江東路隧道交通組織設計與路網可靠度研究

王寅春

（開化縣城市建設投資集團有限公司，浙江 衢州324300）

1 項目背景

開化縣為浙江省衢州市下轄縣，位于浙皖贛三省交界處，為錢塘江的源頭區域。縣域生態資源豐富，人文氣息濃厚。近年來，開化縣緊緊抓住國家、省級主體功能區建設機遇，積極發展生態經濟。

岙灘新區作為開化縣“一軸三區”的重要組成部分，其建設對開化縣經濟發展具有重要的推動作用。根據城市規劃，岙灘新區按照“一心、一帶、兩片區”的規劃結構進行建設，江東路正位于“一帶”（城市陽臺景觀帶）的位置（見圖1）。為了將芹江景觀與核心CBD（中央商務區）區塊相銜接，實現生態、經濟相互促進，確定地面部分建設城市陽臺，江東路則以下穿隧道形式建設。項目南起江寧路，北至芹三路，全長約1.34 km，其中隧道南起江寧路，下穿G205、規劃城市陽臺，北至永吉一路，總長度約876 m。江東路隧道為開化縣的第一條隧道，其交通組織設計和路網可靠度研究，對提高城市隧道交通管理水平和交通服務水平具有重要意義和應用價值[1]。

圖1 岙灘新區規劃圖

2 現狀交通調查

2.1 關鍵節點

江東路沿線主要橫向道路有：江寧路、靈山路（現狀為G205）、永吉二路、永吉一路、芹三路、芹二路、開元路。江東路沿線路網見圖2。

圖2 江東路沿線路網示意圖

以靈山路和芹一路為界，江東路分為江東南路、江東中路和江東北路三部分。由于現狀江東中路與江東南路未連通，現狀江東路上的交通流量不足以作為遠期交通流量預測的依據，故對5個控制性交叉口進行高峰小時交通流量調查，如圖3所示。

圖3 控制性交叉口示意圖

2.2 調查結果

經過現場調查，繪制出交叉口交通流量圖（見圖4至圖8）。

圖4 芹江二橋-江東北路交叉口交通流量（單位：pcu/h）

圖8 江東南路-鳳凰南路交叉口交通流量（單位：pcu/h）

2.3 交通評價

根據現場流量觀測結果，計算得到現狀道路服務水平（見表1）。從調查結果可以看出，G205、江東北路、鳳凰南路和鳳凰中路是區域性聯系的重要通道，過境交通量大，局部路段飽和度超過1.0，處于較為擁堵的狀態。由于現狀江東路、長興路在G205處均未貫通，故鳳凰南路和鳳凰中路是岙灘片區南北向唯一的貫通性干路，同時鳳凰中路又與G205平面交叉，因此其擁堵情況最為嚴重。

表1 交通流量調查表

圖5 芹一路-鳳凰中路交叉口交通流量（單位：pcu/h）

圖6 G205-江東南路交叉口交通流量（單位：pcu/h）

3 交通組織設計

對江東路主要交叉口節點進行交通組織設計。

圖7 G205-鳳凰中路交叉口交通流量（單位：pcu/h）

3.1 江東南路-江寧路交叉口

江東路隧道南側與江寧路形成平面交叉，隧道建成后，江寧路仍可保持機動車雙向通行的管理方式，但為確保車輛有序出入隧道，建議在江東南路-江寧路交叉口增設信號燈。隧道北向南方向在交叉口采用常規渠化方式，分別設置左轉和直行車道。另外，在江東南路北進口道最外側額外設置一條左轉車道，以避免江東南路輔道由北向東左轉車輛頻繁變換車道。交通組織方式如圖9所示。

圖9 江東南路-江寧路交叉口交通組織方案

3.2 江東南路（江寧路—G205）

江東南路（江寧路—G205）隧道兩側設置地面輔道，車輛可通過輔道與開化國際大酒店、現狀G205溝通，與現狀交通組織形式一致，不影響周邊地塊、路網的連通，如圖10所示。

圖10 江東南路（江寧路—G205）交通組織方案

3.3 江東中路-永吉一路交叉口

江東路隧道北側與永吉一路形成平面交叉，隧道建成初期交通流量不大時，該交叉口可維持現狀交通管理方式，即不限制各個方向車輛的轉向。鳳凰廣場及城市陽臺的建成，將吸引更多車輛由江東中路左轉進入永吉一路上的地下車庫入口，也將吸引大量行人及非機動車進入該區域。為保障行人過街安全及車輛通行秩序，建議在江東中路-永吉一路交叉口增設信號燈。交通組織設計如圖11所示。

圖11 江東中路-永吉一路交叉口交通組織方案

與江東中路相交的3條橫向道路（永吉一路、芹三路、芹二路）均規劃為城市支路，且車行道寬度較窄，僅6~7 m。當遠期交通流量增加或舉辦大型活動時，道路有可能出現擁堵。為適應大流量交通，可將3條支路調整為單行道，以減少信號燈控制，使機動車交通合理地分配在路網中，在區域內形成微循環，避免車輛過于集中，如圖12所示。

圖12 鳳凰廣場北側區域遠期交通組織方案

4 路網可靠度研究

4.1 可靠度計算方法

路網連通可靠度是從道路網絡的拓撲結構來描述道路網絡結構的可靠性，主要分為串聯系統、并聯系統和復合系統[2]。通過識別路網起點與終點間的所有路徑，判別每一路徑上的每一路段是否中斷，進而得出起終點的可靠性。

（1）串聯系統

S系統設有J個單元，S系統整體可靠度記為ψs，單元j的可靠度（j=1，2，…，J）記為Ωj，任何一個單元失效都會導致整個系統失效，S系統即為串聯系統，系統正常工作的概率為各Ωj之交集（見圖13）。

圖13 串聯系統

串聯系統可靠度表達式為：

式中：ψs為系統的可靠度；J為系統的單元個數；P{Ωj|Ωj-1，Ωj-2，…Ω1}為從單元1到j-1都有效時，單元j也有效的條件概率。

（2）并聯系統

當所有單元失效時，整個系統才失效，系統的失效為各Ωj之交集（見圖14）。

圖14 并聯系統

并聯系統的可靠度表達式為：

式中：ψs為系統的可靠度；J為系統的單元個數；P{Ωj}為單元j無效的概率。

（3）復合系統

復合系統為串聯系統和并聯系統相互穿插包含的系統（見圖15）。

圖15 復合系統

4.2 現狀可靠度計算

以江東南路-鳳凰南路、芹江二橋-江東北路交叉口作為整個岙灘片區南北通向的控制節點，將節點間路徑轉化為路網系統（見圖16）。

圖16 現狀區域路網系統

道路等級越高，通行能力就越大，因此將城市主干路、城市次干路分別看成不同的單元。依據相關研究，將城市主干路、城市次干路非失效狀態下的概率分別定義為90%和80%[3]。

運用連通可靠度的計算方法，由式（1）和式（2）可計算得出系統的可靠度：P=0.738。

從路網結構來看，鳳凰中路是連接岙灘片區南北的唯一通道，而G205-鳳凰中路交叉口則是南北通向的必經交叉口。結合現場調查，該交叉口交通壓力較大，早晚高峰期過境交通與境內交通同時匯集，導致車輛排隊等候時間較長（見圖17）。

圖17 鳳凰中路車輛排隊現狀

4.3 建成后可靠度計算

根據江東路隧道交通組織設計，同樣以江東南路-鳳凰南路、芹江二橋-江東北路交叉口作為整個岙灘片區南北通向的控制節點，將節點間路徑轉化為路網系統（見圖18）。

圖18 建成后區域路網系統

運用連通可靠度的計算方法，由式（1）和式（2）可計算得出系統的可靠度：P=0.926。

從路網結構來看，江東路隧道建設完成后，岙灘片區南北通行路徑雖然只增加了一條，但整個岙灘片區南北通行系統的可靠度從73.8%大幅度提高至92.6%。這說明江東路的建設可以有效提高岙灘片區的南北通行能力，將過境與境內的南北通行需求區分開來，減少G205-鳳凰中路交叉口的負載，使整個岙灘片區的交通更加通暢。

5 結語

本文基于江東路下穿道路項目，對現狀控制性交叉口進行交通流量調查，并對隧道交通組織進行設計，通過路網可靠度計算，研究隧道建設前后的片區道路網絡結構的穩定性，得出以下結論：

（1）由于現狀江東路、長興路在G205處均未貫通，故鳳凰南路和鳳凰中路是岙灘片區南北向唯一的貫通性干路，且鳳凰路還與G205平面交叉，其擁堵情況最為嚴重。

（2）江東路隧道建成后，岙灘片區南北通向路網系統可靠度從73.8%大幅度提高至92.6%，說明江東路的建設可以有效提高岙灘片區的南北通行能力，使整個岙灘片區的交通更加通暢。