城市环形交叉口通行能力改善方法研究——以达州市新世纪广场环形交叉口为例

尤理，韩鹏

(1.中铁二院集团有限公司，四川成都610031;2.西南交通大学，四川成都610031)

城市环形交叉口通行能力改善方法研究
——以达州市新世纪广场环形交叉口为例

尤理1，韩鹏2

(1.中铁二院集团有限公司，四川成都610031;2.西南交通大学，四川成都610031)

环形交叉口是城市道路的重要组成部分，具有重要的作用。然而随着城市交通需求的不断增加，环形交叉口的通行效率也逐渐的满足不了城市交通的需要，缺点逐步暴露出来。分别对环形交叉口和信号控制环形交叉分别进行了研究，对环形交叉口的常见改善方法进行了总结归纳。并以达州市通川区新世纪广场交叉口为例，详细分析了该类复杂多路环形交叉口的改善方案。

环形交叉口;通行能力;仿真

1 影响环交通行能力常见问题分析及改善方法

1.1 常见问题

环形交叉口是在几条道路相交的交叉口中央，设置圆岛或者带圆弧状的岛，使进入交叉口的所有车辆均以同一方向绕岛行驶的城市道路交叉口交通组织方式。环形交叉口可以很好地组织车流、能有效地减少车辆行进过程中的延误、缓解了交通压力，同时还很好地保护了名胜建筑，有效美化城市道路环境，因而被我国许多城市所广泛采用。我国于上世纪八九十年代开始大面积兴修环形交叉口。起初因为车流量较小，交通运行状况良好。然而随着城市机动车数量日益增多，交叉口交通量日渐增大，环形交叉口交织段的车辆不能够有效地变换车道或者驶离交叉口等问题逐渐凸显，常常造成环形交叉口死锁的现象。目前城市中环岛交叉口的常见问题有以下四点。

(1)技术标准低，环岛半径不足

环形交叉口由于占地较大，实际中在城市用地紧约的条件下很难满足其要求，因此环形交叉口的几何尺寸一般只是常规平面交叉口尺寸稍作放大，交织段短，形成不了交织，存在的只是穿插冲突，不满足规范中环形口几何设计的要求。

(2)交通组织差，通行能力低

当前大多数城市道路的环形交叉口均为无控交叉口，没有完善的交通配套设施和交通组织方案。在这种情况下，环形交叉口的通行能力会受到很大的限制，随着交通量增大，交叉口范围内交通交织将日益严重，交通矛盾就会显现。

(3)非机动车、行人和机动车相互干扰严重

很多非机动车、行人通行并不按照环形交叉口的运转规则，无视标志标线，驶入机动车环道，在机动车之间“见缝插针”，随意穿梭。不仅自身安全得不到保障，还对机动车的正常行车造成极大的干扰，从而严重降低交叉口的服务水平。

(4)路网规划不合理

由于规划中路网结构不合理，造成了交叉口成为多路交叉、畸形交叉而不得不设置环型交叉口的情况。尤其是两条道路以较小角度在环形交叉口交叉的情形。这种情况下，环形交叉口内将形成短距离交织段，这种短距离的环形交织往往与小半径转弯共同出现，通行能力十分有限，当流量增长到一定程度，这种短距离交织往往是诱发交通拥堵的重要原因，同时也容易造成擦刮等交通事故。

1.2 环岛交通的常见改善方法及比较

(1)增加环岛半径

由于环形交叉口的通行能力与交织段有关，因此通过增加环岛的半径可以增加交织段的长度，从而相应地增加环形交叉口的通行能力，但是此方法通常受到城市建设用地的约束。

(2)交叉口渠化

针对环形交叉口存在进口道宽度不足、车道分布不合理的现象，对既有的环形交叉口进行一定的渠化可以提高环形交叉口的通行能力，进口道的车道数不是越多越好，需要同环道车道数、环道直径相互匹配，通常右转车应该在最右侧车道形式并保存足够大的转弯半径，左转车应该在最左侧车道行驶，让其提前进入环道的内侧车道，减少与外侧车道车辆的干扰。

(3)信号灯控制

根据环岛的性质和规模(通常指半径大小)的不同，对环形交叉口实施的交通信号控制方法也不完全相同，通常按照对左转车辆的控制次数分类，信号控制环形交叉口可以分为单重信号控制、双重信号控制和左转单独信号控制。

单重复信号控制是单纯地在原来环形交叉口的基础上增加信号灯，交通组织规则不变。“左转两步控制法”是近年交通工程界广泛认可的一种创新的环交设计理论方法，我国应用的最早的当属1998年同济大学杨晓光教授在厦门市对莲坂环形交叉口的改造试验，改变了环形交叉通行能力低于同进出口道十字交叉通行能力的认识，其技术和方法已在国内10多个城市的20多个环形交叉口得以应用。

(4)减少相交道路条数

对于相交道路较多的环形交叉口，通常各条相交道路之间的夹角不均匀，存在夹角过小的情况，夹角过小导致该两条道路之间的交织段过短，影响行车。这时候可以对某些道路的采取特殊处理如将该条道路变为单行道或者禁止该进口道某些方向的方式，减少相交道路的条数。或者将该交叉口改造成为两个交叉口，将一个复杂交叉口变成了两个相邻的简单交叉口，处理好两个交叉口之间的联动关系。

(5)其他改善措施

其他关于环形交叉口的改造方法还有拆除环岛改为平面交叉口，兴建立交或人行过街天桥分离慢行交通等改善方式。在实际过程中，通常是多种方法相结合，针对不同的实际交通和环境情况，需要考虑工程量和拆迁量、资金、改善效果、社会影响等多方面的影响因素。

以上各种方法均能在一定程度上增加环形交叉口的通行能力，但各种方法之间各有优缺点，根据实际的交通情况与交叉口用地环境选用不同的方案，下面对各种方案从适应通行能力，交通组织情况，对行人和非机动车要求，改造成本等方面进行如表1所示的对比。

表1 各改善方案对比

2 新世纪广场交叉口案例分析

本文以达州市新世纪广场交叉口为例对上述环形交叉口改善方法的综合运用进行举例分析。

新世纪广场交叉口位于达州市通川区东城街道，该交叉口为一个畸形的环形交叉口，交叉口分别衔接来凤路、通川北路、通川中路，同时有凤翔街、文化街、柴市街、二马路以及人民公园出入口道路与之相连。该交叉口所吸引的交通流方向多达8个方向，是达州市目前交通组织最复杂的交叉口之一。

目前，交叉口范围内主要交通流绕新世纪广场按环交形式进行控制，各方向车辆均可进环、出环;柴市街、文华路为一对单向交通组织道路，柴市街到文华路有一条专用左转车道设于来凤街逆行方向。其中文化街规划红线宽度7 m，柴市街规划红线宽度10 m。凤翔街、二马路均已采取了右进右出的交通管理手段，最大化地减小了对干道交通的影响。其中二马路规划红线宽度14 m，风翔街规划红线宽度6 m。除文华街路口，该交叉口行人交通组织全部利用地下通道实现，对地面交通干扰较小。来凤街规划红线宽度14 m，通川北路规划红线宽度23 m，通川中路规划红线宽度24 m，其中环道进口道红线宽度16 m，出口11.5 m。前往人民北路的支路规划红线宽度7 m。目前，该交叉口现状交通紊乱，交通供需矛盾大，现状交通流主要流向为通川中路往来凤街方向，交通需求达到2 200～2 400 pcu/h。其次为通川北路及来凤路、柴市街汇入通川中路的交通流，交通需求规模约2 000～2 200 pcu/h。

3 现状交叉口问题诊断

交叉口现存在的问题主要体现在以下三方面。

(1)通川北路入环交通流与通川中路出环交通流交织距离过短，形成侧向交叉，该冲突点的需求量大，是本交叉口最严重的冲突点。加之两股交通流为小角度交叉，故时常发生擦刮事故，交通格外脆弱。

(2)通川北路南侧车辆掉头转弯半径不足3m，大型车辆掉头困难，影响通川北路自南向北车辆行驶。

(3)环型交通组织与来凤街至文华街左转信号交通组织形成连续接间断流的交通组织搭配，不符合交通组织原理。

4 措施设计

本次设计采用平面交叉口改造方式，重点改善交叉口节点的通行能力，以交通渠化设计为主要手段，配合信号控制方式，合理设置各类交通标志标线，规范各类机动车流行驶秩序，提升行人过街效率。具体改造如图1。

图1 新世纪广场交叉口措施——改造措施图

(1)保持柴市街和文化街的单向交通组织方式，在柴市街左转至来凤街逆向行驶路段增加栏杆实现物理隔离;保持二马路和凤翔路的右进右出交通组织方式，将前往人民公园的道路由双向交通组织方式改为单向交通组织，只允许右转，单行方向为由东向西，前往人民公园的交通流可通过人民公园周边张家湾路，二马路进行绕行。

(2)将原交叉口环岛进行拆分，使交叉口由环形交通组织部分改变成为渠化交通组织，其中将交叉口的两个主要流向即通州北路——通州中路和通州中路——来凤路形成十字交叉，并加信号灯控制从时间上分割两股交通流。

(3)将原交叉口信号进行联动控制，建立共用相位，以信号灯控制，从时间上分隔交通冲突。

5 措施效果评价

现状的环形交通组织措施在通川北路入环和通川中路出环位置冲突明显，交通拥堵严重。究其原因，主要在于通川中路前往来凤路和通川北路前往通川中路的两股交通流流量大且交织段短，形成了频繁的小角度穿插，因此该位置冲突明显，采取改善措施后，该交叉口在一定程度上解决这个问题，有效地实现了交叉口冲突点的时空分离。本文采用定向和定量相结合的方式对两种改造措施进行比选以及对改造前后的效果进行对比，对措施的冲突点，交织段等从定向角度进行分析，利用Vissim仿真软件仿真对措施进行定量分析。

本改善方案通过渠化手段把这两股交通流变成了十字相交，同时通过信号灯控制从时间上消除了冲突，一方面避免了复杂的工程措施和道路周边建筑物拆迁，一方面有效地挖掘了道路通行能力潜能，对交叉口交通改善大有裨益。由于现状采取环形交通组织方式，来凤街至文化街左转为信号控制交通组织方式，为连续流接入间断流。而通过优化信号配时和联动信号的设置，采用线控的方式来组织两个交叉口的交通流，情况明显好转。同时，本方案实现了通川中路掉头车辆的提前掉头，从而减少对前往来凤街车辆的干扰。扩大了通川北路南侧掉头车辆的转弯半径，减少掉头车辆对交叉口的影响。

定量评价采用Vissim仿真的方式，通过仿真获得交通系统的参数，根据参数的前后对比对措施进行评价。为了使得仿真结果更具一般性和说服力，采Vissim的用多运行仿真模式，设置初始随机种子为1，随机种子增量为1，运行次数为10次。

Vissim中的评价系统通过获取交通系统中的各项参数来对交通系统进行评价，评价类型多种多样，本文采用对交叉口进行节点评价的方式来分析现状和改善方案的交通运行情况。节点评价是对路网中的用户定义区域进行自动数据采集。使用评价段定义的节点边界自动采集节点评价数据。节点评价是为了收集交叉口特定数据而设计的，无需手动设置交叉口各个部分的数据采集器。本文对交叉口采用节点评价采取的参数有评价排队长度、延误和服务水平(LOS)。

根据仿真结果，该交叉口现状及改善方案的节点评价结果如表2所示。仿真结果表明，改善方案能够有效提高交叉口的通行效率，减少行车延误。

表2 仿真结果

［1］罗霞，刘澜.交通管理与控制［M］.北京:人民交通出版社，2008:185.

［2］Erik Lawrence Seiberlich.A Formulation to Evaluate Capacity and Delay of Multilane Roundabouts in the United States for Implementation into A Travel Forecasting Model［D］.The University of Wisconsin－Milwaukee in Engineering，2001.

［3］Hagring，Ola Vehicl－vehicl intersections at roundabouts and their implications for The entry capacity［D］.Bulletin 159.Department of Traffic Planning and Engineering，Lund，1998.

A dissertaion on the methods improving the capacity of roundabout case study

YOU Li1，HAN Peng2
(1.China Railway ERYUAN Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu，Sichuan 610031，China 2 Southwest Transportation University，Chengdu，Sichuan 610031，China)

Roundabout is a significant part of the city road system，playing an important role in urban areas.However，with the city’s rapid development，roundabouts are gradually not able to satisfy the demand of urban traffic，exposing many shortcomings.This paper mainly focuses on the roundabout with no signal control and signal control respectively and summarizes several methods of the roundabout reconstruction.Finally，based on the study of New Century Square roundabout intersection in county of Tongchuan，Dazhou city，reconstruction methods for multi－direction intersection are analyzed in detail.

roundabout;capacity;simulation

U416.1

C

1008－3383(2017)04－0006－03

2016－07－22

尤理(1986－)，男，山西人，工程师，研究方向:交通工程。