广州市可逆车道实践经验及案例分析

罗　强　陈天德　雷　阳

(广州市交通管理科学技术研究所　广州　510000)

广州市可逆车道实践经验及案例分析

罗强陈天德雷阳

(广州市交通管理科学技术研究所广州510000)

摘要可逆车道技术是用于道路通行能力资源调节的手段之一，国内城市对可逆车道的应用仍处于探索阶段。总结提炼可逆车道设置条件、设施要求、运行管理等方面经验，对可逆车道的推广应用显得尤为必要。广州在可逆车道的应用方面作了积极的尝试，并在解放北高架桥应用非对称交替放行法和干线信号协调控制策略为可逆车道的动态管控积累了宝贵的经验，验证了可逆车道运用于车道数为奇数的拥堵路段交通疏解是非常有效的手段。

关键词可逆车道设置条件非对称交替放行干线信号协调动态管控

随着机动车保有量不断增长，交通出行需求与道路供给之间矛盾不断加剧，交通拥堵成为大城市的通病。如何在现有的道路资源上挖掘潜力，提高交通的通行效率，成为道路交通管理部门的努力方向。

近年来，可变车道[1]作为交管部门的新举措，在一些城市试点应用[2-3]，并取得较好的管理效益和社会效益。可变车道的内涵相对广泛，其中重要的一类是车辆行驶方向可随交通管理需要进行变化的车道。它主要针对高峰时段潮汐车流和路口转向时段不均的车流，在现有道路设施供给不变的情况下，通过反转路段车道行驶方向或调整路口导向车道转向以适应实际交通需求，从而提高整个道路的利用效率，达到减小排队长度，降低延误的效果。路段内行驶方向可变的车道称之为可逆车道。

1　可逆车道概述

虽然所有的可逆车道运行外在特征都是车道可逆向行驶，但实施的需求却是多样化的。国内较为常见的包括潮汐车流通行需求(即“潮汐车道”)和动态调整行车方向便于交通疏解的管控需求，在美国还有为紧急事件(如沿海城市发生飓风)下人群逃离疏散的需求设置的可逆车道[4]。相对于应急逃生需求，为满足提高交通运行效率而实施的可逆车道在设置必要性和可行性方面需考虑更多的因素。因此，需结合各地的交通特征及管理需求，科学系统地回答和解决可逆车道的设置条件，对于可逆车道的推广应用具有重要的意义。目前，国内外的学者及交通工程师对潮汐车道的研究较多，相关的阐述集中在2个方面：潮汐现象的判别方法及潮汐车道的设置条件。

1.1潮汐现象的判别方法

市区工作、市郊居住的生活模式是导致潮汐现象的重要因素，其流量特征表现为同一时段相反2个方向流量差异较大，量化指标为方向分布系数[5]。

方向分布系数kd计算公式如下。

式中：Q1，Q2为路段同一截面相反2个方向的流量，Q1为2个方向流量中的较大值；kd为Q1流向方向的分布系数,因而kd≥0.5。

一般而言，分布系统出现方向变化时，即可断定存在潮汐现象。方向分布系数越大，说明潮汐现象越明显，越有必要实施潮汐车道。广州市潮汐车道实践中，将潮汐现象分为3个等级，见表1。

表1　潮汐现象分级表

1.2潮汐车道设置条件

潮汐现象的存在是实施潮汐车道的驱动因素，但潮汐车道的实施还需综合考虑道路条件及通行能力条件等各方面的因素。目前，国内对潮汐车道研究的大部分文献[6]中，有关潮汐车道的设置条件表述较为一致，理论上需要满足以下4个方面。

(1) 车道条件。道路上机动车车道数为双向3车道以上。

(2) 流向条件。重交通流的流量方向分布系数最低为2/3。

(3) 通行能力条件。重交通流方向在使用潮汐车道，轻交通方向在去掉潮汐车道后，通行能力应能满足各自交通需求。

(4) 道路条件。道路上不存在中央分隔带或路面电车轨道。

但在国内各大城市的潮汐车道实施过程中，对上述标准都有不同程度的突破，中央分隔带不构成否决实施潮汐车道的理论条件。此外，方向分布系数分隔线硬性地定为2/3，未针对不同道路条件区别对待，较难广泛适用。

2　广州市可逆车道选址方法

潮汐车道的相关研究成果为广州市可逆车道实施提供了很好借鉴。广州也积极探索实践潮汐车道，并在城乡结合部，潮汐现象高发的地段试点运行潮汐车道，如科韵路华观路口早晚高峰实施简易式的潮汐车道。此外，广州市的道路条件还有些个性化的特征，城区许多道路受周边原有建筑格局及地理条件的影响，车道的设计建设仅为奇数条，并以旧桥和经快速化改造的高架桥居多。这类道路车道数较少的一侧除了较难以满足已发生的交通量外，实际上还有部分交通需求被抑制，在进行交通调查时，可能不会出现潮汐现象。如果直接应用潮汐车道的设置条件标准，就会直接将潜在的路段排除在外。为此，在结合广州的路网条件及国内外城市实施可逆车道的经验基础上，总结广州可逆车道的选址方法如下。

(1) 车道条件。优先考虑车道数为奇数的拥堵路段，偶数条车道需进一步考虑条件2。一般情况下，长时间观测下来，城区路段的双向交通量总是趋于相同。当车道为奇数条，同一时段道路可以较好满足车道数较多方向的车流，而车道数少的一侧发生拥堵时，有必要对车道分配动态变更，以便照顾双向车流。

(2) 流向条件与通行能力条件。重交通方向在使用变向车道后，轻交通方向的通行能力依然能满足交通量的需求。根据该原则，双向4车道的路段设置可逆车道后，重交通流方向3车道，轻方向1车道，因而方向分布系数需大于kd≥3/4；同理，双向6车道路段设置可逆车道，kd≥2/3。

(3) 起止点条件。可逆车道起止点前后通行能力需匹配。通行能力的匹配包括2个协同：①设置可逆车道的区间路段与前后路段通行能力能够匹配；②可逆车道临近路口时的，应在信号控制交叉口进口道上相应地增加进口道的车道数。

上述条件仅是选址的排查方法，实施前还需进行深化设计，考虑工程实施的可行性。

3　广州市解放北高架桥可逆车道实施案例

广州目前已在3个路段正式实施可逆车道:科韵路华观路口潮汐车道，人民桥及解放北高架桥动态管控车道。由于潮汐车道在诸多的文献资料中已深入研究，所以本文以解放北高架桥为例，分析奇数车道的拥堵道段实施可逆车道的必要性和运行管控办法。

3.1解放北高架桥周边交通组织及运行状况

解放北高架(南越王墓段)横跨东风路，南起迎宾路商业街，北至西汉南越王博物馆，桥面全长约800 m，桥上双向3车道，南往北2车道，北往南1车道。南越王墓段北往南为交通拥堵常发路段，等待上桥的车流往往因排队长度过长，堵塞流花路解放北路口，直接影响南往西的车流通行，间接影响了解放北南往北及东风路的车流，见图1。

图1　解放北高架桥周边交通组织示意图

3.2实施可逆车道的可行性分析

通过4个工作日的交通流量调查，解放北高架桥交通流特征较为明显(见图2)，白天南往北方向流量整体呈“马鞍形”分布，早、晚高峰特征较为明显；北往南的车流量变化较为平稳，全天饱和运行，无波峰波谷特征，12 h交通压力持续较高，实际交通量与道路通行能力比即饱和度接近1。

图2　解放北高架12 h流量变化图

受车道分配的影响，南往北车流持续为重方向，方向分布系数约为0.6，无交通压力反向的情况(见表2)，因而不存在潮汐现象。如果按传统的车道划分及潮汐车道的研究方法，将对该处拥堵点作出维持原状的判定。但对比双向的饱和度，南往北方向通行能力仍有富余，且平峰时段余量较大。对该路段实施可逆车道，将南往北富余通行能力适时调配给北往南车流使用，将大大缓解北往南的交通压力。而且高架两端进出口距离交叉路口或信号灯控路口较远，为动态调控提供了一定的空间。车道变更行驶方向后，通行能力也能与相衔接的路段路口匹配，因而具备较好的车道变更条件。

表2　双向车道饱和度情况表

注：通行能力以每车道1 400 pcu/h估算。

此外，还需充分考虑实施可逆车道带来的风险。实施可逆车道将削减南往北的通行能力，如果调配不当，将引发桥南的车流排队交织，产生新的拥堵问题。因此，有效的管控成为影响该处可逆车道运行效果的关键性因素。

3.3解放北高架桥可逆车道的实施方案及效果

解放北高架桥可逆车道设施设置参照潮汐车道的做法[7]，桥面中间车道设为可变车道，双黄虚线标识，地面施划“可变车道”告示字样。通行采用双面可控分车道信号灯控制，每隔200 m设置一组门架式信号灯(见图3)，正对车道。同时，在可逆车道两端提前设置预告标志和LED可变情报板(见图4)，使驾驶员提前掌握车道的开放及封闭情况，避免选错行车道而引发的安全问题。

图3　门架式分车道信号灯

图4　 LED预告标志

针对解放北高架早晚高峰南往北交通需求度较大，平峰通行能力富余较多的特点，目前该处的行车方向早晚高峰南往北2车道通行，平峰期中间车道采用非对称交替放法，由控制中心通过监控桥两端的交通状况，根据实际的交通需求，每间隔10～20 min适时切换方向，南往北放行时间较长，北往南相对较短。经实测，中央车道清空时间持续约2～3 min，清空、转换效率较高，为双向交替放行提供了可操作条件。可逆车道北往南通行时，上游信号灯进行干线协调控制[8]，使北往南的车流快速到达，提高可逆车道的使用效能。

解放北高架实施可逆车道主要是为了解决北往南车流持续积压，而平峰期桥面通行能力利用不足的问题。因而该处的实施效果评估重点关注2个指标，即桥面通行效率与桥两端排队长度。

表3为实施前后的关键评价指示对比，平峰时段中央车道利用交替通行的方式实施可变车道后，高架桥双向总流量增长明显，08：30～09：30时段期间双向车流增长约400 pcu，增幅达到13%，高架桥上断面平均饱和度由0.76上升到0.86，道路资源得到了充分的利用。可逆车道北往南放行时，路口至南越王古墓上桥处北往南车流可以在10 min左右清空，使得桥北的交通压力得到有效地缓解，车流排队现象基本消除。之后中间车道再进行行驶方向反向。在此期间，南桥头车流会出现短暂的积聚，最大排队长度约为70 m。但由于采用非对称交替放行法，中间车道变更为南往北方向后，桥南积聚车流再逐渐消散，使得可逆车道对南往北通行影响整体可控。

表3　可逆车道实施前后效果对比(08:30～09:30)

4　结语

可逆车道运用于潮汐车流和奇数车道拥堵路段的交通疏解被证明是一种行之有效的手段。总结可逆车道的选址方法及管理经验，可提高可逆车道推广应用的成功率，广州的实践经验可为其他城市提供借鉴。

此外，我国对可逆车道应用仍局限于城市道路，而且应用于大规模人群迁徙和疏散方面(如春运)的研究尚属空白。深化可逆车道研究，扩展应用范围，应是可逆车道的未来发展方向。

参考文献

[1]崔妍,刘东.北京市朝阳路可变车道交通组织研究[J].道路交通与安全,2006 (6)：21-24．

[2]杜家玉,吴海.贵阳都司高架桥潮汐车道交通组织研究[J].山东交通学院学报，2010(4)：35-37.

[3]陈坚,霍娅敏.典型潮汐车流路段可变车道设置方案研究[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2008,27(6)：1127-1130．

[4]NCHRP．Convertible roadways and lanes[R]．Washington，D．C：Transportation Research Board of the National Academies，2004：13-15．

[5]代磊磊,顾金刚,俞春俊,等.潮汐车道交通流特征与设置方案仿真研究[J].交通信息与安全，2011(1):15-19.

[6]张国华.关于城市道路潮汐车道的设置研究[J].交通科技，2012(3):116-119.

[7]GB 5768-2009 道路交通标志和标线[S].北京：中国标准出版社，2009．

[8]刘鹏,刘英舜.潮汐式交通特征分析及应对措施研究[J].交通科技与经济，2011(3).92-94.

Practical Experiences and Case study of Reversible Lane in Guangzhou

LuoQiang,ChenTiande,LeiYang

(Guangzhou Institute of Traffic Management Science and Technology， Guangzhou 510000， China)

Abstract： Reversible lane is one of the effective methods to regulate road capacity. However, the application to China is still in the exploratory stage. To promote the use of reversible lane, it's highly important to summarize the setting conditions, facility requirements and operation management experiences. Guangzhou has actively practiced the approach and accumulated valuable experiences in dynamic management and control, using the techniques of asymmetric alternating release and arterial coordinated control in Jiefangbei Viaduct. It verifies the effectiveness to apply reversible lane to relieve the traffic congestion where the number of lanes is odd.

Key words: reversible lane; setting conditions; asymmetric alternating release; arterial coordinated control; dynamic management and control

收稿日期：2015-03-17

Study on the Feasibility of Improving Traffic
Jam in Weaving Section by Adding Lanes

ChenLilin,LongJiayan

(Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China)

Abstract：For the problem of traffic jams in the short-weaving section, on the basis of discussing the styles of adding lanes and the functions of the lanes, the causes of traffic jam has been determined by supply and demand analysis. With a focus on the imbalance between supply and demand of weaving traffic flow, the lane-changing behavior has been analyzed thoroughly from the microscopic point of view. According to the shortest distance for weaving vehicles to change lanes, the shortest length (26m) of weaving section which is needed for adding diverging lanes has been calculated. The capacity of weaving lanes with diverging lanes has been determined by simulation with VISSIM software, which has been taken to compare with the weaving traffic demand to verify the feasibility.

Key words:traffic engineering; feasibility; supply and demand analysis; weaving section; capacity; weaving lanes

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.047