复合式立体交叉交织段安全性分析★

万　伟　王晓飞

(1.中国华西工程设计建设有限公司，广东 深圳　518000；　2.华南理工大学，广东 广州　510000)



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复合式立体交叉交织段安全性分析★

万伟1王晓飞2

(1.中国华西工程设计建设有限公司，广东 深圳518000；2.华南理工大学，广东 广州510000)

结合鹤洲互通与机场互通的设计实践，应用VISSIM仿真分析了复合式立体交叉交织段长度风险，研究了交织段交通冲突的分布特性，对交织段的安全性进行了评价，重点探讨了交织段的运行车速，从而揭示了复合式立体交叉交织段安全性、车速分布及通行能力的分布规律。

高速公路，复合式立交，交织段，交通冲突

0　引言

深中通道深圳侧接线的鹤洲互通与机场互通之间的净距不满足JTGT D21—2014公路立体交叉设计细则(以下简称《细则》)要求(加速车道渐变段终点与机场互通减速车道渐变段起点相距(净距)为0.9 km，小于1.1 km)，因此设置辅助车道将二者连接成复合式立体交叉。《细则》中主线侧合分流连接部的辅助车道长度如表1所示。

表1　主线侧合分流连接部的辅助车道最小长度

复合式立交的交织段行车环境复杂，面临的风险较大，本文以鹤洲互通与机场互通的交织段为例，针对交织段的交通冲突和行车风险展开分析，得到交织段的行车安全性特征规律，为类似设计提供参考。

1　项目概况

鹤洲互通主线设计速度为100 km/h，单向车道数大于3车道并且出入口匝道中有双车道，辅助车道长度不应小于一般值1 100 m。沿鹤洲互通主线桩号增加方向右侧辅助车道长度为2 240 m，满足《细则》要求；沿鹤洲互通主线桩号减少方向右侧辅助车道长度为1 267 m，也满足《细则》要求。

但是由于本路段主要服务于机场，车流量较大，修编方案的沿鹤洲互通主线桩号减少方向右侧交织段长度较原有方案减少约1 km，故须对此路段进行交通安全风险仿真研究。

2　交织段交通冲突

为了更加直观地对此路段进行交通冲突分析，拟定立交净距等于1 100 m时，不设置复合立交的情况(普通立交方案)与修编方案进行VISSIM仿真比较。仿真模拟时间为1 h，仿真输出的数据和结果主要包括：车辆速度、交互作用状态等。

VISSIM仿真实验提取出的交互作用状态主要包括：自由、跟车、通过、制动AX、制动BX等。其中制动AX为从达到安全距离内开始制动，表示严重冲突；制动BX为到达安全距离前开始制动，表示轻微冲突。通过VISSIM仿真得到的交互作用状态结果，得到相应的严重冲突数和轻微冲突数，以此评价交织段的冲突状况。

目前，无论针对交叉口还是普通路段或交织区，运用交通冲突进行安全评价时，采用的指标均是TC/MPCU(冲突数与混合交通当量的比值)，然而这一指标及其评价标准最初是基于平面交叉口确定的。

一方面，与平面交叉口相似，交织区通过量是影响冲突数的关键因素，通过量越大，发生交通冲突的可能性越大，冲突数也就越多；另一方面，交织区中车辆要在一定的长度内完成交织操作，冲突数与长度的大小有密切关系。

交织区长度越长，车辆在交织区中运行的时间越长，发生交通冲突的可能性就越大，但交通冲突的发生比较分散，相对冲突数减少，冲突就更不容易转化为事故。因此，TCT中的评价指标TC/MPCU不能准确地评价立交交织区的安全性，应该确定适用于交织区新的评价指标。

为了更加客观地反映交通安全，本研究选择冲突数与通过量、路段长度的比值——车公里冲突数，即冲突率作为评价的指标(通过量D为在一定的交通条件下，单位时间内通过道路某一断面的实际交通量)。

式中：f——车公里冲突率，次/(辆·m)；

TC——时均冲突次数，次/h；

D——通过量，辆/h；

L——交织区长度，m。

经统计，可以得到修编方案和普通立交方案的冲突率，如表2所示。

表2　修编方案和普通立交方案的交通冲突率

由表2可以看出，较普通立交方案，修编方案的冲突率(严重+轻微)要高出近10个百分点。冲突率之间的差异主要体现在轻微冲突率方面。

3　交织段运行车速

同时通过普通立交方案与修编方案的交织段各监测点的速度变化来说明交织段长度减少带来的影响，如图1，图2所示(横坐标为各个监测点位置，纵坐标为各个监测点的运行车速。其中从中央分隔带到车道边线依次为第一、第二、第三、第四、辅助车道)。

图1　普通立交方案监测点平均车速

图2　修编方案监测点平均速度

从图1，图2中可以发现，纵向来看，两种方案有着共同点：从中央第一车道到第一车道/辅助车道(修编方案)，同一监测点的数据呈现递减趋势。同时也有不同点，主要体现在：

1)从运行速度比较，交织段附近普通立交方案的运行速度同修编方案相比较小。原因主要是进入交织段，车流量增大，在同等交通量的情况下，修编方案较普通立交方案多一个车道，可以大大的缓解车流压力。

2)交织段不同车道之间的运行速度差，普通立交方案同修编方案相比较大。尤其体现在最外侧的两个车道。原因主要是，修编方案辅助车道可以减少一定部分的车流量与主线相交，保持一定的连续性。而普通立交方案，匝道—主线、主线—匝道的车辆会增加冲突数的发生。

横向来看，沿着行车方向，车辆从入口匝道进入主线时，速度先经加速车道加速，至减速车道减速，最终进入匝道，呈现先增后减再增的趋势，其中最内侧的运行车速变化趋势均较小。相比较而言普通立交方案最外侧运行速度变化趋势较大。

4　结语

以上可以发现，由于修编方案的交织段长度较普通方案较小，这在一定程度上导致修编方案交织段的冲突数与冲突率增加(程度主要为轻微)。同时可以发现修编方案将机场立交与鹤洲立交设计成为复合立交，增加了一条辅助车道，从长远来看，增加一个辅助车道可以大大增加道路的通行能力。但因为交织段长度较小，需要再完善相应的交通安全管理措施。

[1]韦可,张艳.试论高速公路复合式互通立交设计[J].城市建设理论研究(电子版),2015,5(26)：63-64.

[2]张雨化.道路勘测设计[M].北京:人民交通出版社,1997.

[3]交通运输部公路局.公路工程技术标准[M].北京：人民交通出版社,2014.

[4]交通运输部公路局.公路项目安全性评价规范[M].北京：人民交通出版社,2014.

[5]交通运输部公路局.公路路线设计规范[M].北京：人民交通出版社,2006.

[6]Wolhuter K M.Geometric Design of Roads Handbook[M].Boca Raton:Crc Press,2014.

[7]中国公路工程咨询集团有限公司.公路立体交叉设计细则[M].北京：人民交通出版社,2014.

On safety analysis of weaving section of composite overpasses★

Wan Wei1Wang Xiaofei2

(1.ChinaHuaxiEngineeringDesignandConstructionCo.,Ltd,Shenzhen518000,China;2.SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510000,China)

Combining with the design practice for Hezhou Interchange and airport interchange, the paper adopts VISSIM to simulate and analyze the length risks of the weaving section of composite overpasses, researches the distribution features of the traffic conflicts in the weaving section, evaluates the safety of the section, and explores the traffic speed of the weaving section, so as to display the distribution rule for the safety, speed distribution and traffic capacity of the composite overpasses.

expressway, composite overpass, weaving section, traffic conflict

1009-6825(2016)21-0135-02

2016-05-12★：广东省交通运输厅科技资助项目(项目编号：2015-02-003，2015-02-004，2013-02-068)；国家自然科学基金资助项目(项目编号：51408229)

万伟(1984- )，男，工程师；王晓飞(1980- )，女，博士，讲师

U412.3

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