穿村镇公路交叉口优化研究

张志清 周宇亮 玉俊杰 贾 岩 陈 瑞 任 慧

（北京工业大学交通研究中心1） 北京 100024） （华杰工程咨询有限公司2） 北京 100029）

穿村镇公路是一类具有农村公路特点，穿越村镇的过境公路，公路等级一般为二、三级.其突出问题是交通事故率高，且事故程度严重.如北京地区很多穿村镇公路在设计时，缺乏完善的规划，管理工作力度不足，导致“街道化”现象严重，两侧随意“开口”，大量“开口”无规范设计，无铺装.研究表明，道路交叉口为事故的多发点［1］，而数量众多设计不规范的路口，密集地分布在公路两侧，交叉口视距不良，导致其安全使用性能降低，造成了严重的交通冲突.本文选取1条典型的穿村镇路段作为研究对象，结合具体问题进行分析研究.

1 穿村镇公路交叉口问题分析

琉辛路是是典型的穿村镇公路，它连接北京市怀柔区和密云县的主要公路，位于密云水库北部山区，起点为怀柔区琉璃庙镇，终点为密云县高岭镇辛庄村，经过黄土坎、燕落村和不老屯等多个行政村镇.

本次调查研究选取的路段是琉辛路燕落村段，该路段里程为K55＋540～K56＋400，共860 m，横穿燕落村.经统计，燕落村路段有了交叉口26个，平均33m 一个，研究针对性较强.燕落村段的道路平面交叉口调查表见表1.

表1 琉辛路燕落村段交叉口调查表

可以看出，密集布置的交叉口，一方面增加了交通横向干扰，提高了交通冲突的概率，另一方面也使驾驶员信息过载，易引发交通事故.

另外，由表中数据可以看出，路段中很多路口设置不规范.大量路口没有铺装，没有划清车道，没有设置减速让行标志等安全设施.交通流处于机、非、行人混行状态，降低了道路通行能力，增加了道路交通管理难度.其次，若干路口为畸形交叉口，如相交角度小于60°，不满足规范要求［2］.

2 穿村镇公路交叉口安全评价

交通冲突技术（traffic conflict technology，TCT）以交通冲突数据为基础数据［3］，采用交通冲突数据，具有“大样本、长周期、大区域、高信度”等统计学优点［4］.该技术已被应用到交叉口或路段等地点的安全研究方面，如路段冲突判定［5］、路段冲突调查技术方面，并取得了许多成果.

由于交通冲突技术依据的是道路交通量和冲突数量，影响安全水平因素间的相互关系也不完全清楚，处于灰色状态.所以运用灰色理论，提高评价水平［6］.

确定交通安全评价指标时，一般采用观测小时的时均冲突数（traffic conflicts，TC）与时均混合当量交通量MPCU 之比来评价交叉口的安全水平，这个比值就称之为冲突率［7］.分析数据的累积百分频率，绘制累积百分频率曲线，在曲线上确定不同累积百分频率所对应的数值，作为灰类的白化值.优、良、中、差4 个灰类级别，选取20%，40%，60%和80%的累积百分频率所对应的点λ1，λ2，λ3，λ4来确定.

记聚类权为ηjk，k 为评价灰类，且k∈｛1，2，…，k｝，k为灰类种数.ηjk按下式确定

式中：ηjk为第j 项评价指标归入k 种灰类的聚类权；λjk为第j 项评价指标属于第k 种灰类的白化值.

按下式求出第i个评价对象对于第k 个灰类的聚类评估值σik：

评价对象i的灰聚类评估序列σi＝（σi1，σi2，…，σik），评价对象所属灰类为k＊，满足σik＊＝max｛σi1，σi2，…，σik｝，从而确定聚类对象的安全状况等级，因为安全状况等级为四级，k取4.

表2 量纲一的量数据处理表

根据表2所列26个支路路口的数据，绘制累积百分频率曲线图，确定4个灰类的白化值为：λ1＝0.6600，λ2＝0.8040，λ3＝0.8560，λ4＝0.9130，nik＝1.0.

同式（2）可知σik＝fik，然后σik＊＝max｛σi1，σi2，…，σik｝决定聚类对象的安全状况等级，如表3所列.

表3 聚类分析及评价表格

3 穿村镇公路交叉口设计方案优化

接入管理技术是一种对干道和支路进行系统管理与控制的方法，核心思想是限制主干道上的公路接入点，以避免对主干道上的交通流产生过大的交通干扰［8－11］.见图1.

既有研究表明，随着接入道路比例的增大，相应的交通事故率也会增加，但同时，过大的接入间距会降低临近区域的出行便捷性.

图1 接入管理技术示意图

同时也要根据实际情况进行改造.主要内容有路口转弯半径，路口宽度，安全设施设计等.路口宽度视交通量大小而定.支路需划分车道，必要的标线（如减速让行标线）、标志（让行标志）需加设.

利用上述理论对燕落村段交叉路口进行改造，优化结果见表4.

表4 交叉口优化处理表

4 穿村镇公路交叉口优化结果分析

根据优化处理的方案，制作出优化后的道路模型，并加载相应数量的交通量，统计得到优化后的交通冲突数据及通行时间的处理结果，见表5，表6.

表5 优化后交通冲突数据处理表

表6 通行时间数据处理表

由表5数据可以看出，冲突数量总数由842下降到238，下降72%，有明显的下降，且经过交叉路口的拓宽和有效的交通渠化后，单个路口的冲突率在一个较好的水平.

根据表6实验数据分析，道路安全使用性能和交通便捷性上都有提高.

5 结束语

综上所述，针对穿村镇公路的交叉口交通冲突严重问题，交通冲突技术能够在科学分析的基础上提出有效降低冲突程度的方案.它应用灰色聚类模型进行分析，得到对支路路口的评估，利用接入管理技术的理念对道路上的支路路口进行科学优化，完成了对穿村镇公路交叉口问题从评估到优化解决的过程.通过分析，路段冲突率明显降低，居民出行的安全性和便捷性也有所提升，优化效果较为明显.可以说，应用交通冲突技术优化穿村镇公路交叉口，为解决穿村镇公路交通冲突问题，提供了一个借鉴与参考.

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