混合交通条件下城市道路通行交通渠化方案研究

混合交通条件下城市道路通行交通渠化方案研究

平面交叉口是城市道路交通的瓶颈。如果交叉口的设计和科学管理，将打开城市平面交通的“结”。本文主要针对杭州城市道路平面交通的特点，抓住路口这个城市道路交通的最大“症结点”，在混合交通条件下，对有一定特点的路口的机动车、非机动车和行人的通行进行交通渠化设计，并根据渠化方案作进一步的信号配时研究，探讨路口的渠化和配时一体化设计，求得路口交通时间和空间的最优组合。一、行人交通影响在杭州，公交承担出行比例仅占23%，非机动车、步行仍是交通的主要形式。在交叉路口，混乱的非机动车、行人交通极大地影响了交叉口的通行能力。因此在交叉口合理地设计非机动车交通和行人交通是十分必要的。（一）产品配方的提出根据非机动车交通的基本特性、非机动车在道路交叉口的交通管理原则，以提高通行能力为目的，综合国内外已有的设计经验，在充分利用交叉口的时间和空间资源的基础上，笔者提出交叉口上非机动车的通行空间优化设计方案，下面分别给以说明。1社区网区优化方案，以下滩利用现有的路面开辟专门用于右转弯的非机动车车道。在右转非机动车流量较大、且交叉口用地条件许可时，应给右转非机动车交通流划出专用通行区域或通行车道，以绿化岛、交通岛、隔离墩或地面标线等与其他非机动车的行驶空间加以区分。其优点是可以缓和交叉口的交通拥挤，有利于交通安全。设置右转弯专用车道要求交叉口较宽，右转非机动车较多，否则，反而浪费了有限的地面空间。上述优化方案在实际的应用中，对右转非机动车的分隔有两种情况：有渠化岛和无渠化岛（见图1）。非机动车右转专用道入口离交叉口停车线的距离，视红灯期间直行及左转非机动车排队等候长度而定。2机动车边界条件使用彩色的路面或标线来标示出非机动车左转弯专用车道，并配合专用的左转相位，减少左转弯非机动车对直行机动车流的干扰，可提高通行能力，但这对进口道宽度有一定的要求，一般适用于机动车设有左转专用相位的多相位交叉口。目前，杭州大部分SCATS路口都设置了左转专用相位，但部分路口的左转弯非机动车道没有施划，一定程度上造成了路口非机动车混乱无序状况。3非排车式过街设计目前，在杭州尚无非机动车二次过街的路口，根据杭州非机动车骑车人心理，可以在一些左转弯非机动车流量较低、骑车人素质较高、路口条件具备、具有严重非机动车安全隐患、管理较严格的路口推行这种过街方式。交叉口范围较大的，一般都具备了建立非机动车候车区的条件。在非机动车流量较大的情况下,仍然可以采用该设计思路。非机动车与机动车仍然共用停车线,先对右转非机动车进行提前分离,控制直行非机动车先于左转非机动车进入交叉口,这样可以大大降低交叉口内用于非机动车待行的空间,见图2。目前，在杭州部分路口采用了机动车停车线后移的方法，其实也相当于上面方法的变通，取得了较好的效果，但一定程度上浪费了紧张路口的资源。5双管道外部转道在道路上划出非机动车横道线，提示驾驶员注意横向非机动车。在非机动车横道内，非机动车是优先的。机动车遇到非机动车横道要减速让行，遇横道内有非机动车时应停止，让非机动车先通过，使非机动车的通行权得到保障。非机动车横道适用于支路（包括胡同、里弄）与次干道相交的平面交叉口处，还可用于一些大型建筑物出入口与道路的交叉处。在杭州，支小道路众多，与主要道路的交叉频繁，采用此种方法可以确保非机动车的安全，见图6。（二）人体横道的设计1行人横道设置人行横道基本情形有三种，分别为行人过街横道的基本设置，Y形交叉口行人横道设置和T形交叉口的行人横道设置，分别见图7、图8、图9。此外，当高架路桥墩设在平面交叉口附近，使设置条件受到限制时，应在桥墩所处的分隔带上设置行人横道，必要时增设行人（两次过街）专用信号，见图10。2行人过街安全区在一些交叉口由于客观条件限制，交通信号还是二相位，机动车、非机动车、行人在同一相位内过街，为了照顾行人的安全过街，可考虑在人行横道中部设置行人过街安全区，宽度应不小于1.5米。(1）有中央分隔带的道路，利用分隔带做安全待行区，并保留端部1～2米的分隔带，对驻足的行人起保护作用。(2）无中央分隔带的道路，在有条件的路口压缩进出口车道宽，设待行区，并以彩色涂料醒目标出。（三）交通空间的利用对于新建或改建道路交叉口，应贯彻非机动车与行人放在同一层面进行设计的理念，合理的交叉口混合交通布置布局方案是：非机动车与行人的通行空间在一个层面，设施之间用行道树进行简单隔离，行道树之间互通；机动车在另一层面单独处理，有绿化与非机动车通行空间进行分隔。这种理念使机动车与非机动车在交叉口上的混杂程度大大降低，同时使得非机动车通行空间和行人通行空间可以互相利用，提高了交通空间的利用率。目前，杭州一些改建道路已经开始贯彻这一理念。（四）非点源和行人的信号控制设计1解决道路交通景观下的通行安全问题(1）绿灯时禁止机动车右转弯。在早晚高峰时机动车和非机动车流量都很大的路口，机动车右转车流量大，使直行和左转的非机动车被阻，从而造成拥挤堵塞，此时，可采用在绿灯时禁止机动车右转弯，在红灯时右转，从而消除高峰时间机动车对非机动车的干扰。(2）对右转机动车实行迟启控制。根据上一方法，在非机动车通行的绿灯时间内，完全禁止右转机动车的通行可能会引发右转车的延误，对于右转车流量较大的交叉口会引起新的交通拥挤。根据非机动车在绿灯初、中和末期的运行特征，直行和左转的非机动车在绿灯中后期的密度明显比初期降低，此时，可使右转机动车相对于冲突流向的非机动车迟启，让右转机动车与残余的非机动车自组织穿插通行。(3）非机动车信号的早启早断。在交叉口进口道处，机动车与非机动车的停车线仍然在同一位置上，但是考虑到非机动车起动快而且总是成群地通过路口的特点，专门设置非机动车专用信号，使非机动车交通信号的绿灯先亮，让非机动车群先进入交叉路口，然后再亮机动车交通信号的绿灯，让机动车在非机动车之后进入和通过路口。前后两次绿灯时间一般可相差5～15秒，具体根据交叉口的交通量大小与交叉口的几何尺寸而定。两次绿灯法的优点是缓和交叉路口交通拥挤，缺点是延长了交通信号周期时间。(4）多相位信号设计。非机动车二次过街的路口，让非机动车流渠化或绕行，从而减少冲突点，保证通行安全，缺点是车辆的延误增大。除了上述方法以外，还可以采取以下一些具体的措施。(1)设置立体交叉，分离交通流；或者设地道或天桥，解决交叉口非机动车的通行。(2)对非机动车流量较小的交叉口，合并非机动车流和行人流，让非机动车流上人行道行驶，非机动车通过交叉口后再重新走非机动车道。(3)在非机动车高峰期，可以考虑禁止机动车左转或右转。(4)针对非机动车高峰和平峰流量差别较大的特点，设计可变车道。2.行人交通信号设计行人信号设计比较简单，主要以行人能安全通过路口为原则，其中还包含行人的二次过街等问题。二、交叉口的汽车配置（一）机动车安全设计路口渠化设计包含针对机动车、非机动车、行人的设计，其中主要还是非机动车与行人的安全设计，对于机动车而言，主要是车道、调头、导流等的设计，相对比较简单，在此以图11、图12说明。1“渡区”内部管线渠化当进口道横断面中心线偏移时，提倡采用“过渡区”标线加以渠化，如图13所示。当进口道向右侧展宽而左转车道从直行车道分出时，应采用“鱼肚”形标线加以渠化，如图14所示。2.交叉口的旋转（二）相位相序组合优化一般信号相位的设计比较简单，按照精致化交通设计的要求，信号相位要按单车道、单方向、机非分开进行设计。设计信号相位，提倡遵循如下原则。1．信号配时设计应与空间设计（如车道划分等渠化措施）相协调。2．信号相位数应尽量少，以提高周期内的有效通行时间。3．相序设计应遵循在保证交通安全的前提下，实现交通流连续。当各对称方向的流量出现较大的不均衡时，应考虑采用灵活的相位组合，在避免冲突的情况下，考虑相位衔接，以交叉口通行时间最佳利用为目标，将非对称的流向组合在同一相位。如图16,C方向的左转流量明显大于D方向，D方向的左转绿灯可以提前结束，在满足同一相位进口道与出口道数目匹配的前提下，A方向的直行绿灯可提前启亮。这样，避免了绿灯时间的闲置，提高了交叉口的通行能力，同时也减少了延误。为了充分利用交叉口的时空资源，在有条件的地方，可采用分车道控制的方法使得相位相序的组合进一步优化。按车道控制的示例如图17，交叉口内无行人与非机动车（通过地道或人行天桥），B方向进口道用车道灯控制，在第三相位，B方向进口道的内侧直行车道上的车辆在停车线前停车，外侧直行车道上的车辆与C方向的左转车辆同时通行。按车道控制的示例如图18，大量车辆在上游交叉口的进口道B右转，然后在下游交叉口的进口道A左转。但是，两交叉口之间的距离很短，无法满足车辆交织长度的要求。把一条左转车道放在右侧，在交叉口A利用车道灯控制，就可以解决这个问题。由此可见，按车道控制能较大程度利用各车道的资源，提高交叉口的通行能力。三、交通设计的实践（一）东向南左偏转+c相位对于单行线路口，由于其交通流向的特殊性，可以视情对信号相位进行组合与合并，达到通行高效的目的。如杭州文晖路河东路交叉口，实施本信号相位方案前现状为：北口车辆经常排队到朝晖三区家友超市甚至排到新市街口；南口左转弯车辆经常排长队，严重影响南向北直行的车辆；东口作为单行线入口，经常排队到大树岗位。通过实地调查、分析，提出了如下相位设计方案，见图19，由此解决了该路口拥堵问题。1．将东口直左车道改为左转弯专用车道。2．根据东向南左转弯流量特点，在B相位放行一段时间后，提前阻断东向南的左转弯，改放行南向西的左转弯，也就是C相位，此时其实已经达到三股流量合流效果：东向西直行、北向西右转（南口为圆灯）、南向西左转，达到高效放行目的，见图19。通过这个路口信号相位设计，可以总结出一种在单行条件下相位设计思路，即单行线方向的直行与另一个方向的左转组合。（二）信号战略控制杭州城西地区单行线路网（见图20）的信号控制思路也几经转变，目前其特点如下。1．突破过去的完全机器根据流量自适应、方案选择式的控制方式，实行人为战略控制，确保单行线重点方向优先通行。2．大矛盾分化为小矛盾。对于文二路，在进口处主要考虑将流量放进来，所以对文二路古翠路交叉口高峰时间要提前加大由西向东相位时间，而由于文二路、古翠路至学院路，文二路、学院路至教工路，文二路、教工路至保?路之间的路段蓄车能力较大，所以根据文二路、莫干山路西向东通行能力大小来考虑将大量车流分别截断在以上三个路段。3．信号控制“绿波带”原则。文三路由于各个路口单行线方向通行能力相差不大，所以对全线有条件的路口实行信号“绿波带”控制，使车辆协调、快速通过路口。拓展以上信号控制思路，可以在其他道路上通过信号进行流量重新分配，以达到合理组织交通流之目的。首先，干线道路（如天目、环北一线）上，相邻几个路口间由于左、右转弯流量分布特点及道路条件的差异，可以考虑在某些路口专用转弯相位上时间尽量压缩，使转弯车辆尽量汇集到转弯条件较好的路口延长转弯相位时间让其通行，从而节省其他路口时间。其次，根据道路通行重要方向原则确定信号战略控制方案。再次，单行线方向流量尽量在同一时间内连续汇入，这样可以使得路口绿波时间内车辆尽量通行，最大程度避免路口排队。（三）新型安全设计杭州市区特别是老城区道路特点十分鲜明：棋盘状网格化道路，而且道路网格间距特别短，网格上的路口交通组织又特别难以处理，于是，笔者大胆提出了“类”环岛理念，将四个间距很小的特殊路口作为环岛来处理，具体设计如图21。1．斜线箭头代表的右转交通流可以通过渠化专用右转车道得以通行。2．整个环岛采用信号灯进行控制，具体相位设计有多种方案，图21为其中一种。人性化的精致交通工程设计时代已经来临。杭州作为ITS示范城市之一，智能交通做得好，交通工程设计也要跟上。本文仅仅对交叉口的工程设计作了一些研究，交通工程设计还包含很多内容，比较重要的还有公交专用道的路段、路口以及信号配时设计，交通安全设施设计，标志标线标牌设计，路段交通工程设计等等，这些都还有待大家的进一步研究。4.非停车产车自动驾驶桥图3所示的设计是最常规的双停车线设计。图4所示的设计是在进口道较多的交叉口,辟出一到两条机动车道供非机动车停车。为了给非机动车提供最大的方便,右转非机动车提前上人行道绕过停车线,避免了前方停车过多阻碍右转非机动车通行,同时可以提供更多的非机动车停车空间。但由于非机动车与机动车仍然共用停车线,应配合非机动车信号的早启,否则会加重非机动车对机动车的干扰。图5所示的设计比较适合于大型交叉口。人行道稍向后设置,在人行道与横向直行车通行区域之间的区域设置左转和直行非机动车的待行空间,达到非机动车停车空间提前于机动车停车空间的目的。根据非机动车起动快、骑车人急于通过交叉口的特点,可将非机动车停车线划在前面,机动