廣州北環(huán)高速沙貝立交區(qū)段交通整治方案設(shè)計(jì)

■文/圖｜廣州北環(huán)智能交通科技有限公司 周南杰 周界龍

北環(huán)高速沙貝立交

廣州交投北環(huán)高速（以下簡稱“北環(huán)高速”）作為廣州北部進(jìn)出城區(qū)的交通要塞，斷面車流量日均近20萬輛，遠(yuǎn)超日均9.2萬輛的設(shè)計(jì)斷面流量。其中，沙貝立交佛環(huán)匝道與主線交會處更是擁堵與事故高發(fā)點(diǎn)。為提升沙貝立交段的道路通行能力，降低該段的交通安全隱患，北環(huán)高速對沙貝立交進(jìn)行道路標(biāo)線和交通標(biāo)志優(yōu)化，并結(jié)合導(dǎo)航語言進(jìn)行多方位改造提升。經(jīng)試運(yùn)行，沙貝立交的道路通行秩序得到有效改善，交通事故率出現(xiàn)一定程度的降低。

廣州北環(huán)高速公路沙貝至廣清路段常年處于超飽和運(yùn)行狀態(tài)，其中沙貝立交佛環(huán)匝道與主線交會路段交通擁堵問題突出，交通事故頻發(fā)，亟需對沙貝立交采取有效的交通整治方案進(jìn)行綜合優(yōu)化，以達(dá)到緩解交通擁堵、提高通行安全水平的目的。

經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)研、優(yōu)化設(shè)計(jì)、建模仿真，北環(huán)高速對沙貝立交的交通擁堵現(xiàn)象和事故隱患進(jìn)行了全面細(xì)致的分析，擬定了完整的道路優(yōu)化方案，于2022年底完成微改造并投入試運(yùn)行。試運(yùn)行一段時(shí)間，沙貝立交的交通秩序得到了明顯改善，交通事故率同比降低30%，整體優(yōu)化效果顯著。

現(xiàn)狀問題及原因分析

基于沙貝立交段門架數(shù)據(jù)和事故數(shù)據(jù)，北環(huán)高速結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，對沙貝立交的交通現(xiàn)狀及其成因進(jìn)行了細(xì)致分析。

交通擁堵問題突出

流量數(shù)據(jù)顯示，沙貝立交主線高峰期的小時(shí)流量為2100輛次，佛環(huán)匝道的小時(shí)流量為4100輛次，二者流量比大約為3：7。隨著大量匝道駛?cè)胲囕v通過頻繁換道會入主線，合流區(qū)車輛交織嚴(yán)重，通行效率低下，易引發(fā)車流緩慢甚至交通擁堵現(xiàn)象。

沙貝立交合流區(qū)由東行主線三車道和匝道四車道交會而成，高峰小時(shí)流量大，佛環(huán)匝道與東行主線流量比嚴(yán)重失衡，匝道與主線之間的交織段標(biāo)線設(shè)置欠合理。由于匝道車輛在會入主線時(shí)橫向偏移量大，并且車道線和箭頭指向不明確，多數(shù)匝道駛?cè)胲囕v需通過頻繁換道駛?cè)胫骶€車道。

項(xiàng)目名片

作為我國最早建成通車的高速公路之一，廣州北環(huán)高速公路運(yùn)營時(shí)長已超30 年。線路西起沙貝立交，東至廣氮，全長約22 公里，大部分主線路段按照雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速100 公里，東西向分別與廣深高速、廣佛高速相接，是廣州環(huán)城高速公路最繁忙的路段。

交通事故頻發(fā)

事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，沙貝立交會入段年均發(fā)生交通事故315起，事故風(fēng)險(xiǎn)在北環(huán)高速全線東行方向最高。從事故類型來看，該處的翻車與碰撞設(shè)施事故風(fēng)險(xiǎn)較低，但車輛剮蹭、碰撞事故高發(fā)且存在少量的車輛碰撞起火事故。從事故發(fā)生時(shí)間來看，每天10時(shí)至12時(shí)、15時(shí)至17時(shí)、19時(shí)至21時(shí)為事故多發(fā)時(shí)段，與交通擁堵的時(shí)間分布相關(guān)度高。從道路線型來看，由于主線第二三車道間禁止換道，該處的車流交織情況可以簡化為：主線第一車道和與路肩相鄰的匝道第四車道的兩股車流合并到了下游第二車道，車流頻繁交織，存在較大的交通沖突，是車輛剮蹭、碰撞事故高發(fā)的重要原因。

沙貝立交段事故時(shí)間分布

交通整治方案

針對沙貝立交高峰小時(shí)交通擁堵嚴(yán)重和交通事故多發(fā)的現(xiàn)象，以及主線和匝道車流比嚴(yán)重失衡、交織段標(biāo)線設(shè)置欠合理等問題，北環(huán)高速通過細(xì)化匝道功能、完善車道標(biāo)線，結(jié)合高德地圖、百度導(dǎo)航等平臺，同時(shí)利用合理的渠化手段和管控措施為車輛會入主線提供有利條件，從而提高交通安全水平和通行效率。

面向沙貝立交的交通擁堵治理方案，北環(huán)高速分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段，出于效率和安全問題考慮，北環(huán)高速從道路標(biāo)線、交通標(biāo)志和導(dǎo)航語言三個(gè)方面對沙貝立交進(jìn)行綜合優(yōu)化；第二階段，則重點(diǎn)考慮安全問題，從道路標(biāo)線和標(biāo)志兩方面進(jìn)行改造提升。

第一階段綜合優(yōu)化

《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG D21T-2014）提出，高速公路分、合流連接部應(yīng)保持車道平衡，分、合流前后的車道數(shù)應(yīng)連續(xù)或變化最小，主線每次增減的車道數(shù)量不應(yīng)超過一條。而沙貝立交合流區(qū)，東行主線三條車道和佛環(huán)匝道四條車道車流交織，會入下游主線四車道后，該合流區(qū)的車道數(shù)量變化與細(xì)則要求嚴(yán)重不符。結(jié)合該區(qū)段的擁堵數(shù)據(jù)和事故數(shù)據(jù)，沙貝立交佛環(huán)匝道與東行主線交會段擁堵現(xiàn)象突出、交通事故高發(fā)，需要通過改進(jìn)道路標(biāo)線來優(yōu)化交通秩序，同時(shí)完善交通標(biāo)志、優(yōu)化導(dǎo)航語言，從視、聽角度加強(qiáng)對駕駛員的行為干預(yù)，以實(shí)現(xiàn)提高通行效率、降低事故風(fēng)險(xiǎn)的目的。

第一階段于2022年底完成，實(shí)現(xiàn)了匝道四車道漸變?yōu)槿嚨赖霓D(zhuǎn)換，細(xì)化了合流區(qū)的車道功能，開放了合流區(qū)下游的一段路肩供小汽車通行，配套增設(shè)了“車道變窄”等交通標(biāo)志牌，同步優(yōu)化了高德地圖與百度導(dǎo)航語言。經(jīng)過三個(gè)月的試運(yùn)行，該優(yōu)化方案取得了初步成效，該路段的交通秩序有了明顯改善。

改進(jìn)道路標(biāo)線 優(yōu)化交通秩序通過渠化標(biāo)線，北環(huán)高速集中將發(fā)生在合流區(qū)內(nèi)的換道沖突點(diǎn)分解到匝道上游、合流區(qū)和合流區(qū)下游，同時(shí)增設(shè)標(biāo)線，警示合流區(qū)上游主線最右側(cè)車道車輛注意減速，避免車速驟降，進(jìn)而減緩車輛追尾事故的發(fā)生，這有利于減少車輛在合流區(qū)的換道次數(shù)并降低換道沖突，從而提高通行效率、降低事故風(fēng)險(xiǎn)。具體措施包括：在合流點(diǎn)上游300米至合流點(diǎn)上游180米段壓縮匝道內(nèi)側(cè)車道，由四車道過渡為三車道，在變化起點(diǎn)前50米處設(shè)置車道線為虛線；在合流區(qū)內(nèi)，通過渠化標(biāo)線設(shè)計(jì)，引導(dǎo)匝道右側(cè)二車道車流依次駛向主線路肩、最右側(cè)車道，匝道左側(cè)車流經(jīng)與主線車流交織后會入；在合流區(qū)下游，允許小型車輛短暫借路肩行駛或在道路條件允許的情況下駛出路肩；合流區(qū)上游主線第三車道施化縱向減速帶。

增設(shè)交通標(biāo)志 保障行車安全通過增設(shè)交通標(biāo)志牌，北環(huán)高速引導(dǎo)車輛注意前方路況和車道功能變化，以幫助駕駛員提前做出決策，促進(jìn)前述改進(jìn)道路標(biāo)線的措施發(fā)揮其優(yōu)勢。具體措施為：在匝道自合流點(diǎn)上游400米處，增加“注意車道數(shù)變少標(biāo)志”和“匝道建議速度標(biāo)志”；在合流區(qū)下游，將1.42公里處“往廣清高速小客車可借路肩通行（限速40）”標(biāo)志牌移至1.8公里處。

優(yōu)化導(dǎo)航語言 提升效率和安全為進(jìn)一步促進(jìn)前述改進(jìn)道路標(biāo)線的措施發(fā)揮其優(yōu)勢，提升道路通行安全性和效率，北環(huán)高速還在合流區(qū)上游及匝道自合流點(diǎn)上游400米處增加導(dǎo)航語言。

第二階段改造提升

在第一階段綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)方案取得一定成效的基礎(chǔ)上，為全面提升沙貝立交佛環(huán)匝道和東行主線交會處的道路安全水平，切實(shí)保障道路使用者的生命和財(cái)產(chǎn)安全，減少帶來二次事故和擁堵的風(fēng)險(xiǎn)隱患，北環(huán)高速對沙貝立交展開了第二階段改造提升工程，旨在從道路標(biāo)線和交通標(biāo)志兩個(gè)方面對沙貝立交段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在沙貝入口、佛環(huán)匝道和合流區(qū)等多處增設(shè)了橫向震蕩減速標(biāo)線，延長了車道間實(shí)線以減少車輛換道交織，同步增設(shè)了自反光標(biāo)志牌、太陽能爆閃燈等配套設(shè)施，進(jìn)一步提高了沙貝入口、佛環(huán)匝道和合流交織段的通行安全水平。第二階段已于2023年初完成。

改良交通標(biāo)線 減少車輛沖突北環(huán)高速通過增設(shè)橫向減速標(biāo)線，警示沙貝入口、佛環(huán)匝道、合流點(diǎn)上游的車輛注意減速，減緩車輛碰撞事故的發(fā)生。具體措施為；在沙貝入口對開廣佛東行主線路段左側(cè)三四車道及沙貝入口會入西行主線前的左一車道，增設(shè)3組橫向震蕩線（每組5道線）；在佛環(huán)匝道口前增設(shè)3組橫向震蕩線（每組5道線），將原有每組3道線的兩組橫向減速帶各增加兩條線，并改為橫向震蕩線；將佛環(huán)匝道第二個(gè)彎道前左一至左三車道增設(shè)3組橫向震蕩線（每組5道線）；在東行主線與佛環(huán)匝道合流處導(dǎo)流帶設(shè)置石碼的區(qū)間，對東行主線左二三車道增設(shè)3組（每組5道線）橫向震蕩線，石碼西向末端至導(dǎo)流帶頂端區(qū)間匝道左一二車道增設(shè)1組（每組5道線）橫向震蕩線；為減少合流區(qū)下游車輛的換道行為，通過延長車道實(shí)線，在合流區(qū)下游左二三車道間延長實(shí)線100米，在合流段主線左二車道右側(cè)延長虛線30米。

完善交通標(biāo)志 提升安全水平完善交通標(biāo)志階段，北環(huán)高速在佛環(huán)匝道口至第一個(gè)彎道段右側(cè)增設(shè)3個(gè)“事故多發(fā)段”標(biāo)牌，下加“前方XX米易翻車”自反光標(biāo)牌，按每個(gè)間隔50米設(shè)置；轉(zhuǎn)彎處增設(shè)“事故多發(fā)段”警示標(biāo)志牌；在合流段匝道左一車道前增設(shè)“注意合流”標(biāo)志牌，在石碼東、西兩邊頂端及中間位置增設(shè)3支紅藍(lán)爆閃燈。

方案效果論證

北環(huán)高速采用Vissim仿真軟件對沙貝立交優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行效果檢驗(yàn)，其中，導(dǎo)航語言的誘導(dǎo)體現(xiàn)在車輛路徑選擇中，以每秒車均延誤、每秒出行時(shí)間和小時(shí)車輛數(shù)為評價(jià)指標(biāo)，分別對現(xiàn)狀和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真測試

結(jié)果顯示，在北環(huán)高速沙貝立交佛環(huán)匝道與東行主線交會段的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，“標(biāo)線優(yōu)化+導(dǎo)航語言引導(dǎo)”的優(yōu)化效果最好，車均延誤時(shí)間、出行時(shí)間均顯著降低，小時(shí)車流量增加，基本滿足交通流需求。同時(shí)，在交通標(biāo)志牌的輔助下，可以促進(jìn)該整治方案更好地優(yōu)化交通流秩序、提升道路安全水平。

Vissim仿真結(jié)果

廣州北環(huán)高速公路沙貝至廣清路段歷經(jīng)先后兩次改造，沙貝立交的道路通行秩序如今得到有效改善，交通安全水平得到極大提升，為過往車輛提供了更加安全和高效的道路通行環(huán)境。目前，該整治方案已成為北環(huán)高速其他路段，乃至華南地區(qū)其他高速公路的交通擁堵治理和安全水平提升的樣本。