南昌市交叉口交通优化设计之思考
2013-08-23 16:42:58   来源:tranbbs.com      评论:0 点击:

1. 南昌市交叉口交通的拥堵现状

随着小汽车交通的迅猛增加,南昌市的道路交通日益拥堵。与其他城市类似,南昌市的交通拥堵,也主要在一些交叉口集中体现出来,比如:洪都大道-洛阳路、洪都大道南京路交叉口等。这些交叉口交通量大,道路资源有限,交通组成复杂,加之秩序不良,造成严重的堵塞和延误。

交叉口不仅是城市路网交通运行的瓶颈点,同时也是造成交通延误以及车辆运行连续性差的主要原因。因此,有效改善交叉口交通状态,提高交叉口的通行能力及车辆通过是的有序性、平顺性以对于提整体升道路交通网络的运行水平具有非常重要的作用。

而交叉口拥堵则是我国城市交通系统的普遍现象,造成交叉口拥堵的原因很多,主要是由于早期缺乏规划,后来的规划也存在一些不合理之处。还有一层原因是交通的规划与设计、建设之间存在脱节现象。

2. 改善手段——引入交通设计理念和方法

造成交叉口拥堵的因素很多,深层的原因是早期缺乏交通方面的规划,而后来的规划也存在一些不合理之处。还有一层更为直接的原因,就是交通的规划与设计、建设之间存在脱节现象。而这缺失的环节就是交通设计。

2.1 交通设计的定义,作用和地位

交通设计是指运用交通工程学的基本理论和原理,以充分利用交通系统的时间资源和空间资源,实现交通的通畅、安全、便捷及改善环境为目标,最佳设计改善交通实施方案的技术。[1]

长期以来,交通设施的建设更多关注的只是其土木工程层面的问题,而缺乏对设施功能及其最佳使用问题的重视,所以,更加剧了交通问题的尖锐化,并造成巨大的投资浪费。因此,交通设计是贯彻交通规划思想、实现交通设施最佳建设的重要一环。

交通设计在交叉口的具体应用,就是交叉口交通优化设计,包括渠化模式的优化、渠化方案设计和信号配时方案设计。

因此,我们从交通设计的角度,对南昌市的主要交叉口进行改善,根据每个交叉口的不同道路资源条件,交通需求特点进行相应的交叉口交通优化设计,调整渠化方案,优化信号配时:

  • 对于拥挤、排队严重的交叉口,着重提升其通行能力、减少延误;

  • 对于道路资源条件较好的交叉口,则着重改善车辆通过交叉口过程的平顺性,减少不必要的停车,并为今后升级管理(如绿波协调控制、区域协调控制等)创造良好的基础条件

2.3 交叉口拥堵原因分析

在进行交叉口交通优化设计之前,需要了解造成交叉口拥堵和延误的3大主要原因:

1)交叉口信号控制导致交通流的中断

由于交叉口需要通过信号灯依次为不同方向的车辆分配通行时间,使得非通行相位的车辆必须停车等候,从而导致的交通运行的不连续以及信号延误的产生。

2)交叉口间断通行的通行能力小于路段的连续通行

因此,最经典的方法就是通过拓宽进口道,增加进口车道数来提高通行效率,就是所谓的“时间损失空间补”,利用横向空间资源弥补通行时间的损失。

图1 进行交叉口拓宽提高通行效率

图2 典型的渠化方式

拓宽进口道,增加进口车道数,是提高交叉口通行能力是比较常用和有效的交叉口改善设计方法。由于受早期规划的影响,尤其是在老城区,受红线宽度及路侧设施的约束,交叉口进口的拓宽余地非常有限,使得交叉口成为车辆通行的“瓶颈”,从而造成拥堵。

3)交叉口典型渠化、控制方式进一步降低了交叉口的通行能力

经典交叉口渠化设计方式(简单增加进口道数量)的交通设计仍然存在较大的资源浪费:对于一个独立的信号相位,无论车辆多少,该相位放行时,其他相位的车辆必须等待,这种对通行资源的浪费是非常可观的(如图3)。然而,为了分离相互冲突的交通,保障通行安全和秩序,设定相关的信号相位又是必须的。因此,由于多相位信号导致的交通资源的浪费就难以避免。

图3 经典渠化配时方式的通行资源浪费

根据调查和测算,南昌市主要拥挤交叉口的通行能力只有相连接道路通行能力的25~30%,这种资源的浪费是造成交叉口拥堵的又一重要原因。

3. 交通设计对策

按照现有的渠化与配时方案,目前南昌市拥挤的交叉口已经没有太多通行潜力可挖,目前的拥堵现象将会持续下去。对于多相位控制的交叉口而言,改善交通的核心就是如何提高通行资源的利用率,有效的手段有两种:其一就是在相位不变前提下,设法提高通行断面利用率;其二则是消除左转相位,将交叉口信号相位简化为最低的2相位,从而降低通行资源的空转,提高通行能力,降低延误。

为此,本文通过结合国内外的相关交通设计经验,研究分析了集中较为有效的新型交叉口交通设计和交通控制方案,通过采用这些交通设计方案,达到强化道路资源的利用效果,可将现有交叉口的通行能力提高30%以上,这将明显缓解重点瓶颈交叉口交通压力;对于目前尚不拥挤的交叉口,也可以提高行车平顺性,减少停车,降低延误,从而提高路网整体运行效率。

本次提供考虑的交叉口交通优化设计的手段有3种,均针对4相位的信号交叉口进行优化:

3.1 “双停车线”法

1)原理

通过在交叉口各进口道停车线上游划出新的停车线,形成综合蓄车区(如图4),利用横向道路通行相位完成本相位车辆的蓄车过程,车辆可利用所有车道等待通行,当信号转换为本相位通行时,等待车辆可利用更多车道通行(如图5),从而大大提高通行效率。

综合蓄车区

图4 双停车线及综合蓄车区

图5 双停车线法与常规方法放行效率对比

2)实质

这一方法的实质是通过不同流向的车辆轮流使用交叉口进口道的全部宽度进行通行从而实现对进口道横向空间资源的强化利用。

3.2 “非圆环岛”法[2]

1)原理

将道路中央分隔带当做一个拉长的环岛,利用道路中央分隔带中间的调头开口,将左转车流转换为“直行-远引-调头”和“右转-远引-调头”两种绕行方式,消除交叉口处的直接左转相位,将交叉口的信号相位减少到基本的2相位,提高道路资源的利用率,从而提高道路通行能力,降低延误。(如图6)

图6 “非圆环岛”设计理念

2)实质

本方法的实质是通过引导左转车辆到路段上中央分隔带调头,将左转车流转化为交织车流,利用道路的纵向空间资源换取交叉口处的时间资源。

该方法需要有中央分隔带保证实施,并且当中央分隔带宽度不足以保护调头车辆是,需在调头处宜设置调头信号灯来保证调头车辆的行车安全。

3.3 “左转转移”法[3]

1)原理

在主交叉口各进口的上游设置次级交叉口,左转车流在次级交叉口穿过对向车道(需设置信号保护),转移到对向直行车道的外侧,到达主交叉口后,左转车流与本向直行车流同时放行(如图7),将主交叉口信号相位简化为2个相位,提高交叉口时间资源利用率[4]。

图7 “左转转移”法的交通流向图

2)实质

本方法的实质是左转交通流的“腾挪”,通过提前消除交叉口左转车流与对向直行车流之间的冲突,将交叉口的信号相位减少到基本的2相位,使得交叉口通行的时间资源得到强化利用。

“左转转移法”的特点是将左转车道的位置与对向车道位置互换,因此对拓宽道路宽度的要求不高,可实施性强。

4. 南昌市交叉口案例设计与分析:

4.1 交通设计对象的选择

本文选取了2组交叉口进行针对性的交通优化设计,其中第一组为洪都大道-南京路交叉口代表交通压力大,排队长、延误大的交叉口代表;第二组包含丰和大道-世贸路和丰和大道-绿茵路2个交叉口,代表道路资源较好的交叉口。

第1组交叉口

第2组交叉口

图8 选择进行优化交通设计的交叉口

责任编辑:佚名

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