单向交通在城市交通中的作用

单向交通在城市交通中的作用

随着我国城市的发展，道路和车辆的数量不断增加，城市驾驶的风险也越来越大。据统计,近几年我国城市交通事故总量一直居高不下,仅2012年全年城市交通事故总量就达到20万起以上,交通事故直接损失高达几十亿元,给我国社会经济造成巨大的负面影响。交叉口作为城市道路交通的密集点,驾驶员要在交叉口处选择自己的驾驶路线及方向,而交叉口及其附近的交通流既有汇集又有分散,不同方向的车流在交叉口处形成较多的冲突点与交织点,交通组织较为复杂,因此平面交叉口往往也是交通事故的高发点［1］。据调查统计,平面交叉口范围内及其附近,交通事故量一般占市内交通事故总量的50%左右。另外,由于近几年我国大多数城市发展缺乏合理规划,大量城市交叉口交通组织缺乏科学合理的设计,多、乱、差的设置现象极为突出,加之交叉口周围的影响因素较多,致使复杂交叉口大量存在,从而极大地影响了道路行车安全。因此,在目前我国机动车数量不断增长,交通事故数量居高不下的情况下,实施单向交通,使交叉口交通组织简化,复杂度降低,行车趋于合理,交通事故率降低,对于保持城市交通的可持续发展,保障城市道路行车以及出行者生命财产安全具有重要意义［2］。1单-交通描述1.1单向交通组织单向交通,或称单向通行、单行线、单行道,指仅允许车辆按某单一方向行驶的道路交通组织形式。在城市道路系统中某一区域内,组织多条相关道路实施单向交通,形成互相衔接的交通系统,称为单向交通片区或单向交通网络［2］。单向交通自20世纪初开始在欧美等国开始推广应用,几十年来,取得了非常不错的效果。目前在伦敦、纽约、东京等大城市,单向交通已经成为城市道路的重要组成部分,对保持这些城市的有序运转发挥了重要作用。在我国,单向交通作为一种有效的交通组织方式,近30年也得到了广泛应用,包括“北上广”在内的很多城市大量道路采用了单向交通组织,以缓解日益拥堵的城市交通。目前很多中小城市也在逐步推广单向交通。1.2城市道路交通组织形式的改善单向交通排除了路段上对向车流之间的干扰,简化了交叉口的交通组织形式,减少了冲突点、交织点、合流点的数目,其对于城市道路交通改善的优势主要体现在如下几方面［3－4］。1.2.1路网通过能力增加单向交通的实施,可排除对向车流可能的冲突,减少快慢车之间的干扰,使2车之间的安全间距缩小,车道利用率得到提升,路网平均车速相应提高,路段通过能力也明显增加。另一方面,在交叉口,因大量机动车在此汇集然后分流,故会产生大量的冲突点、交织点等交错点。实施单向交通后,可以有效简化交叉口的交通组织,使各车流之间相互干扰减小,各进口道的到达车流变得相对稳定,从而可降低交叉口复杂程度,使交叉口通行能力提升。1.2.2车辆实施单向交通后,对车辆造成的碰撞总科学冲突点可以看成是交通事故可能发生点。由于单向交通可以有效减少冲突点的数目,即交通事故发生点有效减少,加之排除了对向车流之间的干扰,尤其是在夜间不受对面眩光的影响,行车安全性更好,因此不管是路段还是交叉口,在实施单向交通后,各处车辆间的碰撞摩擦事故都大幅减少。国外研究数据表明,单向交通实施后,道路网总事故率降低了10%~50%,有的路段甚至全年没有发生一起交通事故。1.2.3道路行车速度和行驶便畅性单向交通的实施可使交通运行状况得到明显改善,减少交通事故发生的可能性,从而使道路行车速度和行驶便捷性提高,行车时间减少,行车延误降低。由成都市单向交通实地调研数据可知,单向交通路段的平均行车速度普遍增加了20%以上,某些拥挤不堪的路段在实施单向交通以后,平均车速甚至提高了2倍,有效降低了道路行车延误。1.2.4设置1rt244不管是提高通行能力、降低延误还是降低事故率,一般最终都表现为社会经济效益的提升。此外,对于一些较窄的道路,实施单向交通后,狭窄的路段可以保证通车顺畅,有些道路还可以腾出空间来设置路边停车位,缓解目前普遍存在的停车难问题。对于老城区的道路,通过设置单行线,可以避免部分道路的改、扩建以及人行道、绿化带的拆除,从而节约投资。1.2.5交通信号控制有单行线交叉的路口,交叉口复杂程度降低,交通信号控制得到简化。另外单向交通对绿灯时间的利用也更充分,绿波带宽度较宽,从而更加有利于在区域内实施交叉口信号协调联动控制。2单向交通对交叉口安全的影响分析2.1交通冲突安全分析以预测冲突点数目为基础城市道路中,交通事故往往是由潜在的交通冲突引起的,因此在交通安全分析中,交通冲突分析起着重要作用。一般情况下,交通安全评价采用统计分析方法,但事实表明,对于小区域,事故统计方法的可行度低,往往导致改善措施失误和资金浪费,故“交通冲突技术”应运而生。其是利用交通冲突所具有的样本大、区域小、周期短、信度高的统计学优势,用定量测定“准事故”的方法代替传统的事故统计方法,通过预测交通冲突发生的可能性代替特定地点交通事故发生的可能性,以实现小区域地点交通安全性的快速评价。微观上,交通冲突与交通事故往往发生在特定的交叉口,交叉口越复杂,交通冲突点越多,危险性也就越高,发生交通事故的可能性也越高。因此通常采用交通冲突技术进行交叉口安全影响分析,以预测交叉口交通事故发生的可能性［5－6］。根据交通冲突技术分析,交叉口交通事故率一般同交叉口冲突点数量密切相关,通常冲突点数目越多,事故越多,因此减少交叉口冲突点数目,也即意味着降低交通事故率,这对于保持道路交通安全作用明显。可见影响交叉口安全的主要因素就是冲突点的数目。依据分析计算,当交叉口外向延生的道路均采用双向通行时,其冲突点数目可由下式计算［6］:式中:n为交叉口相交道路的条数;C为交叉口冲突点数目。由公式(1)可见,交叉口冲突点的数目一般和汇聚道路条数n成4次方的关系。交叉道路的条数越多,交通组织越复杂,冲突点的数目就越多,交叉口事故率也就越高。此外,影响交叉口交通安全的主要因素还有交通量大小、有无信号控制、信号控制形式、交叉口大小、车道宽度等,但这些影响最终还是体现在冲突点数目上。2.2未来交叉复杂度交叉口中,车辆行驶方向不同,车辆与车辆的交错也就不同,会产生冲突点、合流点、分流点等多种交通交错的形式。因此,不同的交叉形式、交通组织,对交叉口交通安全的影响也不同。一般情况下,采用计算交叉口复杂度的方式来评价实施单向交通对交通安全的影响。交叉口处冲突点、合流点、分流点的形式如图1所示。交叉口的复杂性通常是将交叉口中产生的冲突点、分流点、合流点都折换成合流点来计算,一般交叉口越复杂,交通安全问题也就越突出。交叉口复杂度计算公式如下［3，6－7］:式中:A为交叉口复杂性评价指标;nB为分流点数;nM为合流点数;nC为冲突点数。根据研究,评价一个交叉口的复杂程度,一般假设A取值在10~20时,认为该交叉口是简单的;当A取值为25~55时,认为该交叉口属于中等复杂程度;当A取值大于55时,则该交叉口复杂。2.3交叉点数目与交叉口复杂度计算无信号控制交叉口车辆行驶均分为左转、右转、直行3种。本文考虑两相交道路均为2车道,将其与双向2车道交叉、1条单行线、2条单行线交叉的情况进行对比,其交错点分布如图2所示。参照以上公式和分析,经过计算,可得出在各种交叉情况下交叉口冲突点数目与交叉口复杂度,计算结果见表1。由表1可以看出,同一个交叉口,当双车道2条相交道路均为单向时,交错点数目仅为5个,复杂程度仅为双向交叉道路的25%;当2条单车道道路实施单向交通后,复杂程度仅为13,为简单交叉口。可见实施单向交通后,对于无信号控制的交叉口,可有效降低其复杂度,提高其安全性能。2.3.2车道次干道交叉交通流较大的城市交叉口,其车道数较多,道路较宽,为使车流在空间和时间上分流,我国一般都采用二相位或三相位的信号灯控制,以减少车流间的冲突干扰。二相位信号灯控制典型是双向4车道主干道与2车道次干道的交叉。按照交通流向分析及复杂程度计算公式,可得到有信号控制的双向交通与单向交通交叉口复杂程度,见表2。由表2可以看出,当主要道路与次要道路相交时,次要道路采用单向交通的组织形式,在信号控制的基础上,交叉口交通组织得到了进一步简化,复杂程度从36降到15,由中等复杂程度交叉口变为简单交叉口。同时,为满足出行要求,主要干道不必设置为单行。由以上分析可知,单向交通的实施不但可以简化交通组织,还可以减少平面交叉造成的冲突点、合流点与分流点的数目,降低交叉口的复杂程度,保障交叉口安全有序地运行,对于提高交叉口行车安全性具有十分显著的作用。3金罗路与文华路交叉由以上分析可知,单向交通组织可以有效降低交叉口的复杂程度,从而减少交叉口行车的危险程度。本文以成都市“白果子林单行片区”为例,对其安全性影响进行分析,以评价单向交通组织实施对交叉口交通安全的影响［3］。根据调研,白果子林单行片区位于成都市西北方向一环路与二环路之间,主要由石人西路-石人东路-文华路、石人南路、中新路、银杏路、百寿路这5条单行线组成,均属于区域内支路,其中石人西路、石人东路、石人南路、大庆路交叉形成五路交叉口,文华路、中新路、银杏路与百寿路形成顺时针单向循环,其片区示意如图3所示。片区内单行道路均为单幅2车道道路,与文华路交叉的金罗路为单幅双向4车道,属区域性次干路。但片区内除金罗路与文华路交叉口采用两相位信号控制外,其余各交叉口均没有信号控制。综上所述,可以得到整个片区在金罗路与文华路交叉口的不同相位时的交通流状态,如图4所示。基于上述分析,并按照上述交通冲突与交叉口复杂度的计算公式,可以计算出各个交叉口的复杂度,见表3。由表3可知,在实施单向交通后,片区内总共有分流点15个,合流点11个,冲突点11个,交叉口的冲突点、交织点、合流点数目都明显减少,则整个片区的复杂度仅为A=15+11×3+11×5=103,7个交叉口的平均复杂度为14.7,属于简单交叉口。同时片区内除交叉口1外,其余交叉口也均属于简单交叉口。而交叉口1属于5路交叉,在无信号控制的状态下实施单向交通后,其复杂度只有69,远远低于5路双向交叉的情况,复杂度明显降低,交叉口交通运行及安全状况得到极大改善。4简化道路交通组织近年来,我国经济高速发展,大多数城市陷入机动车数量不断增多、交通日益拥堵、环境不断恶化、交通事故不断增多的严重困境中。尤其是居高不下的交通事故率,不仅使人们承受了巨大的经济损失,同时对我国社会经济造成了巨大伤害。单向交通作为一种有效的交通组织方式,其在简化道路交通组织尤其是交叉口交通组织方面具有巨大优势,不仅可使道路运营效率