速度快的特點,部署一套全方位的智能警示交通管理設備體系,如圖2所示。在路口周邊部署高精度智能傳感器網絡,以實現交通流量、車速及軌跡的連續監測與量化,為及時進行交通分析奠定數據基石。其次,引入動態警示屏幕,依托傳感器數據智能分析功能,動態調整警示內容,可有效引導駕駛行為,降低事故風險。此外,系統集成聲光警示模塊,針對潛在危險即時觸發高亮燈光與警示音,通過多感官刺激提升駕駛者警覺性。針對支干路供電與網絡接入難題,系統采用太陽能等可再生能源供電,結合無線通信技術,構建高效數據傳輸網絡,為管理部門提供科學的交通管理與優化方案。
②臨時設置的右進右出路口。此類路口的設立往往出于應對臨時性施工、交通疏導需求或特定活動的考量。鑒于此,相關交通管理設施的部署與撤除均應兼顧高效性與靈活性,以確保道路使用的順暢與適應性。本研究提出了太陽能路口警示標的應用方案,既提升了路口的安全管理水平,又兼顧了環保節能的現代化理念[9]。太陽能路口警示標包括太陽能供電模塊、警示燈、主面板和桿件等,結構緊湊且易于組裝。依托太陽能供電技術,可確保夜間及低能見度條件下LED警示燈高亮工作,顯著提升警示作用,降低交通事故的發生率。該系統無需電網供電,有效降低了運維成本。
2.4 方案應用效果
針對右進右出路口交通管理設計,采取以下方案:方案一,對標標準十字路口進行設計;方案二,采用輔助警示設計方案;方案三,常規設計模式下無信號控制方案。本研究從路口通行效率、交通安全水平、投資成本控制等3方面進行綜合對比分析。
某項目設置右進右出路口31個,其中,采用方案一的路口有3個,采用方案二的路口有8個,采用方案三的路口有20個。
2.4.1 路口通行效率。通過統計所有路口在一個月內高峰時段(18點至19點)通過路口的右進右出的車輛總數,評估路口通行效率的變化情況發現:采用方案一、二、三的路口平均通過車輛總數分別為32輛、43輛和46輛。從通行效率的角度來看,無信號燈控制的路口表現最優,右進右出車輛在沒有信號燈的情況下能夠自行協調通過,減少了等待時間。采用專用信號燈控制的路口,通行效率明顯下降。采用輔助警示設計的路口相較于專用信號燈控制方案,在一定程度上提高了路口的通行效率,但效果并未超過無信號燈控制的路口。
2.4.2 交通安全水平。通過收集所有路口在一個月內交通事故的統計數據,分析交通安全水平的提升程度,發現采用方案一、二、三的路口平均交通事故分別為 5 件、7件和28件。從交通安全水平的角度來看,在沒有信號燈控制的情況下,路口的交通安全水平最低,最容易發生交通事故。這可能是由于車輛在通過路口時缺乏明確的交通規則和指導,導致交通行為混亂,增加了碰撞和事故的風險。采用專用信號燈控制的路口,交通安全水平顯著提升。這證明了專用信號燈控制能夠有效地規范交通行為,減少沖突和事故。信號燈通過為不同方向的車輛和行人分配通行權,使得交通流更加有序,降低了事故發生的概率。采用方案二的路口與方案三的路口相比,雖然交通事故數有明顯的減少,但相較于采用方案一的路口仍然略高。這表明輔助警示設計可以在一定程度上提高交通安全水平,但其效果比專用信號燈控制略差。
2.4.3 投資成本控制。通過對所有路口的初期投資成本進行統計,分析所采用的設計方案對投資成本的影響,發現采用方案三的路口不產生成本投資;采用方案一需要安裝完整的交通信號控制系統,包括信號燈、信號控制機、電纜鋪設、信號桿等基礎設施,所需投資平均占整個交通工程投資的49%;采用方案二不需要復雜的電纜鋪設和信號控制系統建設,投資成本主要集中在太陽能警沖標、LED警示燈等輔助警示設備的購置和安裝上,平均占整個交通工程投資的18%。從投資成本控制的角度來看,常規設計模式不加任何信號控制的方案投資最低,但考慮到其對通行效率和交通安全水平的影響,可能需要在其他方面(如交通疏導、事故處理等)投入更多成本。方案二在初期投資上低于方案一。這意味著在相同的預算下,方案二能夠更有效地利用資金,減少浪費。此外,方案二還具有更高的靈活性和適應性,能夠根據路口的實際情況進行調整和優化。而方案一則可能因為過于標準化的設計而忽略了路口的特殊性。
針對右進右出路口的特點,綜合考慮路口通行效率、交通安全水平和投資成本控制等3方面,在交通流量適中且預算有限的情況下,方案二是較為理想的選擇,其在通行效率和交通安全水平之間找到了一個相對較好的平衡點,能夠在保證交通安全的前提下提高通行效率,同時在投資控制方面也表現出了較高的效率。
3 結語
右進右出路口作為一種特殊的交通組織方式,在城市交通管理中具有重要意義。在相關工程設計中,對于右進右出路口的處理需要綜合考量效率、成本及環境影響等因素。本研究依據相關設計經驗,采用輔助警示設計方案,為解決右進右出路口的安全、投資與環保協調統一的問題提供了創新而有效的解決方案。
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