中小型城市道路交通微循环应用研究

刘星文、张正、王金

（江西交通职业技术学院，江西 南昌 330013）

0 引言

城市道路微循环应用是指通过改造支路、胡同、街道等低等级道路以提高与之衔接的高等级道路间的连贯性，促使区域内的交通流有序地由低一级道路汇集到高一级道路，再通过高一级道路疏散到低一级道路，形成畅通的交通微循环[1]。近年来，交通微循环作为缓解城市交通拥堵的手段受到国内外众多研究者关注，一些大型城市已在城市交通网络中尝试搭建交通微循环系统并取得了不俗的成效[2]。

我国中小型城市道路拥堵情况日趋严峻。通过对几座中小型城市的调研总结以下原因：其一，交通供给与需求不平衡；其二，节假日期间潮汐式的外地车辆的大量驶入；其三，老城区的交通吸引点过于密集；其四，电动自行车的大量通行导致干道“机非混行”，加剧拥堵[3]。而中小型城市在道路建设方面由于资金政策限制无法效仿大城市发展城市轨道交通与立交，在相当长一段时期中小型城市道路通行能力无法满足交通需求。因此，中小型城市的道路交通微循环应用研究十分必要[4]。

在以往对中小型城市交通微循环研究中，研究重点对中小型城市的拥堵点周边支路资源进行调整梳理，实现多模式下的交通微循环系统[5]。或分析城区道路网现状及路网剩余交通承载力，通过对路网交通组织重新设计验证了“交通微循环”的可行性，进而提出路网设计优化措施[6]。

以往研究的不足之处在于其微循环建设方案依然是模仿大城市对支路的开发模式，疏解对象为机动车，未匹配中小型城市的交通拥堵特征——电动自行车的大量通行，且依然没有解决微循环道路在应用时的固有缺陷[7]。一旦机动车在微循环道路上拥堵会比在干道拥堵后果更为严重、更难以实施救援，而机动车的进入会对支路周边社区生态造成大的干扰。

创新性地将中小型城市交通微循环通道的疏导对象确定为电动自行车，研究了基于电动自行车的交通微循环通道识别与交通组织设计方法，克服了以往研究的以上两点不足。

1 交通微循环通道识别方法

辨别哪些支路适合被改造为微循环通道是应用研究基础的一步。一些干路交通供给已满足需求，若将附近的支路强行改为微循环通道则浪费投资；而一些干路附近的支路宽度达不到通行需求或绕行距离过远亦不适合改造。

建立交通微循环通道识别模型就是以科学定量的方法，在中小型城市的路网中筛选出适合改造成为疏导电动自行车的微循环通道的支路。识别步骤如下：

其一，筛选“机非混行”严重的干道。机非隔离设施不完善与路内停车比例过高会导致严重的“机非混行”现象。从现场调研数据可知当电动自行车流量达到25% 时，机动车速度出现拐点，将迅速降低。故定义机非隔离设施不完善的主次干道，电动自行车流量达到25%时，视为“机非混行”严重，作为微循环通道优化对象。

其二，判断干道附近是否存在能疏解电动自行车的支路。能疏解电动自行车的支路与干道组合形式一般有两种类型。类型1，如图1 所示，可疏解单侧道路同方向的电动自行车；类型2，如图2 所示，可疏解交叉口的右转电动自行车，一般不疏散左转与直行的电动自行车。若考虑疏散左转与直行的电动自行车，则干道B 的支路出口处会出现电动自行车的逆行或无斑马线处横穿马路现象。

图1 支路疏解类型1

图2 支路疏解类型2

在中小型城市路网中，设A 为其中一条干道，定义A={a1,…ai,…aj,…}，其中ai为道路A 上与任意其他路的交点；设B 为其中一条干道，定义B={b1,…bi,…bj,…}，其中bi为道路A上与任意其他路的交点；α为其中一条支路，定义α={α1,…αm,…αn,…}，其中αm为支路α上与任意其他路的交点。

当满足ai=αm且aj=αn时，则主次干道A 附近存在能疏解电动自行车的支路α，且疏解形式为类型1。当满足aj=bj时(A与B构成交叉口),ai=αm且bi=αn，则干道A 附近存在能疏解电动自行车的支路α，且疏解形式为类型2。

其三，判断支路α 的宽度、长度是否满足一定标准。设支路宽度为dα，根据国家非机动车行驶安全条例，以满足非机动车通行需要的支路宽度最小处不得小于2m。同时避免过度浪费支路运行能力，机动车双向两车道的设计宽度为7m，所以支路宽度应不大于7m。因此支路α 的宽度需满足2 ≤dα≤7。

注意到电动自行车驾驶员在支路绕路距离超出预期时，不会选择该支路作为微循环通道。

设支路自交点αm到αn长度为Lα，干道A自交点ai到aj长度为LA，干道B自交点bj到bi长度为LB。当疏解类型为1时，应满足Lα≤LA(1+η)；当疏解类型为2时，应满足Lα≤(LA+LB)(1+η)，η为驾驶员可承受的最远绕路距离比率。

2 微循环通道交通组织设计

为了更好地服务非机动车的通行，必须对识别为微循环通道的支路进一步的交通组织设计。

2.1 停车设计

根据历年及目前停放电动自行车资料调查，总结研究区域内停车系统特征，适当增减电动自行车停车设施，平衡系统供需[8]。

对微循环通道进行细致的面积规划，如有充足空地可建设电动自行车停车场，并配套电动自行车充电桩，在细节处打造电动自行车友好型城市。而在通道内设立停车场也是吸引电动自行车进入微循环通道的措施。

2.2 出行诱导

由于交通微循环通道作为电动自行车驾驶员的绕行路线，直觉上有悖驾驶习惯，因此做好出行诱导工作，是电动自行车驾驶员愿意驶入微循环通道，通道能够发挥疏导作用的重要保障。

首先，应为微循环通道设置专门的信息诱导标志。为便于驾驶员提前决策，在交通微循环出入口前方50m 处设置微循环诱导牌，牌上需要注明微循环道路的详细名称、行驶方向、可通行的车型（电动自行车）等信息。同时，在微循环支路网里也应设立相应的导行标志，引导驾驶员按照标志行车。

其次，要做好支路的道路改造工作。应根据实际支路路面情况，调整交通微循环路面设施带，完善路面标志标线，还可在交通微循环的出入口处浇筑水泥墩，防止机动车进入，保障电动自行车路权[9]。

最后，为提高微循环通道的利用率，防止微循环通道出现拥堵，可与线上地图APP 合作，将交通微循环通道纳入电动自行车出行的推荐路线，并实时更新该交通微循环的实时交通量与停车情况，描绘出通道的交通路况，为电动自行车提供智能的出行服务。

3 应用实例

余干县县城位于江西省上饶市，近年来交通拥堵情况严重。特别是在老城区、学校、医院、菜市场集中分布，交通吸引点众多，而交通供给不足，道路断面多为一块板，机非隔离设施不完善，非机动车道又多划有机动车停车位，导致“机非混行”现象严重，这是造成老城区交通拥堵的主要因素。

基于电动自行车的道路交通微循环应用步骤如下：

3.1 筛选与识别

通过现场调研与历史数据，建立余干县城路网与节点的集合。筛选余干县城道路拥堵情况严重的32条干道。通过横断面车辆组成对比，机动车道内电动车占比超过25%或一块板电动车占比超过50%，筛选出5 条干道，定位为机非混行严重路段。按照微循环通道识别步骤对这5 条干道进行附近支路的连通性与路况筛查，识别出12 条满足条件的支路。选取紫阳路与世纪大道T 形交叉口附近的一条支路作为微循环通道应用的实例。

3.2 现状分析

选取紫阳路与世纪大道交叉口作为实例应用研究对象。世纪大道宽30m，三块板；紫阳路宽45m，两块板。两条干道构成在此处构成T 形交叉口，余干县汽车站位于该交叉口的西南角。目前两条路都规划了非机动车道，但由于汽车站出入口均位于紫阳路南段的西侧以及路内停车位的设置，两条干道的“机非混行”现象严重。且该交叉口未配备信号灯，交叉口交通组织混乱，电动自行车与机动车的碰撞事故频发。经过现场统计计算，该交叉口平均车辆延误达到了52.9s。因此，燃眉之急是解决该交叉口的交通拥堵及交通安全问题。

支路入口位于紫阳路东侧，出口直接T 形交叉口东端，整体半绕余干湖景小区，路外建筑多为市民自建房，未纳入交通规划。支路长289m，最窄处2.8m（满足电动自行车两车道要求），水泥混凝土路面，破损较为严重，总体为平坡。该支路日常只有少量居民与非机动车通行，支路通行能力浪费严重。

3.3 交通微循环应用设计

3.3.1 能力分析

根据收集的现场数据计算确定该交通微循环通道的电动自行车最大通行能力为2463 辆/h。而紫阳路高峰小时电动自行车车流量为1109 辆/h，满足疏解要求。

3.3.2 交通组织设计

不同于图3 展示的疏解方式，该支路的出口直接连接T 形交叉口，故该交通微循环通道不仅能够疏解紫阳路南段直行的电动自行车，也可以疏解交叉口左转电动自行车。从交叉口的角度出发，对交叉口通行效率影响最大的左转车流转化为了从东至西的直行车流，对交叉口通行效率有所影响的从南至北直行车流转化为右转车流，如图3 所示。

另外，支路宽度满足电动自行车两车道要求，不设置为单向交通，可担当紫阳路逆行电动自行车的疏解任务。

3.3.3 仿真模型验证疏解效果

仿真平台选取Vissim9.0，依托现场交通运行数据与道路真实几何参数仿真了交叉口现状与设置微循环通道后的交叉口状态。为尽可能反应实际情况，将愿意进入微循环通道的电动自行车比例设为总数的85%。由于现状交叉口未设置信号灯，仿真过程中根据韦伯斯特信号配时原理设计三相位信号灯配时，南北直行为21s，南左转为20s，西左转为15s。进入微循环通道直行通过交叉口的电动自行车根据南左转的信号通行。

仿真后的结果显示，现状平均延误时间为62s，疏解后平均延误时间为15.77s，优化了75.566%。现状平均排队长度为32.71m，疏解后平均排队长度为5.51m，优化了83.153%。

目前，该基于电动自行车的交通微循环方案得到了余干交警大队的认可，对于该支路的进一步改造与交通诱导设施建设细节已上报余干县委讨论。

4 结语

研究结果显示，基于疏解电动自行车的交通微循环通道能够有效缓解中小型城市的“机非混行”现状，可有效分担干道交通压力，是解决中小型城市区域性交通拥堵问题的重要创新举措。

交通微循环通道的应用高效利用了中小型城市中的支路和街巷，在避免大规模改造建设路网的基础上以一个较低的成本深入挖掘路网通行潜力，改善交通状况。