南宁东进口道路瓶颈区域节假日交通分析

龚小丽

摘要：南宁市东进口道路民族大道延长线交通瓶颈区域为三岸枢纽互通及民族仙葫交叉口组成的三岸瓶颈区域。文章为更好应对节假日交通需求，设定现状周末、年平均日交通量、年度高峰小时交通量、通行能力等工况，通过VISSIM仿真分析，分析瓶颈区域拥堵敏感点，提出交通管制和应对建议，为段间距互通与平交口的规划设计及分析提供借鉴。

关键词：城市进出口道路;节假日;瓶颈交通;交通管理;VISSIM

中国分类号：U491.2+6文献标识码：A

0 引言

南宁市东进出口最主要的道路为民族大道延长线[柳南高速公路改快速路工程（三岸收费站—那容互通立交）]，也是柳南高速公路六景段连接民族大道的延伸路段。民族大道延长线及柳南高速公路六景段在“四改八”前曾被交通运输部列为全国十大拥堵路段之一，平时常堵，逢节必堵，改造后除大型节假日外，已很少出现大范围拥堵现象。民族仙葫路口东联民族大道延长线、西进民族大道，是南宁东收费站至民族大道下一个平交口民族金浦路口约19 km（民族大道延长线14 km快速路，民族大道4.8 km主干路）八车道道路上唯一平交口。民族仙葫信号交叉口通行能力提高及影响因素分析成为这19 km道路交通畅通的关键，其区域范围如图1所示。

民族仙葫路口短距离内存在三岸互通、仙葫青林路口两个交叉口，对民族仙葫路口影响较大。三岸互通交叉点东距民族仙葫路口1 399 m，加速车道渐变段终点距离民族仙葫路口渐变段起点364 m;仙葫青林路口南距民族仙葫路口209 m，为短间距交叉口，两个交叉口间路段已将各渠化道贯通，组成了民族仙葫交叉口群。对于民族仙葫路口与三岸互通是否属于复合交叉问题，根据《城市道路交叉口规划规范（GB 500647—2011）》，交叉口规划范围为渐变段往外延伸10～20 m[1]，从设计角度来看，三岸互通与民族仙葫交叉口群属于两个独立单元;根据《公路路线设计规范（JTG D20—2017）》，相邻独立互通加减速车道渐变段终点、起点间距应≥1 km，复合式互通立交交织长度应≥600 m[2]。从这个角度看，三岸互通与民族仙葫路口应当成整体看待。从实际交通状况看，平时或非节日高峰时期，两个区域的交通相互干扰现象较少，但在节日高峰时期，平交口排队已延伸至互通内，两个交叉的交通拥堵不能割裂分析。因此在仙葫交叉口通行能力除信号配时优化措施外，三岸互通的通行能力及两个交叉间交织路段通行能力成为民族仙葫路口进城方向重要控制因素。国内对于立交与平交间距研究多集中于快速路出口至信号交叉口合理间距研究[3-4]，对于节假日高峰期交通分析多集中于交通量分析及预测方法研究[5-6]，短间距立交与平交相互影响分析较少。

为探明三岸瓶颈区域交通指标随交通需求变化情况，本文根据2019年高速公路进出城年平均日交通量、全年最高峰日交通量，设定各种不同交通量代表不同工况，并通过微观交通仿真VISSIM进行验证分析。

1 三岸瓶颈现状

1.1 区域设施情况

民族仙葫路口为信号控制的平面十字交叉口，对应主路西向为民族大道，路段为三幅路城市主干路，设计速度为60 km/h，主路为双向八车道;东向为民族大道延长线，为双向八车道的城市快速路，三岸段设计速度为80 km/h;北向路段为枫林路，次干路，设计速度为40 km/h，双向四车道单幅路;南向为仙葫大道，三幅路城市主干路，设计速度为60 km/h，主路双向六车道。民族青林路口为信号控制十字交叉，西向青林路为单幅双向四车道次干路，设计速度为40 km/h;南向平田路为两车道支路，设计速度为20 km/h。民族仙葫路口、民族青林路口渠化现状如图2、图3所示。

三岸互通为苜蓿叶枢纽互通式立交，连接民族大道延长线及那安快速路，均为双向八车道的城市快速路，互通段主线设计速度为80 km/h。三岸互通两条交叉主路均设置了集散车道，集散车道为二车道，环圈匝道为二车道，右转匝道为单车道。

1.2 交通调查

1.2.1 常规周末交通需求

为反映节假日正常状态，本文选取了2020-01-04（星期日）16：00-17：00进行交通调查。三处交叉调查交通量如表1所示。

在车型比例构成中，两个交叉口的小客车：大型客车=95.3：4.7，无大型货车或拖挂车;两条快速路小客车：大客车：大货车：拖挂车=88：1：8：3。

1.2.2 民族大道延长线节假日交通需求

民族大道延长线终点即南宁东收费站。根据南宁东收费站交通量观测数据，节假日交通拥堵高峰一般出现在小长假最后一、两天16：00前后。2019年南宁东收费站进出口年平均日交通量及高峰流量情况如表2所示。

按高峰小时系数K=0.96可将日交通量转换为高峰小时交通量，如表3所示。

2 微观交通仿真分析

2.1 建模及校正

为便于对各种现状、假定交通需求下三岸瓶颈运行情况进行分析，本文建立了微观交通仿真VISSIM模型，如图4所示。

2.2 试验设计

根据调查的星期日的交通量，两个平交口各进口道排队长度最长约60 m，總体上交叉口服务水平在二级及以上，三岸互通交通顺畅。正常周末时，区域内通行能力还有富余，三岸瓶颈区域未出现连片拥堵现象。而当节假日高峰来临时，三岸区域各交叉（口）拥堵已经连成片。为了更加细致地观察正常周末与节假日高峰日快速路通行能力的交通变化情况，本文以最不利的进城方向南宁东收费站出口交通量作为三岸瓶颈区域的交通主要来源，设计了7种工况，试验设计主要围绕输入条件展开。试验设计进行了以下假设：

（1）考虑到民族大道延长线上仅有五合喇叭互通、蓉茉大道菱形互通及三岸枢纽3个互通，五合及蓉茉大道互通分流有限，本文假定南宁东收费站出口交通全部通往三岸互通。

（2）由于快速路封闭特性，进口方向影响通行效率的瓶颈在于民族仙葫路口东进口道及上游路段及互通主路、辅路，因此在工况设计时，仅调整民族大道东延长线进城交通量及那安快速路的双向交通，其他路段进口交通量均假定维持现状周末的交通量不变。

（3）对于那安快速路，其南北向主要交通来源亦为进出城交通（南宁南、安吉东收费站），该路各类工况进口交通量与民族大道延长线的进城交通量保持同比例增长。

（4）三岸立交转向交通比例假定与现状比例一致。

（5）由于假定（2），且民族仙葫路口左转交通大多在仙葫青林路口右转，因此假定仙葫青林路口的信号配时各工况下不再调整。

现状及各工况下的民族仙葫路口，均按交叉口通行能力最优的方式重新配时。

各工况下三岸互通入口交通量如表5所示，三岸互通西进口由上游民族仙葫交叉口出口交通决定，根据假定（2），维持不变。

各工况民族仙葫路口信号配时如表6所示。

2.3 评价指标选择

考虑到三岸瓶颈区域内涉及段间距平交口群、互通汇流区、分流区、集散车道交织区、互通与平交口段间交织区等易引发拥堵、引起延误的设施，本文选取断面交通量、行程时间、排队长度、平均延误等指标作为仿真运行及结果分析指标。选择对象包括：三岸互通与民族仙葫路口间交织区，互通进城端的主路、集散车道终点汇流端、集散车道交织段、集散车道起点分流端，以及由民族仙葫路口和仙葫青林路口组成的平交口群。

2.4 仿真运行结果分析

现状周末及每个工况仿真时，选择不同的随机种子，仿真运行5次后，得到仿真的各个评价指标。各工况下各评价区域仿真交通量如表7所示，仿真交通量与设计输入交通量对比如图5所示。

通过图5可以明显看出，从工况1开始，仿真交通量与各工况设计交通量差距拉大，输入交通量“损失”比例从工况1的27%至工况7的64%，这主要由交通延误、上游交通拥堵、区域内车辆变道导致后方排队等候等原因所致，这也说明高峰交通需求并不能按时全部通过三岸枢纽抵达民族仙葫路口。同时三岸区域瓶颈拥堵，导致通行效率降低，拥堵往上游蔓延，进一步阻挡了上游车辆前进。由于工况7南宁东进城交通量已达8 000 veh/h，已超过单向4车道快速路的实际通行能力，因此可以推算，受三岸瓶颈限制，三岸互通能承受的进城交通极限约为2 800 veh/h，与设计工况2进城需求相当。

仿真运行结果显示，民族仙葫路口东进口交叉口延误均在其他进口道延误4倍以上，民族仙葫路口及仙葫青林路口的交叉口服务水平即便通过信号优化重新配时，仍能维持三级左右。进城方向上各易堵区域各设施平均行程速度、民族仙葫东进口道排队长度分别如图6、图7所示。

从行程速度可以看出，工况4是各工况的转折点，主路和两交叉间交织段成为影响最大区域，工况4之前总体服务水平未明显下降，之后行程时间开始明显增加。民族仙葫路口东进口方向排队长度，直行道从工况3开始较快增加，左转道排队长度较短是因为未计入相邻车道的排队，实际应与直行道相当。通过行程速度及仿真动画发现，互通主路与集散车道横向交通分布很不均匀，集散车道各设施点各种工况下行程速度变化较小，说明进入集散车道的交通量距离通行能力仍有较大富余。

综上，通过仿真结果可以看出，南宁东进城交通超过工况2（3 000 veh/h）后，通过三岸瓶颈区域的交通量有一半将出现较大延误。当南宁东进城交通需求超过工况4（5 000 veh/h）后，将导致进城方向互通主路及两交叉间交织路段出现排队，并向上游蔓延，区域交通运行指标开始急剧变差，集散车道通行能力仍有较大富余。

3 结语

文章通过各种工况设计及交通仿真试验表明：节假日高峰交通需求下三岸瓶颈区域内各交叉（口）之间的交通相互干扰较严重，若要维持三岸瓶颈区域交通正常运行，民族大道延长线上游应及时采取分流及管制措施。据此提出如下建议：（1）完善三岸互通以东蓉茉大道菱形互通连接道路网建设，以提前分流;（2）那安快速路通行能力仍有较大富余，建议尽快完善凤岭北路、云景路、凤岭南路等前往市中心的通道建设;（3）建议研究考虑利用三岸互通北侧集散车道分流进城交通中右转通往枫林路方向的交通，以减少主路交通压力;（4）对于段间距的互通与平交口，应增加复合交叉设计的考虑，通过增加辅助车道、加长交叉间距等方式改善交织影响。

参考文献：

[1]GB 500647-2011，城市道路交叉口规划规范[S].

[2]JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].

[3]刘忻梅，许有俊.快速路出口至前方灯控路口合理距离研究[J].交通信息与安全，2010，28（4）：67-70.

[4]许有俊，李冬奎，张志清，等.城市快速路入口至前方灯控平交路口合理距离的仿真研究[J].交通与计算机，2008，26（145）：87-91.

[5]徐蒙蒙，严 凌.基于灰色马尔科夫的节假日高速公路实施免费通行交通量预测[J].物流科技，2017（6）：101-105.

[6]王 征.多维空间BP神经网络的节假日高速公路网節点拥堵预测分析[J].公路，2016（4）：162-168.

[7]张清华.VISSIM微观交通仿真模型校正研究[D].北京：北京交通大学，2012.