城市道路畸形交叉口的交通改善方法

姬利娜，张金伟，亢凤林

(1.安阳工学院 机械工程学院，河南 安阳455000;2.安阳工学院土木与建筑工程学院，河南安阳455000)

0 引言

城市道路理想的交叉口应该是直角相交的四路交叉口，但在实际建设中，由于地形地势及一些特殊的历史和社会原因，形成一些多条道路相交呈不规则形状的畸形交叉口，主要形式包括Y形交叉口、X形交叉口、双T形交叉口、各种形状不规则交叉口，以及相邻交叉口不规则且间距较近等情况［1］。虽然这些交叉口数量不多，但由于路口周边情况复杂、线形交错、交通流之间的冲突点、交通组织复杂等原因，畸形交叉口无疑成为城市路网中的“堵点”和“黑点”，也是道路交通管理的“重点”和“难点”。

如果通过道路工程改造，即改变现有道路的物理线形来把畸形交叉口改造成为正常交叉口，不仅会带来大面积的拆迁，所需费用极高，而且还会影响居民的正常生活。因此，从交叉口交通治理的最优社会效益角度出发，对畸形交叉口进行科学合理的交通组织优化，最大限度地发挥畸形交叉口潜在的通行能力，减少车辆延误和冲突成为解决畸形交叉口交通问题的有效途径［2］。笔者在分析畸形交叉口交通问题的基础上，提出了通过交通渠化、信号控制等手段的畸形交叉口时空优化一体化设计的改造方法，并成功地用于工程实践。

1 城市道路畸形交叉口存在的主要问题

交通拥挤和交通事故是城市道路交叉口普遍存在的问题，这两个方面的问题在畸形交叉口表现非常突出。一般而言，畸形交叉口主要存在以下几个方面的问题:

1)交叉口进口与出口不对正，容易引起驾驶员流向上的误解，造成强行事故。

2)交叉口车辆流向上存在锐角交叉现象，使交叉通过交叉口的各方难以及时发现对方，既存在视距问题，容易引起因驾驶员的感知错误而发生的交通事故。

3)由于畸形交叉口进出口对位关系差，进入交叉口不同流向上的机动车与非机动车行驶轨迹不明确，交叉冲突点发生位置不固定(即自由度过高)，让行一方不知应在交叉口内哪个位置上等候才是安全的，容易引起交通秩序混乱。

4)畸形交叉口的交通流向较复杂，不明确，故其交通信号配时设计存在一定难度。

2 畸形交叉口优化设计的内容

2.1 交通渠化

2.1.1 交通渠化的定义

交通渠化就是在道路上划线，或用绿化带和交通岛来分隔车道，使各种不同性质和不同速度的车辆，能像渠道内的水流那样，顺着规定的方向，互不干扰的行驶［3］。交叉口交通渠化设计的目的是分离不同性质的交通流，减少冲突点的数目，避免交通流之间的相互干扰，对解决交叉口的复杂交通问题尤为有效。

2.1.2 交通渠化的关键内容

1)交通岛。交通岛是控制、引导车辆行驶，保护行人安全，在道路上设置的岛状设施。按其功能可以分为导向岛，主要用于控制和指引交通;分车岛，用于分隔反向和同向的车流;安全岛，用于行人横穿道路时的避车地点;中心岛，用于车辆绕行。通常用混凝土路缘石等围砌，高出路面10 cm以上。X形交叉口的交通岛设置如图1。

图1 “X”形交叉口的交通岛设置示意Fig.1 Traffic island schematic drawing of“X”intersection

2)人行横道。人行横道的位置、间距要适当，应设在车辆驾驶员容易看清楚的位置，尽可能的靠近交叉口，与行人的自然流向一致，并尽量与车行道垂直，以缩短行人过街的步行距离。当行人过街横道过长(大于15 m)时，为了缩短行人过街时间，确保过街行人安全，应在行人过街横道中间设置行人安全岛，其宽度应大于1.5 m。人行横道的宽度与过街行人数及信号显示时间相关，顺延干路的人行横道宽度不宜小于5 m，顺延支路的人行横道宽度不宜小于3 m，以1 m为单位增减［4］。Y形交叉口的人行横道设置如图2。

图2 “Y”形交叉口的人行横道设置示意Fig.2 Crosswalk schematic drawing of“Y”intersection

2.2 单向交通

对于多路(大于4条道路)交叉的畸形交叉口，有的支路可以实施单向交通。实施单向交通的优点如下:首先单向交通的道路车流流向一致，行人横过道路不必左顾右盼，有利于交通安全;其次是实施单向交通有利于减少冲突点，不易形成交通拥堵;再者，单向交通可以简化路口的信号相位设置，并且有利于单行道路路口间的信号协调，绿波带比双行道路宽得多。故单向交通的道路的通行能力比双行道路高得多。

2.3 转向交通限制

转向限制交通组织主要是在交叉口禁止车辆左转，在简化交通流向的基础上，提高节点的通行能力。由于车辆在交叉口存在转向行为，交叉口的交通状况要比路段复杂得多，各向交通流的可用通行时间不足路段的1/2［5］。在各种转向车流中，左转车流引起的冲突点最多，例如，在4路交叉口，禁止左转后车流冲突点能从原来的16个减少到4个。因此，在左转交通量较大的交叉口，在交叉口(或交叉口某几个进口道)实施(高峰小时或全天)禁止左转的管理措施，可以提高交叉口的通行能力和交通安全。

3 畸形交叉口交通改善策略

3.1 工程改造

工程改造就是采用工程建设的手段对原有的交叉口进行改造。通过工程改造能改变交叉口几何形状、进口道宽度和视距等，从而提高交叉口通行能力和通行效率，改善交叉口的车辆运行状况［6］。工程改造措施主要包括新建道路、拓宽进口道、改善路面质量等。

3.2 交通组织优化

道路交通组织优化就是在有限的道路空间上，科学合理地分时、分路、分车种、分流向使用道路，是道路交通处于有序、高效的运行状态［7］。对于城市道路畸形交叉口而言，具体应该从以下几个方面着手:

1)在交叉口进行必要的交通组织和渠化。通过单向交通组织、车种禁限、路口流向禁限、完善各类各类标志标线等分离和疏导交叉口交通流的方式，使得车辆能够高效、有序地通过交叉口。

2)对交叉口周围存在的各种影响交通视距的障碍物进行清理，改善交叉口的视距。

3)对于复杂的多路交叉的畸形交叉口，某些方向的交通可能另有出路的，可以利用相应的支路设置单行线，简化错综复杂的交通流向，减少冲突点。

4)如果畸形交叉口内的面积较大，符合设置环岛的基本要求，可以通过将此类交叉口改建成环形交叉口的方法，提高行车安全性，减少车辆延误。

畸形交叉口的交通信号控制方面，要进行合理的相位相序设置，确保相位的简单明确及相序的合理衔接，并通过信号灯的合理配时，使车辆和行人高效、有序地通过交叉口，提高交叉口的交通安全［8-9］。

4 实例应用

4.1 交叉口概况

南顺城街和月牙路交叉口位于昭通市城区中心，是由南顺城街、月牙路、启文街、建设南路及启文直街交汇而成的畸形交叉口。改造前，路口内路面磨损、破坏严重，尤其是南顺城街到启文街一段路面沉陷严重，严重影响了车辆的正常行驶。

南顺城街:城市主干道，车行道路宽16 m，单幅路，双向4车道。

月牙路:城市次干道，车行道路宽14 m，单幅路，双向2车道。

启文街:支路，车行道路宽7 m。

建设南路:城市次干道，车行道路宽9 m，单幅路，双向2车道。

启文直街:支路，车行道路宽8 m。

4.2 存在问题

通过交通调查和实地观测，发现南顺城街和月牙路交叉口存在的主要交通问题有:

1)该交叉口是个5路交叉口，由多个不规则平面和曲面组成，没有进行合理的渠化，车辆难以保证正确的行驶轨迹。

2)标志标线不完善，交叉口内机动车、非机动车和行人混行严重，各种交通流的交叉、分流、合流点众多，安全隐患大，通行能力低。

3)交叉口口面积比较大，且中心路面磨损比较严重，再加上一些小商小贩经常占道经营，机动车与非机动车随意乱停乱放，严重影响了正常的交通秩序。

4.3 改善措施

4.3.1 工程措施

1)南顺城街近交叉口路段设置了中央隔离栏，减少行人随意穿越道路对机动车通行的影响和对向交通间的相互干扰，同时限制车辆随意调头。

2)修复破损路面，并且在合理位置设置了交通岛引导和明确车辆行驶轨迹，并对部分交通岛采取了绿化，使交通流有序化的同时改善了交叉口的景观(注:交通岛在施工前，先用标线画出，实施一阶段后，按照车流行驶轨迹进行调整，在做成永久性的实体交通岛)。

3)修正启文直街、建设南路进口处的转弯半径，并拆除建设南路两边的房屋，拓宽建设南路进口段的路幅资源。

4)完善交通标志、标线，与交通渠化和交通管制相互协调。

4.3.2 交通组织优化

1)启文直街白天单行(07:30—19:30)。

2)启文街白天禁止机动车右转(07:30—19:30摩托车除外)。

3)南顺城街高峰时段禁止机动车左转(11:30—12:30和17:30—18:30)。

4)建设南路白天禁止摩托车行驶(07:30—19:30)。

5)对相交道路的车道宽度、车道功能进行了科学、合理的分配，使机动车、非机动车和行人各行其道。

6)适当提前交叉口停车线和人行横道线，从而缩小交叉口面积，减少车辆通过交叉口的延误，增加行人过街的安全性。

7)完善交通标志标线，因地制宜地设置了交通岛，合理施划导流线，规范行车轨迹。

改造后，南顺城街和月牙路交叉口的渠化如图3。

图3 南顺城街和月牙路交叉口渠化Fig.3 Canalization plan of intersection of Nanshuncheng street and Yueya road

4.4 改善前后评价

通过Vissim交通微观仿真系统对南顺城街和月牙路交叉口改造前、后的通行能力和平均延误进行模拟对比分析，分析结果如表1。结果表明:改善前后，该交叉口的平均延误时间由原来的40.8 s减少为24.4 s，服务水平由E级提高到C级。

表1 车道通行能力改善前后对比Table 1 Comparison of traffic capacity before and after the modification

5 结语

由于在全国各大中小城市中都或多或少的存在一些畸形交叉口，畸形交叉口的交通改善是现代交通组织管理的重要内容。笔者采用交通工程改造措施和交通组织优化设计相结合的一体化设计方法改善畸形交叉口，避免了大面积拆迁，不仅实现了道路交通发展的时间连续性、空间连续性及资金投入连续性，而且实现了社会与环境的可持续发展，值得借鉴与推广。

［1］ 汪峰，马鹤龄.老城区道路平面畸形交叉口优化设计［J］.中国市政工程，2006(1):14-18.

Wang Feng，Ma Heling.On optimized design of old urban irregular intersections［J］.Journal of China Municipal Engineering，2006(1):14-18.

［2］ 宋微，黄亮，左忠义.城市道路平面交叉口改善的几点建议［J］.北方交通，2008(2):159-161.

Song Wei，Huang Liang，Zuo Zhongyi.Several suggestions for improvement of intersection at grade of urban road［J］.Journal of North Traffic，2008(2):159-161.

［3］ 翟忠民.道路交通组织优化［M］.北京:人民交通出版社，2004:48-51.

［4］ 杨晓光.城市道路交通设计指南［M］.北京:人民交通出版社，2003:44-68.

［5］ 秦焕美，关宏志，赵红征，等.基于仿真的畸形交叉口交通组织优化研究［J］.交通信息与安全，2010(4):43-48.

Qin Huanmei，Guan Hongzhi，Zhao Hongzheng，et al.Simulationbased traffic organization optimization for irregular intersections［J］.Journal of Transport Information and Safety，2010(4):43-48.

［6］ 叶亮.城市多路交叉口的交通治理措施研究［J］.道路交通，2006(4):60-63.

Ye Liang.Study of traffic harnessing measures of urban multi-road intersections［J］.Journal of Road Traffic，2006(4):60-63.

［7］ 彭力，李旭宏，陈大伟.城市道路交叉口交通治理措施［J］.河南科技大学学报:自然科学版，2004，25(4):62-66.

Peng Li，Li Xuhong，Chen Dawei.Measures of traffic rehabilitation of urban intersection ［J］.Journal of Henan University of Science and Technology:Natural Science，2004，25(4):62-66.

［8］ Gazis D C.Traffic Theory［M］.New York:Springer，2002:99-103.

［9］ American Transportation Research Board.Highway Capacity Manual［M］.Washington，D.C.:National Research Council，2000:136-139.