天津市世纪钟广场与菏泽市三角花园规划方案对比研究

申冰玉，李锦辉，吴家宁，纪亚宏

(1.中国民航大学交通科学与工程学院，天津 300300；2.中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300)

1 引 言

环形交叉口是平面交叉口的一种形式，在无信号灯管控的情况下，遵循“环流先行，入环等待”的原则，车辆全部绕中心岛逆时针单向行驶。环形交叉口的优势在于其交通流由车辆自行调控，单向行驶的方法有效地减少了冲突点，可缓解交通拥堵问题，提升交通效率。同时，景观式的中心岛不仅给出行者带来良好的视觉体验，还可以提高城市绿化率。

根据环形交叉口的特性可将其划分为入口区、环流区、交织区和出口区[1]。交织区内车辆运行行为最为复杂，环流区为车流自由运行，入口区与出口区会与人行横道上的行人产生冲突。环形交叉口造成拥堵的原因主要是交织段过短[2]。中心岛半径越大，交织段越长，车辆从内车道驶出环形交叉口或从外车道驶入内车道时会发生交织行为，交织行为的概率越高，交通运行效率。同时，驾驶员的驾驶行为也会影响环形交叉口的运行效率。环形交叉口内遵循“环岛路口，内侧先行”的原则，当交通繁忙且车道较宽时，驾驶员容易变换车道，此时交通流会出现紊乱。此外，机动车与行人穿越人行道之间的冲突以及非机动车与机动车之间的冲突，在交通量大的情况下都加剧了交通拥堵。

目前，国内外学者对环形交叉口的优化和改造进行了大量研究。研究了涡轮回旋道的设计方法，这种环形道路能提高环形交叉口的通行能力，增加安全性。Marie-Ange Lèbre[3]等人在智能交通系统的基础上提出了一个分布式的V2V(vehicle-to-vehicle，车车通讯)不确定性模型，消除了车辆轨迹潜在重叠的现象。国内吉林大学韩萍[4]研究了环形交叉口交通流运行特性。张燚[5]等通过对国外涡轮式环形交叉口的研究提出了十字涡轮式环形交叉口的设计方案。宁志猛[6]等提出将环形交叉口内的圆形车道改为螺旋线车道，并在交叉口内设置交通信号灯的方案，仿真表明该方法可以有效缓解交叉口内拥堵。张强[7]根据交通流分配的原理，研究了整体路网架构，提出将环形交叉口及其周围的交通流分配到路网上的设计方案。

2 交通现状

通过调查山东省菏泽市三角花园环形交叉口与天津市河北区世纪钟广场环形交叉口的交通数据，对比分析中小型环形交叉口与大型环形交叉口的设计差异，对中小型环形交叉口未来的改造提出规划建议。山东省菏泽市三角花园与天津市河北区世纪钟广场的卫星遥感图如图1、图2所示。

图1 菏泽市三角花园卫星遥感图

图2 天津市世纪钟广场卫星遥感图

菏泽三角花园是由青年北路、双河路、丹阳路、青年南路以及东方红大街交汇而成的五路交叉口，位于菏泽市中心区附近。东方红大街与青年南路交叉处设有起始的公交停靠位3个，全天候停靠公交车。青年北路、双河路、丹阳路以及青年南路在交叉口旁都设有公交站点。交叉口处交通流主要由公交车和小汽车组成，还有部分行人和电动车。环形交叉口被设计成3条车道，最外侧车道标有地面标志，提示绕环以及出环行驶。中心岛半径为16.5 m，交织段长度为35～40 m、8～11 m，交织段宽度为17～20 m。由于菏泽市交通流量不大，一般此处不会造成交通拥堵，但周末及节假日会有拥挤时段出现。另外，公交车的停放以及行人与非机动车的任意穿行，会造成突发性短时通行不畅。三角花园进出口道数如表1所示。

表1 三角花园进出口车道数

天津世纪钟广场是由海河东路辅路、自由道、海河东路、解放桥、进步道、建国道交汇而成的四主路交叉口，位于河北区建国道一号，毗邻天津站火车站，环岛中心设有城市景观世纪钟。交通流主要由公交车、小汽车组成，也有少量行人和自行车，环形交叉口被设计成3条或5条车道，中心绿地半径为40 m，交织段长度为12～62 m，交织段宽度为12～21 m。由于此处为城市景点，行人可在其中穿梭，增加了交通拥堵的概率。在建国道、进步道与环形交叉口汇交处设有长为65 m的人行横道，人流量较大，出租车在此处停车上下乘客。此处未设信号控制设施，而是由专人负责在此处疏通交通流。世纪钟广场进出口车道数如表2所示。

表2 世纪钟广场进出口车道数

三角花园与世纪钟广场一个明显的不同在于世纪钟广场是城市景点，中间设置有巨大的立体景观，因此中心岛半径大，其连接着海河和火车站，客流量巨大，常驻人工疏导。三角花园中心岛半径小，曾设置喷泉景观，现已弃用，驾驶员视线不会被遮挡。此处连接着商业区与社区，交通量不大，节假日偶尔会出现拥堵。中心岛与环流外行人无联系，环流内并不受行人影响。

3 交通调查

环形交叉口交通流量调查采用人工计数法，调查了4月3日三角花园和4月5日世纪钟广场高峰时段的交通流量，如表3、表4所示。

表3 三角花园进口道交通流量

表4 世纪钟广场进口道交通流量

由于三角花园丹阳路段修筑路面，因此未能测得进口道流量，相应地其出口道流量也受到影响，但由于交通量不大，对统计结果影响有限，以出口道流量代替进口道流量。东方红大街电动车及行人流量大，路边设有摊位，且青年北路与东方红大街夹角停有11辆汽车，因此测量时段内出现拥挤，46辆车在东方红大街出口道处选择掉头，重新汇入环流。三角花园周边道路的公交站点均靠近环形交叉口，各道路公交线路数如表5所示。东方红大街曾设有公交站牌，但由于拥挤状况加剧，遂拆除。另外，双河路连接客运中心，交通流量中客车数量占比较大。

表5 三角花园周围各道路公交线路数

世纪钟广场车道数较多且较为复杂，多条道路为单行道，因此环形交叉口处用标识牌以及护杆进行指引。由于世纪钟广场紧邻火车站以及公交站，公交车和行人数量较多。解放桥处路口宽度较窄，且有行人来回通过，因此会有拥挤状况出现。从环形交叉口驶入建国道(出口道)路段，两条外侧车道设计成出租车停车接客道，因此也偶有拥挤状况出现。环形交叉口最外侧车道为非机动车道，与机动车道通过护栏隔开，机动车道数量根据行路线不同进行相应调整。

由调查所得交通量可以看出，世纪钟广场交通量大但并没有出现明显拥挤状况。世纪钟广场作为早期建设的大型城市环形交叉路口，很好地协调了周围的交通关系，发挥了缓解交通、提升交通安全性的作用，同时作为城市景点，展现了城市风貌。虽然世纪钟广场和三角花园的定位不同，但仍可以为三角花园的后续发展提供思路。二者虽对于行人过街都未设置交通信号灯，但世纪钟广场全天候驻有安全员引导行人过街。

4 优化方案

通过比较两个环形交叉口的交通量以及设计方案，从宏观和微观两方面[8]考虑三角花园的规划问题，对三角花园未来建设提出以下建议。

(1)结合三角花园近、远期规划，对道路进行加宽，增加机动车车道数，设置标志进行提醒与引导，设置相应停车位，治理扎堆停车现象。

(2)相应地调整路网车辆，做好车辆引流工作，减少东方红大街的车流量，向两侧道路分流。

(3)将公交站牌向远离环形交叉口方向迁移，减少行车压力。

(4)修整中心景观，对其进行合理美化，展现城市风采。

具体改造方案如下。

(1)由于周边商铺位置限制，增加南进口道(青年南路路口)、东北进口道(双河路路口)、北进口道(青年北路路口)的右转专用车道。

(2)适当增大环岛半径，增加一条环岛车道。增加西出口道(东方红大街出口道)、东南进口道(丹阳路进口道)、南进口道(青年南路进口道)车道各一条，既增大了车道容量，也不会对周围商铺产生影响。

(3)在远离环形交叉口的地方建设公共汽车站、地铁站等公共交通。

(4)适当引导车辆，减少驶入西出口道车辆数。

5 仿真分析

基于VISSIM交通仿真平台，根据调查所得交通量及三角花园环形交叉口相关参数建立仿真模型，对改造后的环形交叉口进行仿真分析，选用延误时间和平均排队长度作为参考指标进行对比，以3 600 s为仿真运行周期，结果如表6所示。

表6 改造前后延误时间指标评估

由表6可以得出平均延误时间明显降低，同时平均排队长度指标显著降低，验证了该改造方案的有效性。

6 结 论

通过调查天津市世纪钟广场和菏泽市三角花园两个环形交叉路口的交通流量，借鉴参考世纪钟广场的现状，对三角花园提出相应规划建议，并利用VISSIM交通仿真软件对改造方案进行评估，为其它小型环形交叉口的改造提供参考。

本文对三角花园的规划和改造未考虑行人和非机动车通行对交通流的干扰，在对比分析三角花园建设改造前后的评价指标只选取了平均延误时间和平均排队长度，后续可以考虑把通行能力等重要指标纳入，深入探讨可行方案，并分析改造后对周围区域交通通行能力的影响。