陸島連通工程與地方交通的銜接研究

□文/苑中丹 王維禮

隨著沿海城市的不斷發(fā)展，城市空間也在不斷拓展，具有先天海島優(yōu)勢的城市也在逐步開發(fā)基礎(chǔ)條件較好的島嶼并期望不僅可以用城市完善的基礎(chǔ)設(shè)施為島嶼的發(fā)展帶來先機(jī)，而且可以實現(xiàn)島嶼反哺城市，使得陸島互惠互利發(fā)展。

大陸連島工程對地方交通影響重大，島內(nèi)居民外出和陸人進(jìn)島次數(shù)將明顯增加，人們出行范圍擴(kuò)大，出行方式也更加多樣。陸路交通作為重要的交通方式，應(yīng)能滿足人們出行的交通需求并支撐陸島發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)。

1 交通銜接影響范圍劃定

借鑒美國確定交通影響范圍的經(jīng)驗，采用定性分析的方法，依據(jù)連島工程周邊道路網(wǎng)的現(xiàn)場踏勘資料，宏觀上從整個周邊地區(qū)的路網(wǎng)上分析確定基本大的影響范圍，微觀上從連島大橋周圍相關(guān)道路確定小的影響范圍并結(jié)合小的影響范圍，給出路網(wǎng)交通組織與管理及節(jié)點改善方案。

大陸連島工程可溝通大陸交通骨架，使海島、大陸連成一體，因此可以統(tǒng)一考慮。根據(jù)連島工程對周邊范圍影響程度的不同，可將影響區(qū)域分成3個層次。

1）直接影響區(qū)。處于連島工程沿線，將受到最直接的影響，成為影響區(qū)域的第一圈層。

2）第二圈層。雖然不被連島工程直接連接，但是將受到工程影響的輻射，成為影響區(qū)域。區(qū)域規(guī)模主要涉及受影響的相鄰鄉(xiāng)、縣、城市。

3）第三圈層。陸島連通對完善地區(qū)綜合交通網(wǎng)絡(luò)起著非常重要的作用，因此地區(qū)成為影響區(qū)域的第三圈層。區(qū)域規(guī)模主要涉及受影響的區(qū)域性的城市群。

2 流量預(yù)測與交通影響分析

預(yù)測的理論基礎(chǔ)是交通工程學(xué)中成熟的“四步驟”法。首先分析區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢和交通運輸現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；然后結(jié)合人口發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃以及城鎮(zhèn)空間布局，在路網(wǎng)交通現(xiàn)狀調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，運用規(guī)劃軟件得出預(yù)測的初步結(jié)果，最后根據(jù)對大陸連島工程通車后情況預(yù)計進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。見圖1。

圖1 研究技術(shù)路線

2.1 流量預(yù)測

運用交通預(yù)測軟件，預(yù)測出目標(biāo)年重要路段、重要交叉口的交通流量以及飽和度。預(yù)測的內(nèi)容主要包括：

1）連島工程以及主要道路交通量。主要是交通流量、方向分布等。

2）主要交叉口高峰小時流量流向預(yù)測。考慮在交通需求最大情況下，預(yù)測重要交叉口的高峰小時里的流量流向情況，為交叉口改善設(shè)計提供參考。

2.2 交通影響分析

1）確定路段交通影響閾值。有了各路段分?jǐn)偟男略鼋煌浚鶕?jù)各路段的交通服務(wù)水平變化情況，就可以確定交通影響范圍；但這里涉及到，新增交通量增加到多少才被認(rèn)為對原有道路交通的運行產(chǎn)生顯著影響；因此在確定交通影響范圍之前，首先須確定交通影響的閾值。超過閾值的路段即在影響范圍之內(nèi)，而低于閾值的路段不在交通影響范圍之內(nèi)。路段的交通運行水平變化應(yīng)用服務(wù)水平的變化來評價。對于某路段來說，其長度不變，車輛的運行速度由運行時間決定；則路段新增交通量對服務(wù)水平變化的影響也可通過路段行程時間的變化來表征。路段交通量的增減導(dǎo)致行駛時間的變化，可以引用BPR函數(shù)來表示[1]。一般認(rèn)為BPR函數(shù)能夠反映道路上車輛的行駛時間與交通流量的關(guān)系，因此可以考慮在交通影響分析中使用該公式來確定閾值。

式中：t為實際通過該路段所需要的時間；t0為路段自由行駛時間；V為當(dāng)時通過該路段的交通量；C為路段的實際通行能力；α、β為模型待定參數(shù)，這里取α＝0.15、β＝0.4。

V的變化會改變路段上的。交通設(shè)施的通行能力與服務(wù)水平分析中常用這一指標(biāo)，這里也用該指標(biāo)來反映路段延誤時間。路段上改變所致延誤時間的變化，可以借用經(jīng)濟(jì)學(xué)分析中使用十分廣泛的彈性指標(biāo)來反映。路段延誤時間對V/C的彈性E為

選取V/C在0～1中的某些點，計算其延誤時間對V/C的點彈性E，由這些點彈性來劃分V/C對t有不同影響的區(qū)段。所選點的V/C為0、0.05、0.1……0.95，其點彈性值見表1。根據(jù)表1可劃分出點彈性不同的區(qū)段。

在某一區(qū)段內(nèi)，彈性變化不明顯；不同區(qū)段間，彈性差異很大。若建設(shè)項目誘增的交通量使路段的服務(wù)水平變化了一個等級，則認(rèn)為建設(shè)項目對路段的交通影響較大。

表1 彈性劃分

2）交通影響路段的通行能力計算。路段通行能力的確定采用文獻(xiàn)[2]的方法，在城市一般道路和一般交通條件下，不受平面交叉口影響時，一條機(jī)動車道的可能通行能力

式中：Np為一條機(jī)動車道的路段可能通行能；ti為連續(xù)車流平均車頭間隔時間。

當(dāng)沒有觀測值時可能的通行能力由路段車速來確定，見表2。

表2 路段可能通行能力

不受平面交叉口影響的機(jī)動車車道設(shè)計通行能力沒有信號燈控制時

式中：Nm為機(jī)動車車道設(shè)計通行能力；ac為機(jī)動車道通行能力的道路分類系數(shù)，見表3。

表3 機(jī)動車道通行能力的道路分類系數(shù)

有信號燈控制時式中：aa為考慮了交叉口間距、車速和綠信比的折減系數(shù)。

式中：s'c為交叉口的間距；Va為行車速度；αm為啟動時平均加速度，小型車取0.8 m/s2；dm為制動時平均減速度，小型車取1.7 m/s2；ts為車輛在交叉口停候時間。

計算路段通行能力時，考慮路段上車道之間相互干擾、外側(cè)車道受到公交停靠及非機(jī)動車和行人影響等諸多因素，需要進(jìn)行多車道折減。參考上海市城市綜合交通規(guī)劃研究所、文獻(xiàn)[3]、李旭宏[4]的方法，提出車道折減系數(shù)。

有機(jī)非分隔時，最靠近路中線的一條車道折減系數(shù)取1.0，即不折減；向外第二條車道折減系數(shù)取0.9，第三條及外側(cè)的其他車道都取0.85。

無機(jī)非分隔時，單向車道數(shù)只有1條和2條的情況。根據(jù)非機(jī)動車及行人的干擾程度，外側(cè)車道折減系數(shù)取0.8～0.9不等；2條車道的內(nèi)側(cè)車道不折減。

3）路段服務(wù)水平影響分析。根據(jù)路段的預(yù)測交通量，對照交通影響閾值，確定目標(biāo)年路段服務(wù)水平。

3 交通網(wǎng)絡(luò)對接規(guī)劃

3.1 對接交通組織原則

交通組織是一種宏觀層面的交通管理措施，對接交通組織的原則應(yīng)滿足：

1）以現(xiàn)狀交通調(diào)查和大陸連島工程貫通后的交通預(yù)測為基礎(chǔ)，制定近期的交通組織方案；

2）首先考慮連島工程沿線的交通，充分保障主要干線的暢通，同時兼顧周圍路網(wǎng)交通；

3）區(qū)域交通做到順暢有序，盡量減少車流沖突，保證主干路交通流暢通；

4）充分體現(xiàn)公交優(yōu)先、交通可持續(xù)發(fā)展和以人為本的原則，交通組織中，基本不對公共交通進(jìn)行限制；

5）考慮非機(jī)動車和行人交通，體現(xiàn)“以人為本”的交通理念。

3.2 路網(wǎng)交通組織

3.2.1 機(jī)動車交通組織

根據(jù)實際情況，近期路網(wǎng)交通組織方案可通過對現(xiàn)狀路網(wǎng)中交通問題的診斷，著重明確路網(wǎng)的分工，改善主要交叉口的通行能力，合理制定道路使用管理辦法，調(diào)整路網(wǎng)中車流流向結(jié)構(gòu)等有效措施，使之更好地適應(yīng)道路的功能要求，主要運用交通控制和管理的手段來解決當(dāng)前路網(wǎng)中存在的問題。

3.2.2 非機(jī)動車交通組織

非機(jī)動車流交通組織結(jié)合機(jī)動車流交通組織進(jìn)行考慮；非機(jī)動車原則上以短途交通為目的考慮。中長距離交通應(yīng)鼓勵以公共交通為出行方式；體現(xiàn)機(jī)非分流的思想，盡量使機(jī)動車交通設(shè)施與非機(jī)動車交通設(shè)施在空間上分離；原則上對非機(jī)動車的出行不做限制，但為了不影響公路上機(jī)動車流的運行，盡可能將非機(jī)動車流組織到機(jī)動車流量較少的支路上并重點考慮其運行安全；通過建立停車換乘系統(tǒng)逐步引導(dǎo)人們采用非機(jī)動車換乘城市公共交通的出行方式，使交通結(jié)構(gòu)合理化，亦能節(jié)省能源，減少城市交通污染，發(fā)展綠色交通。

3.3 水運交通

主要考慮本島與附近重要島嶼以及與大陸的交通聯(lián)系，包括客運與貨運聯(lián)系。陸島連通之后，水上線路必定受到影響，應(yīng)根據(jù)陸島工程作出調(diào)整，更改水運線路以及時間節(jié)點。

4 重點交叉口交通改善

4.1 交叉口渠化

4.1.1 交叉口范圍內(nèi)的合理利用

交叉口范圍內(nèi)應(yīng)在渠化方面進(jìn)行以下優(yōu)化設(shè)計：

1）合理標(biāo)劃渠化線，達(dá)到規(guī)范車輛行駛軌跡的作用，對于不規(guī)則十字交叉口、畸形交叉口效果更佳；

2）布設(shè)導(dǎo)流線，特別是左轉(zhuǎn)車導(dǎo)流線，引導(dǎo)車輛行駛路線，減少沖突；

3）進(jìn)口道條件允許時，設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)并結(jié)合遲起早斷、增加綠燈間隔時間等配時技術(shù)，使左轉(zhuǎn)車?yán)镁G燈間隔時間行駛，從而達(dá)到節(jié)省左轉(zhuǎn)相位的作用。

4.1.2 進(jìn)口道的改善設(shè)計

作進(jìn)口道拓寬設(shè)計的交叉口，應(yīng)按照各進(jìn)口道車輛排隊長度設(shè)計拓寬段長度，避免因?qū)嶋H排隊長于進(jìn)口道長度而引起的交通阻塞、右轉(zhuǎn)車輛無法安全右轉(zhuǎn)等現(xiàn)象的發(fā)生。在無確切資料的情況下，拓寬段長度范圍建議取80 m左右。進(jìn)口道車道功能劃分應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)各流向需求情況進(jìn)行，對于流向隨時間變化較大的交叉口，車道功能應(yīng)隨時間變化，可通過設(shè)置車道功能標(biāo)志牌或可變車道燈實現(xiàn)。對不設(shè)渠化島的交叉口，直行車道與右轉(zhuǎn)專用道間的多余空間，利用渠化線加以渠化，一方面有效分隔直行車與右轉(zhuǎn)車；另一方面防止機(jī)動車?yán)么丝臻g違章待行，同時，可作為事故車輛的拋錨車的臨時停車位。

交叉口進(jìn)口道與路段間是否合理的銜接與過渡，將直接影響到交叉口乃至整條道路的運行狀況，解決方案如下：

1）在過渡段劃渠化線，使對向車流的過渡點相錯開來，消除對向車流利用同一過渡點所帶來的擦撞等不安全因素；

2）過渡區(qū)域內(nèi)，增劃路段與進(jìn)口道間車道的連接線。

4.1.3 交叉口進(jìn)口道設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道

在進(jìn)口道設(shè)置專用左轉(zhuǎn)道可以分流直行道上的左轉(zhuǎn)車,減少紅燈時間內(nèi)的排隊長度.既可以充分利用了交叉口的空間，還可以提高交叉口通行能力。見圖2。

圖2 交叉口進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車道設(shè)置

4.1.4 渠化島的設(shè)計

影響區(qū)域內(nèi)大中型交叉口設(shè)置渠化島的做法對于改善交叉口交通狀況能起到一定的積極作用，但同時應(yīng)該看到，將渠化島做成物理島作為大型交叉口的模式并不是萬能的：不合理的物理渠化島甚至可能占用本可以變?yōu)闄C(jī)動車道的路幅，降低進(jìn)口道通行能力；隨著流量的變化，有些物理渠化島可能成為影響車輛行駛軌跡的障礙。因此，渠化島的設(shè)計應(yīng)基于實際，具有科學(xué)性，具體原則如下：

1）從行人過街安全性、交叉口面積、機(jī)動車行駛軌跡、右轉(zhuǎn)車道安排等方面對交叉口設(shè)置渠化島的可行性進(jìn)行論證；

2）渠化島的布置應(yīng)先劃線并根據(jù)交叉口交通特征不斷進(jìn)行調(diào)整，在實踐證明確實可行的條件下，才考慮將其設(shè)置成物理島。

4.2 信號控制

4.2.1 相位設(shè)計

對左轉(zhuǎn)車流量大、直行左轉(zhuǎn)車沖突嚴(yán)重的交叉口，也可增設(shè)左轉(zhuǎn)專用相位，進(jìn)行多相位設(shè)計；應(yīng)用相位嵌套技術(shù)提高綠燈時間的利用率。同時應(yīng)當(dāng)注意的是，濫用多相位反而可能導(dǎo)致交叉口交通效益的損失，因此應(yīng)謹(jǐn)慎采用多相位。

4.2.2 相序安排

研究區(qū)域內(nèi)一些交叉口的配時設(shè)計往往忽略了相序的安排，實際上，相序安排的合理與否，對于交叉口的交通效果有著很大的影響，不合理的相序安排往往會造成綠燈信號初期（或綠燈信號末期）直行車輛、左轉(zhuǎn)車輛的沖突，從而出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。因此，安排相序應(yīng)注意以下幾點：

1）優(yōu)先考慮主要方向的交通流，保證（直行，左轉(zhuǎn)）；

2）相序安排除應(yīng)避免綠燈信號末期不同流向機(jī)動車間的沖突，還應(yīng)保證綠燈信號末期行人過街的安全。

5 工程實例

舟山大陸連島工程位于舟山本島與寧波之間的海域，連接舟山、寧波兩市。該項目北端始于舟山市的鴨蛋山環(huán)島，與329國道及城市外環(huán)線相接；南端終于寧波市沿海高速公路，與規(guī)劃的沿海高速公路相接，是浙江省、舟山市規(guī)劃建設(shè)的重要跨海通道。

根據(jù)連島工程對周邊范圍影響程度的不同，可將影響區(qū)域分成3個層次。見圖3。

圖3 影響區(qū)域范圍

1）金塘島、舟山本島、朱家尖島。本區(qū)域處于連島工程沿線，將受到最直接的影響，成為影響區(qū)域的第一圈層，為直接影響區(qū)。

2）本島周圍其他島嶼，如岱山、桃花、蝦峙、六橫、衢山等。雖然不被連島工程直接連接，但是將受到工程的輻射，成為影響區(qū)域的第二圈層。

3）整個長江三角洲地區(qū)。工程對完善長三角地區(qū)綜合交通網(wǎng)絡(luò)起著非常重要的作用，因此長三角地區(qū)成為影響區(qū)域的第三圈層。

大陸連島工程及G329（本島段）流量預(yù)測及影響分析見表4。

329國道是舟山市唯一的一條國道，與定沈公路（原329國道）是定海城區(qū)、臨城城區(qū)、沈家門地區(qū)及朱家尖聯(lián)系的最主要通道，路段服務(wù)水平受到的影響分析結(jié)果：

表4 工作日自然車流量及車種比例

1）連島工程岑港—鹽倉段斷面所在路段現(xiàn)狀道路交通量較低，道路的服務(wù)水平較高；329國道鹽倉—文化路段斷面所在路段現(xiàn)狀道路背景交通條件較好，道路服務(wù)水平很高；遠(yuǎn)景年，道路的服務(wù)水平開始降低，服務(wù)質(zhì)量開始下降，尤其是到了節(jié)假日路段交通量已接近飽和，已不能滿足因本項目的開發(fā)所帶來的新增交通量的需求；

2）329國道文化路—Y交叉段斷面所在路段是舟山干道交通的重要節(jié)點、瓶頸段，是通往新老329國道、73省道的重要路段，現(xiàn)狀交通量已較高，道路服務(wù)水平較低，等級為B；節(jié)假日時期，道路交通條件已是很差，道路服務(wù)水平將達(dá)到F級，已經(jīng)無法滿足新增交通量的需求；

3）新329國道Y交叉—73省道白泉段斷面所在路段是連接新老329國道、73省道節(jié)點與新329國道的重要通道，現(xiàn)服務(wù)水平很高，背景交通條件較好，至遠(yuǎn)景年路段道路服務(wù)水平已降至D級；節(jié)假日時道路已處于超飽和狀態(tài)，道路服務(wù)水平已降至最低。

目前，周邊的道路尚未形成一個整體的系統(tǒng)，大部分的道路等級較低，服務(wù)水平不高，待本項目開發(fā)建成、投入運營后，主體交通的高負(fù)荷、低效率運行與周邊城市道路、集散交通不能有效分流的矛盾便成了制約本島及周邊地區(qū)發(fā)展的首要問題。因此，應(yīng)從當(dāng)前著手，未雨籌謀，用科學(xué)的發(fā)展觀、交通價值觀解決問題，以期在矛盾發(fā)生之前采取措施避免。

交通場站的布局主要考慮前瞻性、適應(yīng)需求、留有余地、超前發(fā)展等方面，兼顧了陸地與本島的不同需求。見圖4。

圖4 客運場站體系

6 結(jié)語

陸島連通工程涉及交通的方面較多，牽扯的范圍較大，只有妥善合理的處理，才能保持交通的順暢，發(fā)揮交通系統(tǒng)的效率。本文提出的研究陸島連通工程交通的方法，對于保障交通暢達(dá)，支撐陸島整體規(guī)劃目標(biāo)的實現(xiàn)，是非常可行的。但是，隨著陸島的共同開發(fā)，帶來的交通量可能會超過銜接工程的承受能力，這一部分還需要進(jìn)行深入研究。