舊城區復雜道路交叉口改造交通詳細設計方法研究

丁 磊，田曉楠，于 淼

（天津市公安交通管理局，天津市 300051）

0 引言

交叉口作為城市道路相互交匯的節點，承載著大量轉向、匯集、疏散的車流與人流，是整個城市道路交通系統的咽喉，其設計及組織管理的合理性直接影響著道路及整體路網的運行效率。相比于一般的規則交叉口，舊城區中由于規劃設計不當以及用地條件受限等因素而形成的多路平面交叉口幾何形狀更為復雜，不同流向及交通方式之間的干擾更為嚴重，所表現出的交通問題也更為突出，往往成為城市路網中的“秩序亂點、交通堵點、事故黑點”[1]。因此，如何針對這些復雜道路交叉口進行合理的優化設計就成為了城市改造工作中的一項重點。

近年來，伴隨著我國城市機動化水平的快速提高，城市道路中的交通問題日益凸顯。一些國內學者針對復雜交叉口在渠化設計、信號控制、組織管理等多方面展開了專項研究[2-4]。本文結合天津市南京路-新華路交叉口的改造工程實例，對復雜交叉口治理的流程及措施進行了深入探索，給出了詳細的設計方案，為同類型城市復雜交叉口的改造優化實踐工作提供一定參考。

1 舊城區復雜交叉口特征分析

1.1 交通流及構成

與一般交叉口相比，舊城區復雜交叉口的相交道路大多包含了城市中較為重要的干道，周邊聚集了休閑、醫療、教育等能帶來高強度交通需求的資源，因此此類交叉口所承載的交通量較大。與此同時，隨著相交道路數量的增多，此類交叉口內部的交通流向更為復雜，進出各條相交道路的機動車、非機動車與過街行人在此交匯，較普通交叉口產生了更多的交織與沖突點。以城市中較為常見的五路交叉口為例，其內部沖突點的數量為50個，是普通四路交叉口的3倍，不僅不利于交通組織，還產生了嚴重的安全隱患。

1.2 幾何形狀的演變

依據幾何形狀可將道路交叉口劃分為規則交叉口與不規則交叉口兩大類。舊城區中的復雜交叉口屬于后者中的多路交叉口，即由5條或以上不同等級的道路交匯而成。個別相交道路交叉角度小，轉彎困難，視距在部分區域受限制[5]。為簡化此類交叉口的交通組織，減少交通沖突點的數量，一些復雜交叉口在中央設置了中心島，被改造成了車流單向行駛的環形交叉口。

1.3 周邊用地特征

舊城區復雜交叉口周邊往往分布了大量商業、公建性質的用地，比如大連的中山廣場交叉口及天津的日報大廈交叉口。此外，由于此類交叉口大多位于舊城區中心，周邊還分布了大量高密度的居住用地，這些用地都是城市中十分重要的交通吸引源。正是其高峰時段所產生的大量到發性質交通出行導致了交叉口甚至整個區域的擁堵[6]。

2 復雜交叉口改造思路

不同的復雜交叉口由于周邊用地性質、幾何形狀以及相交道路等因素的差異，具體的優化設計方法往往不盡相同，但其整體的工作思路及流程卻是基本一致的。

2.1 交通調查

交通調查是制定科學合理的優化設計方案的基礎，通過對舊城區復雜交叉口現狀情況進行實地勘察，可掌握交叉口的基本參數與交通運行規律，進而為后續的問題分析提供依據。交叉口交通調查所需收集的信息和數據主要包括交叉口的區域位置、幾何參數、交通設施以及高峰時段各流向交通量等數據。

2.2 問題分析

此階段主要依據交通調查所收集到的數據對改造交叉口所存在的問題進行分析，明確其所產生的原因。

2.3 優化設計

本階段主要基于交通工程理論，針對改造交叉口的特征及存在問題提出設計方案。在復雜交叉口改造中效果較好的措施主要包括支路分離、渠化設計、信號配時優化及單向交通組織等。其中，支路分離采用次要道路與鄰近干道提前交匯的工程措施來減少主交叉口道路的數量，將多路交叉口改造為兩個距離接近的組合交叉口。這種措施能從根本上改善此類交叉口的交通問題，但由于涉及道路線位調整，工程造價高，對周邊影響大，需謹慎選擇。渠化設計是城市道路交叉口改造過程中常用的一種措施，是指運用交通標志、標線以及安全島等交通設施對各種交通流進行分流和導向的設計方法，旨在通過規范各流向運行的軌跡來減少相互之間的干擾。除了在空間上對交叉口路權分配進行優化外，還可通過信號控制將相互沖突的交通流在時間上進行分離，進而使其內部的各股交通流能高效、有序地通行。此外，復雜交叉口改造還可結合舊城區高密度路網及小尺度的道路形態對其中低等級支路進行單向交通組織，以簡化多路交叉口復雜的交通流向，減少沖突點。

在實際的交叉口改造工作中，需要結合交叉口的特征有針對性地進行優化設計，盡可能做到“對癥下藥”：對于交通量接近甚至超過通行能力的過飽和交叉口，可通過區域路網對部分交通流進行引導和分流，有條件進行工程改造的交叉口可采用支路分離的工程措施；對于交通運行秩序差的交叉口可采用渠化設計及信號配時優化來減少沖突，提高通行效率；對于交通安全設施不完善的交叉口，可從完善相關交通安全設施的角度開展優化，包括增加安全島、人行道、隔離護欄等。

2.4 方案比選

針對前一階段提出的多個優化設計方案，基于交叉口的實際條件對其進行全面、細致地比較與分析，統籌考慮各方案對整體區域路網及改造交叉口產生的影響，明確各自的優缺點，選擇最后方案。

2.5 后評價分析

在復雜交叉口改造方案實施后，宜稍過一段時間（一般在3個月后）對其交通擁堵的改善情況進行定量評價，調查的主要指標選取能解決交叉口運行效率的飽和度、延誤、排隊長度等[7]。

3 工程實例

3.1 交通概況

南京路-新華路交叉口地處天津市中心區域，不僅承載著較大的交通量，周邊還分布了學校、商場及寫字樓等交通產生與吸引點。該交叉口是一個典型的六路相交畸形交叉口，雖然近年來交管部門采取了包括單行、限制路口轉向等一系列交通組織措施，并取得了一定的效果，但伴隨著城市機動車保有量的不斷增加以及土地開發強度的加大，該交叉口在擁堵及安全方面的問題日益凸顯。

現狀該交叉口各相交道路的情況如下：

南京路東段——城市主干路，紅線寬60m，3幅路，雙向10車道，進口道設有4條直行車道及1條右轉車道；

南京路西段——城市主干路，紅線寬60m，3幅路，雙向10車道，進口道為4條直行車道；出口道為3條直行車道及3條左并車道；

成都道——城市次干路，紅線寬22.5m，單幅路，交通組織為單向駛出，設有3條機動車道及1條非機動車道；

泰安道——城市次干路，紅線寬22.5m，3幅路，雙向2車道，進口道有1條直左車道；

新華路北段——城市主干路，紅線寬30m，3幅路，交通組織為單向駛入，設有3條機動車道；

新華路南段——城市次干路，紅線寬16m，單幅路，雙向2車道，進口道設有1條右轉車道，機非混行。

該交叉口改造前的渠化方案如圖1所示。

圖1 南京路-新華路交叉口改造前方案渠化圖

交叉口現狀采用無信號控制，通過交通調查可獲得早晚高峰交叉口交通量的統計數據，其中現狀最為擁堵的晚高峰小時交通量見表1。

表1 南京路-新華路交叉口高峰小時交通量觀測表

3.2 現狀問題分析

（1）現狀交叉口采用無信號控制的方式，各方向交通流的轉向均不受限制，交通組織無序，高峰時段內存在嚴重的交通擁堵問題；

（2）現狀交叉口渠化不合理，對各股交通流的行駛路權界定不明晰，相互之間干擾嚴重；

（3）交叉口面積過大，行人過街距離較遠，內部缺乏供其短暫逗留的安全區域，存在安全隱患；

（4）現狀高峰時段進入交叉口的交通量達7337puc/h，主要分布在東西向的南京路及成都道上，但現狀位于中部的交叉口環島的設置導致了大量南京路直行車流與成都道內側并入的左轉車流間的交織，進一步降低了交叉口的通行能力，嚴重時會阻塞交叉口。

3.3 交叉口設計方案

3.3.1 渠化設計

將南京路東段及西段進口道的停止線分別前移至與成都道及泰安道相交的安全島，同時遵循“以人為本”的規劃設計理念，為減少新華路南段兩側慢行交通的繞行，在新華路右側的南京路路段上增設一條人行橫道線。在此基礎上，去除現狀交通島，對成都道的交通流線進行重新組織，縮短其左轉車輛在交叉口中的行駛距離，并將成都道現狀最左側的非機動車道調整為兩側。另將泰安路進口道停止線也前移至兩側安全島，并在道路緣石轉角處增設人行橫道線及行人信號燈，新華路交通組織保持現狀不變，主要針對交通流線進行了優化設計，并渠化了安全島。此外方案在快慢速交通流存在混行且無綠化分隔帶隔離的位置規劃了護欄，并設置了非機動車禁行區以及行人二次過街安全島，以保障交叉口的交通安全。具體渠化方案如圖2所示。

圖2 南京路-新華路交叉口改造方案設計圖

3.3.2 信號配時設計

根據遠期預測交通量，結合渠化設計方案，對交叉口的相位進行分配：

（1）泰安道右轉南京路交通量大，由于其與南京路直行車流干擾小因此可將其納入放行時間較長的南京路通行相位；

（2）為消除南京路與成都道車流的沖突，信號配時方案將兩者的通行權進行完全的時間分離，單獨設置成都道相位；

（3）增設專用的行人相位，以滿足慢行交通的通行需求，保障其安全。

在此基礎上運用公示確定信號周期、綠信比及顯示綠燈時間等參數，具體的相位分配及配時方案如圖3所示。

圖3 南京路-新華路交叉口改造信號配時方案

3.4 后評價分析

依據上述方案對該畸形交叉口的優化，運用模擬仿真與實地調查相結合的方法，選取能客觀反映交叉口運行效率的指標對改造工程的效果進行評價。具體比較結果見表2。

由表中的數據不難看出，經過本次改造優化，南京路-新華路交叉口的通行能力及服務水平得到了顯著提升，困擾該交叉口多年的擁堵問題在一定程度上得到了解決。除此以外，經過改造，交叉口內平均車速由15.2km/h提升至21.5km/h，交通沖突點由之前的8處減少為現在的2處，不僅降低了整體的管控難度，還保證了各方向交通流安全有序通行。

表2 南京路-新華路交叉口改造工程指標對比表

4 結語

隨著我國經濟的持續發展以及城市化進程的加速，人口密度較大的舊城區道路網所承受的交通壓力不斷增大，其中由多條道路交匯形成的多路交叉口由于集合條件差、交通流復雜等特點凸顯出越來越多的交通問題。針對這一現狀，本文重點闡述了舊城區復雜交叉口的改造工作流程及改善措施，并利用這一思路對一舊城區復雜交叉口進行了改造，不僅提高了交叉口的整體通行能力和服務水平，減少了各進口道的延誤及排隊長度，還有效地改善了交叉口的運行秩序，降低了交叉口的管控難度，有效保障了交通的安全，對于緩解路網的交通壓力，提升城市的品質具有重要的意義。

參考文獻：

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