城市更新改造中复杂交叉口交通组织优化设计方法

刘荣贵，黄 涛，丁建友

（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051）

0 前 言

在中小城市化进程中，由于地形、商业建筑以及主要行政机构分布等因素的制约［1］，加上缺少规划的指导，多路交叉口会形成复杂交叉口、畸形交叉口等。此类交叉口已经严重制约城市交通的发展，是城市更新改造中重点整改的对象。

1 复杂交叉口问题分析

根据中小城市老城区复杂交叉口的现状，从交叉口道路问题及交通问题两方面进行分析，为交通组织优化思路及策略奠定基础。

1.1 交叉口道路特征分析

1.1.1 多路交叉

由于缺乏规划的指导，复杂交叉口一般由5条及以上不同等级道路组成，并且形成交叉之间道路的夹角往往偏小。造成交叉口形状不规则、面积过大、交通组织困难。

1.1.2 交叉口面积过大

一方面由多条道路形成的复杂交叉口面积过大［2］，导致车辆和行人通过交叉口极为不便，所需时间较长；另一方面，复杂交叉口通常进出口错位严重，交通组织相对比较困难，不合理的交通组织导致交叉口内机动车、行人、非机动车经常乱闯，相互冲突严重，大大降低了交叉口的通行效率，并且存在安全隐患，容易发生交通事故。

1.1.3 路权划分与道路等级不匹配

根据上述所分析的复杂交叉口的形成，在交叉口内，各条道路基本都拥有相同的路权，即交叉口内各条道路进口道拥有直接通往其余各个方向的路径，交通流线路径不受控制。导致交叉口内冲突严重，交通组织困难，比较容易发生交通事故。

1.2 交叉口交通问题分析

1.2.1 交通冲突严重

车辆运行不流畅。畸形交叉口由多条非垂直道路相交而成，进口和出口不对称，导致交叉口内机动车和非机动车运行不流畅，机动车与机动车、机动车与非机动车冲突点较多。

1.2.2 通行效率不高

由于在中小城市，该类交叉口交通组织方式相对简单，由于交叉口面积过大、冲突点多，在高峰时段，交叉口交通运行效率较低，经常发生交通拥堵。

1.2.3 行人过街困难

由于复杂交叉口形状不规则，交叉口面积过大，且行人过街横道线设置不合理甚至缺失，导致部分方向行人过街距离、绕行距离过长。在信号控制交叉口，对于行走速度相对缓慢的人群，过街比较困难，难以在绿灯时间内一次性通过；在非信号控制交叉口，行人与机动车冲突严重，行人过街存在较大安全隐患。

2 交通组织优化设计策略

2.1 明确相交道路路权

提供所有道路使用者公平的路权，尊重快、慢交通在每类型道路的共享权利使道路共享主体因道路功能不同而各有侧重。因此，形成交叉口的各条道路，路权应根据相交道路的等级、流量等进行差异化确定。首先要保障主干路主要交通流向的路权；其次，对非主要交通流向根据实际交通流量的情况，采用合并、分离、隔离等措施，保障交叉口交通运行的秩序［3］；最后，整合行人及非机动车交通组织［4］。

2.2 交通渠化精细化设计

精细化交通设计是指通过合理偏移道路中心线、适当缩窄机动车道和压缩绿化带等途径，进行交叉口交通渠化设计；首先，对于复杂交叉口，应合理缩小交叉口面积，交叉口空间缩小能够缩短交通出行者通过所用时间，交通信号周期也相应缩短，交通出行者更容易遵循交通规则，各行其道，空间利用效率增加，减小交通冲突；其次，在满足车辆转弯半径要求的前提下，尽可能采用小半径以降低行车速度，提高行人过街安全性，同时，小半径能缩短行人过街距离以及节省用地［5］。最后，通过施划导向线、设计交通渠化岛来规范机动车行车轨迹；通过合理设置行人二次过街安全岛，给行人提供过街驻足空间，保障行人过街安全［6］；采用彩色沥青路面铺设慢行，明确慢行通行路权。

2.3 优化信号控制

对交叉口状况进行详细交通调查，配合空间优化设计策略，进行信号周期优化设计、相位相序设计、绿信比优化设计、相位差优化设计等；并从时间角度制定交通流分离策略和流量调控措施，如：错峰上下班，分时流向控制、分时限行等。

2.4 协调时空一体化

将空间优化和时间优化措施进行深度融合，综合考虑，制定策略。空间层面，在现状交通的基础上，制定空间优化策略，设计交通流的控制和组织方式，结合时间优化策略，从空间角度制定交通流分离和调控措施，包括车道功能优化，道路潜在资源挖掘等。时间层面，根据交叉口渠化情况以及车流、人流流量流向情况合理配置信号控制方案，从时间上分离各向交通，减少机动车与机动车、非机动车、行人的冲突，提高交叉口的通行效率。

从交通管理方面，设置电子警察、交叉口视频监控等智能管理设施，对交叉口机动车闯红灯、压线、逆行、违停等交通违法行为进行抓拍，维护交叉口交通秩序，提高通行安全性。

3 运用成果分析

本案例位于湖南省湘西州花垣县，交叉口南侧分布着分布着花垣县委、县政府、县人大、县政协等主要行政机构，其他方向周边主要为居住小区（村寨）等。因此，该交叉口是花垣县老城区关键的交叉口之一。改造前，交叉口现状如图1所示。交叉口由四方井路（北）、进县政府道路（南）、四方井路（东南）、白岩山路（西）双向两车道支路（东北）交叉形成。改造前，交叉口为无信号控制，并且进县政府道路（南）两侧车道为双向通行，导致该交叉口为6路交叉。现状交叉口晚高峰交通量如表1所示。

图1 交叉口现状

表1 现状交叉口晚高峰交通流量

3.1 存在的问题

（1）交叉口面积过大。交叉口现状如图1所示，现状交叉口面积4460m2，导致且交通组织混乱，通过交叉口所需时间较长，降低了交叉口通行效率。

（2）行人过街设施不完善，行人过街困难。四方井路上南北向相邻行人过街横道线之间间隔90m，其余方向缺乏行人过街横道线，导致行人过街困难。

（3）交叉口交通冲突严重。由于交叉口面积过大，交叉口内存在不合理的交通渠化岛以及很大一块绿化带，侵占了交叉口内车辆通行空间，另外进县政府道路（南）两侧车道为双向通行，导致车辆在交叉口内部冲突严重。

3.2 优化设计

（1）根据现状地形条件，将西进口从既有绿化带边缘向南偏移8.6m西进口导向车道设计方案为一个左转车道＋一个直行车道＋一个直右车道。

（2）现状西进口路缘半径较小，仅为5m，不满足规范要求，通过现场踏勘，将路缘半径由5m调整成为10m，既满足了规范的最低要求，也尽可能地减少了对现状用地的征拆。

（3）将县政府门口道路双向行驶调整为单向行驶。

（4）对现有的部分绿化带及交通渠化岛进行拆除，以满足车道的设置、视距要求以及车辆行车轨迹要求。

（5）将交叉口改为信号控制交叉，并设置电子警察、交通监控设施等。

优化改造实施后效果如图2所示。

图2 交叉口优化改造实施后效果

3.3 仿真分析

本文应用VISSIM微观交通仿真软件，对本案交叉口优化设计前后进行对比分析，选取最大排队长度、平均延误、服务水平3个指标进行分析。根据仿真结果，优化设计以后，最大排队长度由93m减少到42m；平均延误由33.5s减少到15.1s；服务水平由C级提升到B级。

4 结 语

复杂交叉口是城市路网中存在的交通节点，也是交通组织、交通管理的痛点和难点［7-8］。复杂交叉口的改善是交通出行者和管理者关注的重要内容。本文详细分析了复杂交叉口存在的问题，从不同方面、多种角度，有针对性地提出了复杂交叉口交通改善方法。通过缩小交叉口面积，规范交叉口形式，提高通行能力；通过精细化交通设计，优化机动车、非机动车、行人通行路径，提高通行效率和舒适度；通过优化科技管控，规范交叉口通行秩序，提高通行安全；复杂交叉口的整治对于提高道路交通管理水平，改善道路交通运行环境，进而优化城市整体路网的通行能力都具有积极意义［9］。