旧城区复杂道路交叉口改造交通详细设计方法研究

丁 磊，田晓楠，于 淼

（天津市公安交通管理局，天津市 300051）

0 引言

交叉口作为城市道路相互交汇的节点，承载着大量转向、汇集、疏散的车流与人流，是整个城市道路交通系统的咽喉，其设计及组织管理的合理性直接影响着道路及整体路网的运行效率。相比于一般的规则交叉口，旧城区中由于规划设计不当以及用地条件受限等因素而形成的多路平面交叉口几何形状更为复杂，不同流向及交通方式之间的干扰更为严重，所表现出的交通问题也更为突出，往往成为城市路网中的“秩序乱点、交通堵点、事故黑点”[1]。因此，如何针对这些复杂道路交叉口进行合理的优化设计就成为了城市改造工作中的一项重点。

近年来，伴随着我国城市机动化水平的快速提高，城市道路中的交通问题日益凸显。一些国内学者针对复杂交叉口在渠化设计、信号控制、组织管理等多方面展开了专项研究[2-4]。本文结合天津市南京路-新华路交叉口的改造工程实例，对复杂交叉口治理的流程及措施进行了深入探索，给出了详细的设计方案，为同类型城市复杂交叉口的改造优化实践工作提供一定参考。

1 旧城区复杂交叉口特征分析

1.1 交通流及构成

与一般交叉口相比，旧城区复杂交叉口的相交道路大多包含了城市中较为重要的干道，周边聚集了休闲、医疗、教育等能带来高强度交通需求的资源，因此此类交叉口所承载的交通量较大。与此同时，随着相交道路数量的增多，此类交叉口内部的交通流向更为复杂，进出各条相交道路的机动车、非机动车与过街行人在此交汇，较普通交叉口产生了更多的交织与冲突点。以城市中较为常见的五路交叉口为例，其内部冲突点的数量为50个，是普通四路交叉口的3倍，不仅不利于交通组织，还产生了严重的安全隐患。

1.2 几何形状的演变

依据几何形状可将道路交叉口划分为规则交叉口与不规则交叉口两大类。旧城区中的复杂交叉口属于后者中的多路交叉口，即由5条或以上不同等级的道路交汇而成。个别相交道路交叉角度小，转弯困难，视距在部分区域受限制[5]。为简化此类交叉口的交通组织，减少交通冲突点的数量，一些复杂交叉口在中央设置了中心岛，被改造成了车流单向行驶的环形交叉口。

1.3 周边用地特征

旧城区复杂交叉口周边往往分布了大量商业、公建性质的用地，比如大连的中山广场交叉口及天津的日报大厦交叉口。此外，由于此类交叉口大多位于旧城区中心，周边还分布了大量高密度的居住用地，这些用地都是城市中十分重要的交通吸引源。正是其高峰时段所产生的大量到发性质交通出行导致了交叉口甚至整个区域的拥堵[6]。

2 复杂交叉口改造思路

不同的复杂交叉口由于周边用地性质、几何形状以及相交道路等因素的差异，具体的优化设计方法往往不尽相同，但其整体的工作思路及流程却是基本一致的。

2.1 交通调查

交通调查是制定科学合理的优化设计方案的基础，通过对旧城区复杂交叉口现状情况进行实地勘察，可掌握交叉口的基本参数与交通运行规律，进而为后续的问题分析提供依据。交叉口交通调查所需收集的信息和数据主要包括交叉口的区域位置、几何参数、交通设施以及高峰时段各流向交通量等数据。

2.2 问题分析

此阶段主要依据交通调查所收集到的数据对改造交叉口所存在的问题进行分析，明确其所产生的原因。

2.3 优化设计

本阶段主要基于交通工程理论，针对改造交叉口的特征及存在问题提出设计方案。在复杂交叉口改造中效果较好的措施主要包括支路分离、渠化设计、信号配时优化及单向交通组织等。其中，支路分离采用次要道路与邻近干道提前交汇的工程措施来减少主交叉口道路的数量，将多路交叉口改造为两个距离接近的组合交叉口。这种措施能从根本上改善此类交叉口的交通问题，但由于涉及道路线位调整，工程造价高，对周边影响大，需谨慎选择。渠化设计是城市道路交叉口改造过程中常用的一种措施，是指运用交通标志、标线以及安全岛等交通设施对各种交通流进行分流和导向的设计方法，旨在通过规范各流向运行的轨迹来减少相互之间的干扰。除了在空间上对交叉口路权分配进行优化外，还可通过信号控制将相互冲突的交通流在时间上进行分离，进而使其内部的各股交通流能高效、有序地通行。此外，复杂交叉口改造还可结合旧城区高密度路网及小尺度的道路形态对其中低等级支路进行单向交通组织，以简化多路交叉口复杂的交通流向，减少冲突点。

在实际的交叉口改造工作中，需要结合交叉口的特征有针对性地进行优化设计，尽可能做到“对症下药”：对于交通量接近甚至超过通行能力的过饱和交叉口，可通过区域路网对部分交通流进行引导和分流，有条件进行工程改造的交叉口可采用支路分离的工程措施；对于交通运行秩序差的交叉口可采用渠化设计及信号配时优化来减少冲突，提高通行效率；对于交通安全设施不完善的交叉口，可从完善相关交通安全设施的角度开展优化，包括增加安全岛、人行道、隔离护栏等。

2.4 方案比选

针对前一阶段提出的多个优化设计方案，基于交叉口的实际条件对其进行全面、细致地比较与分析，统筹考虑各方案对整体区域路网及改造交叉口产生的影响，明确各自的优缺点，选择最后方案。

2.5 后评价分析

在复杂交叉口改造方案实施后，宜稍过一段时间（一般在3个月后）对其交通拥堵的改善情况进行定量评价，调查的主要指标选取能解决交叉口运行效率的饱和度、延误、排队长度等[7]。

3 工程实例

3.1 交通概况

南京路-新华路交叉口地处天津市中心区域，不仅承载着较大的交通量，周边还分布了学校、商场及写字楼等交通产生与吸引点。该交叉口是一个典型的六路相交畸形交叉口，虽然近年来交管部门采取了包括单行、限制路口转向等一系列交通组织措施，并取得了一定的效果，但伴随着城市机动车保有量的不断增加以及土地开发强度的加大，该交叉口在拥堵及安全方面的问题日益凸显。

现状该交叉口各相交道路的情况如下：

南京路东段——城市主干路，红线宽60m，3幅路，双向10车道，进口道设有4条直行车道及1条右转车道；

南京路西段——城市主干路，红线宽60m，3幅路，双向10车道，进口道为4条直行车道；出口道为3条直行车道及3条左并车道；

成都道——城市次干路，红线宽22.5m，单幅路，交通组织为单向驶出，设有3条机动车道及1条非机动车道；

泰安道——城市次干路，红线宽22.5m，3幅路，双向2车道，进口道有1条直左车道；

新华路北段——城市主干路，红线宽30m，3幅路，交通组织为单向驶入，设有3条机动车道；

新华路南段——城市次干路，红线宽16m，单幅路，双向2车道，进口道设有1条右转车道，机非混行。

该交叉口改造前的渠化方案如图1所示。

图1 南京路-新华路交叉口改造前方案渠化图

交叉口现状采用无信号控制，通过交通调查可获得早晚高峰交叉口交通量的统计数据，其中现状最为拥堵的晚高峰小时交通量见表1。

表1 南京路-新华路交叉口高峰小时交通量观测表

3.2 现状问题分析

（1）现状交叉口采用无信号控制的方式，各方向交通流的转向均不受限制，交通组织无序，高峰时段内存在严重的交通拥堵问题；

（2）现状交叉口渠化不合理，对各股交通流的行驶路权界定不明晰，相互之间干扰严重；

（3）交叉口面积过大，行人过街距离较远，内部缺乏供其短暂逗留的安全区域，存在安全隐患；

（4）现状高峰时段进入交叉口的交通量达7337puc/h，主要分布在东西向的南京路及成都道上，但现状位于中部的交叉口环岛的设置导致了大量南京路直行车流与成都道内侧并入的左转车流间的交织，进一步降低了交叉口的通行能力，严重时会阻塞交叉口。

3.3 交叉口设计方案

3.3.1 渠化设计

将南京路东段及西段进口道的停止线分别前移至与成都道及泰安道相交的安全岛，同时遵循“以人为本”的规划设计理念，为减少新华路南段两侧慢行交通的绕行，在新华路右侧的南京路路段上增设一条人行横道线。在此基础上，去除现状交通岛，对成都道的交通流线进行重新组织，缩短其左转车辆在交叉口中的行驶距离，并将成都道现状最左侧的非机动车道调整为两侧。另将泰安路进口道停止线也前移至两侧安全岛，并在道路缘石转角处增设人行横道线及行人信号灯，新华路交通组织保持现状不变，主要针对交通流线进行了优化设计，并渠化了安全岛。此外方案在快慢速交通流存在混行且无绿化分隔带隔离的位置规划了护栏，并设置了非机动车禁行区以及行人二次过街安全岛，以保障交叉口的交通安全。具体渠化方案如图2所示。

图2 南京路-新华路交叉口改造方案设计图

3.3.2 信号配时设计

根据远期预测交通量，结合渠化设计方案，对交叉口的相位进行分配：

（1）泰安道右转南京路交通量大，由于其与南京路直行车流干扰小因此可将其纳入放行时间较长的南京路通行相位；

（2）为消除南京路与成都道车流的冲突，信号配时方案将两者的通行权进行完全的时间分离，单独设置成都道相位；

（3）增设专用的行人相位，以满足慢行交通的通行需求，保障其安全。

在此基础上运用公示确定信号周期、绿信比及显示绿灯时间等参数，具体的相位分配及配时方案如图3所示。

图3 南京路-新华路交叉口改造信号配时方案

3.4 后评价分析

依据上述方案对该畸形交叉口的优化，运用模拟仿真与实地调查相结合的方法，选取能客观反映交叉口运行效率的指标对改造工程的效果进行评价。具体比较结果见表2。

由表中的数据不难看出，经过本次改造优化，南京路-新华路交叉口的通行能力及服务水平得到了显著提升，困扰该交叉口多年的拥堵问题在一定程度上得到了解决。除此以外，经过改造，交叉口内平均车速由15.2km/h提升至21.5km/h，交通冲突点由之前的8处减少为现在的2处，不仅降低了整体的管控难度，还保证了各方向交通流安全有序通行。

表2 南京路-新华路交叉口改造工程指标对比表

4 结语

随着我国经济的持续发展以及城市化进程的加速，人口密度较大的旧城区道路网所承受的交通压力不断增大，其中由多条道路交汇形成的多路交叉口由于集合条件差、交通流复杂等特点凸显出越来越多的交通问题。针对这一现状，本文重点阐述了旧城区复杂交叉口的改造工作流程及改善措施，并利用这一思路对一旧城区复杂交叉口进行了改造，不仅提高了交叉口的整体通行能力和服务水平，减少了各进口道的延误及排队长度，还有效地改善了交叉口的运行秩序，降低了交叉口的管控难度，有效保障了交通的安全，对于缓解路网的交通压力，提升城市的品质具有重要的意义。

参考文献：

[1]翟忠民.道路交通组织优化[M].北京：人民交通出版社,2004.

[2]谭智斌,袁华.城市道路复合交叉口交通渠化设计方法研究[J].公路交通科技,2006,23(6):132-135.

[3]陈涛,谭泽飞,刘骁,等.基于F-B法的多路交叉口信号配时优化设计分析[J].科学技术与工程,2013,13(12):3520-3523.

[4]高明,徐健.大型复合型多路交叉口总体设计及交通组织[J].中国市政工程,2012(4):4-7.

[5]叶亮.城市多路交叉口的交通治理措施研究[J].城市道桥与防洪,2006(4):60-63.

[6]杨明,过秀成,於昊,等.老城区交通特征、问题解析与改善对策初探[J].现代城市研究,2012(4):82-86.

[7]李尚辉.城市道路畸形交叉口改造优化设计与评价研究[D].福州：福建农林大学,2015.