城市道路交叉路口设计方案的研究

1城市道路交叉路口设计方案的研究顾嘉燚韦芳李丽君（常熟理工学院管理学院，江苏常熟215500）摘要：城市道路交叉路口是保证城市通行能力的要塞，在城市中起到节点作用。调查表明，常熟市部分市政道路交叉路口存在上下班高峰期交通拥堵、路面标记不清、信号灯设计不合理等问题。本文通过重置行车道，调整绿信比、设置导流岛等方式试图缓解部分路段目前交叉路口的交通压力。关键词：交叉路口控制标记改善对策文献标识码：A常熟市作为一个历史悠久的古城，小巷胡同遍布。然而随着城市经济的日渐发展，新老城区的接轨还不是很完善，交通系统也逐渐暴露出一些问题。对此，通过多种方式调研了常熟市102个交叉路口，并对其中50多个问题较为集中的路口进行了深入调查。本文将针对交叉路口存在的主要问题进行提出改进建议。一、交叉路口现状在调研过程中共发放160多份调查问卷，通过对问卷反馈的数据进行分析，得到道路交叉路口问题分析统计表（表1）。从表1中可以看出，市内道路交叉口的问题集中体现在三个方面：⑴人为因素，约36.5%的市民交通规范意识薄弱，乱穿马路现象较为严重；⑵信号灯及设置问题，约32.4%的信号灯存在配时设置不合理的现象，如部分路口不论高峰平峰都只有黄灯示意减速慢行，而没有充分利用红绿灯进行车流量的调控设计；⑶交叉路口设计问题，约31.1%的问卷调查表明本市部分交叉路口的设计不合理，如自行车等待区域占用了一个半机动车道大小，路面标记给机动车道增加了压力。而通过实地调研发现中这三个问题所占的比例分别为42.2%，37.3%，35.3%,和问卷调查所得结论基本一致。此外，调研中还发现，不同时段交叉路口处车流量有较大差距（图1），高峰时期巨大车流量的冲击致使很多本来就存在问题的路口，拥堵情况更加严重。2表1道路交叉路口问题分析统计表序号代表路口名称代表数量主要问题人为因素信号灯及设置问题交叉路口设计问题1青莲路23√2招商南路21√3沙家浜路1√4海虞南路25√√5金沙江路18√6湘江东路14√√问卷统计问题比例/36.5%32.1%31.1%实地调研问题比例/42.2%37.3%35.3%图1不同时间段车流量差异图二、问题及原因分析1、行车道宽度及数量无法满足车、人流量的通行按国家颁布的相关标准，城市道路每车道宽度为3.5米，交叉路口分流车道每车道为2.3～2.5米。根据我市各城市道路建设经验：四车道采用15～16m，六车道23～24m，八车道30～32m。3表2车流量较少典型路口记录表路口名称单车道宽车道数（双向）交叉口车道数单向车流量h琴湖路31+11+2800-900金沙江路3.83+33+4800-900湘江东路3.81+11+2700-800华山路3.51+11+1800-900阜湖路3.52+22+2700-800表3车流量较多典型路口记录表路口名称单车道宽车道数（双向）交叉口车道数单向车流量h海虞北路3.53+33+41000-1200招商西路32+22+31000-1100青莲路2.522900-1000珠江路3.52+22+3900-1000对于表2和表3，常熟的车道宽度大多符合标准。但由于现在经济日渐发展，一定程度上加重了交通的负担，在一些商贸密集区的路口车道宽度及车道数少于车流量不密集道路口，导致车道宽度及车道数已无法满足要求，使某些地区在车流量较多的时候，车辆无法正常通行，出现了交通拥堵的现象。2、绿信比配时不合理信号灯及设置问题中约80%存在绿灯配时设置不合理的现象。这里我们需要了解两个概念关于绿信比的配时：⑴绿信比绿信比是用来反应交通灯一个周期内可用于车辆通行的时间比例的指标值，通常用λ表示。λ=Tg/(Tg+Tr)其中：Tg——表示一个周期中的绿灯时间Tr——表示一个周期中的红灯时间Tg+Tr——表示红绿灯信号周期；⑵车辆密度4车辆密度是反应车流量在单位时间内通行量的指标值，通常用ρ表示。ρ=N/（L/2）其中：N——表示单位时间前后两段路上的车辆总数ρ——表示绿灯周期内车道交叉口前、后两段路车辆的平均密度L——表示长为L车道另外，单位时间前后两段路上的车辆总数,与车道上的流入车辆α和流出车辆β有关。因为不同边界条件,道路的交通状况是不一样的,则绿信比对交通的影响也不同,如图2所示，绿灯周期内的车辆密度ρ在不同流入车辆α下随绿信比λ的变化情况：图2绿信比道路交通影响从图2可以看出：⑴当α=0.1时，不论λ如何变化，对应的ρ都是渐近于零，即λ的取值对交通流无影响（信号灯无控制效果）；⑵当α=1时，λ取0～0.6时，ρ会随着λ的增大而增大；⑶当α=1时，λ取0.6～1时，ρ是比当α1时的任何车辆密度都大，处于拥堵状态，λ的取值对交通已无明显影响。所以，随着流入车辆α增大,进入路段的车辆增多,如果绿灯时间太短会造成车辆在路口前聚集形成拥堵，为了让车辆尽快通过路口,需适当增加绿灯时间,5即增大绿信比λ。在一定的流入车辆α和流出车辆β条件下,绿信比λ存在一个取值范围,在此范围内,可使道路前后半段的车辆密度较小,达到畅通状态。根据前期调查结果显示，常熟道路口绿信比在0.2～0.3占12%，0.3～0.4占52%，0.4～0.5占32%，0.5～0.6占1%，0.6～0.7占4%。由此可见，绿信比在0.3～0.5之间所占比例极重，且常熟市的流入车辆大，车辆密度因此随之变大，极易造成拥堵的状态，而且过长的红灯等待导致了高峰期车流量较大方向的车辆无法保持正常通行，造成车辆在交叉口吃红灯位绿灯时车辆却不能及时过完,形成车辆二次排队。3、交叉路口处标识设置不合理路面标记不清晰甚至无标记，导流岛及导流线运用不合理。通过问卷调查，约有42%的调查者认为交叉路口隐患的原因是道路标记不明显且没有警示标语。经过实地调查，一些不规则地段缺少路面指示标识，导致一些外来车辆对不熟悉的路况无法做出正确的判断。而在一些交通情况较为复杂的地段，过大的导流岛大幅占据交叉路口，反而阻碍了车辆的通行。图3某交叉路口路面标记设置如图3交叉路口处，则是自行车等待区域占用了一个半机动车道大小，这样的路面标记给机动车道增加了压力而且部分车行道的停车线位置不合理,离人行横道标线太靠后,使得绿灯通行距离过长,降低了信号灯的通行效率，而人行横道和自行车道地面标线划分不合理,甚至有些地方就没有划标线,缺少行人的二次过街设施,增长了行人绿灯通行时间,降低了信号灯的通行效率,且存在交通安全隐患。三、交叉路口问题解决方案1、拓宽车道6以招商南路为例，虽然整条道路都是双向四车道，仅在与其他路口的交汇处拓宽为五车道，但是道路的非机动车道以及人行道却在道路的一侧较为开阔。这样的设计能够一定程度上减轻载货三轮车路边随意停靠卸货带来的交通堵塞状况。但是，却也导致这类卸货三轮车更多的霸占了车道空间。在常熟高架建设之前，该地段需要满足大型机动车的通行要求，因此路面较宽，但车道数却较少。而随着近几年高架的建设，大型车辆都已通过高架绕行，该地段道路已只需满足普通小型机动车的通行要求，因此，可以通过重新划分车带来增加机动车道数，缩小那些较为开阔的非机动车道，将其一部分纳入机动车道的使用范围，如图4。图4车道调整前后效果对比图也可以考虑通过机非隔离带的调整来拓宽机动车道的宽度，同时重新划分车带，增加车道数，从而使道路的交叉路口处能够有更加充裕的空间来保证交通的畅通。2、调整绿信比高密度的拥堵状态90%是在流入车辆α大于流出车辆β时产生，在某些条件下,适当地调整绿信比,可达到疏导作用,降低车辆密度,减少车辆在路口的排队时间,见图2，绿灯周期内的车辆密度ρ在不同流出车辆下随绿信比的变化情况：7图5绿信比道路交通影响对比图2，在图5中，当β≥0.7时，λ在0.5～0.6时，ρ会急剧下降，λ≥0.6时，ρ一直处于低值状态。所以，保持β≥0.7，λ≥0.5时，车辆密度ρ会大大降低，从而达到舒缓交通压力的作用。对于车辆密度非常大的招商城来说，不管如何改变绿信比，都很难达到减缓的作用。然而像方塔东街由于红灯等待时间过长而导致的交通拥堵现象，就可以利用调整绿信比来进行调整。3、设置导流岛招商城地区诸如招商南路、招商西路、招商北路的交叉路口处，已设有大型的导流岛，导流岛将人行道与非机动车道相结合，同时又用带状花坛对机动车右转与非机动车右转进行隔离。这样的导流设计使得交通分流明显，交通疏导得以完善。然而，在一些重要路口，如招商南路和青莲路的交叉路口，却缺少标记及导流岛。如果在这些路口进行合理的导流设计，如图6所示，将会极大的缓解这些路口的交通压力。图6中，标注表示机动车转弯引流标线，来指引机动车在交叉路口处有序分流。标注表示机动车交叉路口分流标线，来引导机动车在交叉路口处与对向车辆分流。从而避免了车辆在路口因标记不明确而交通混乱或拥堵。导流岛的设置需要一定大小的面积，一般不小于7㎡从而保护步行者的安全，必须与车辆的行驶轨迹相吻合，且需避免在交叉口内设置多个小的导流岛，使驾驶员判断失误。8图6交叉路口导流标记设置前后效果对比图四、总结城市道路交叉路口的设计方案多种多样，但是能够切实地运用到每个路口上的统一的方案却是几乎不存在的。每个城市道路的交叉路口都有其自身所处的环境与特点，因此，要切实考量到每个路口的不同之处，从而对其进行方案的设计，才能够使方案行之有效。不能够一味地按照一些成功的设计方案照搬照套，这种设计反而会使得这个地区的交通运行受到更大的阻碍。就拿招商城地区来说，我们的预想是能够在这个地区架设下穿式立交或者隧道，但是这也只是一个想法，经过一系列的考量也发现，这种设计方案其实并不能够运用到切实的改造中去。因此，城市道路交叉路口的方案设计还有着更为广阔的发展空间，一个方案的诞生需要的不仅仅是思考，更多的是亲身的实践。这还是一个有待我们继续探寻的世界。参考文献：[1]颜春晖.交叉路口城市设计研究[D].上海：同济大学硕士学位论文，2000.[2]袁振洲：《道路交通管理与控制》[M]人民交通出版社，2007年，1：8-24，5：98-112.[3]周蔚吾：《公路平面交叉优化设计》[M]知识产权出版社，2006年.2：21-28[4]谭惠丽:《十字路口红绿灯的控制效应》[J],广西师范大学学报:自然科学版,2008，26（2）：49作者简介：第一作者：顾嘉燚（1993-），女（汉族），江苏常熟人，常熟理工学院经济与管理学院工程管理系学生。详细通信地址：常熟理工学院东湖校区经济与管理学院（常熟市南三环路99号）；邮编：215500；联系电话：[phone]；电子邮件地址：[e-mail]。指导老师：韦芳（1979-），女（汉族），江苏常熟人，常熟理工学院管理学院讲师、工程师、全国一级注册建造师、造价工程师，华东理工大学硕士，主要从事工程项目管理、工程管理信息化研究。第三作者：李丽君（1993-），女（汉族），江苏淮安人，常熟理工学院经济与管理学院学生。