城市道路平面交叉口导流岛设置研究

摘要 城市道路为经济的稳定增长提供了快速、安全、可靠和便捷的交通服务，但也面临着越来越多的安全问题，尤其是在平交路口等交通事故高发的区域，对交叉口安全的研究迫在眉睫，文章通过评估道路信号灯路口的交通冲突，研究了导流岛交通组织技术的利弊，并提出改进建议。研究结果表明：经平面交叉口导流岛优化设计后，交叉口的饱和度降低了16.3%、车辆平均延误下降了23.6%、停车次数减少了26.7%、冲突点密度降低38.9%，行人在过街时也更具有安全保障，导流岛对交叉口的整体交通状况有了明显提高。

关键词 导流岛；信号交叉口；交通冲突；交通组织

中图分类号 U491 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）19-0034-04

0 引言

随着中国城市化水平的不断提高和经济的快速发展，人们对交通的需求也在迅速增加，目前交通状况经常造成交通拥堵，延长出行时间，造成交通延误，严重时甚至引发交通事故。尽管许多研究人员提供了各种交叉口安全评估方法，但不同评估方法均存在一定的制约因素[1]。城市道路平面交叉口导流岛是缓解交通拥堵的重要措施，不仅可以实现交通流量的有效管理，还可以避免交通安全事故的出现，但是由于城市交通流量的迅速加大，城市道路交叉口导流岛也逐渐出现了不同程度的交通拥堵状况。文章通过分析城市道路交叉口的安全评价，提出了相应交叉口导流岛设置措施，对于提高交叉口的运行效率，减少交叉口交通事故，提升城市道路的整体交通安全水平，具有重大而深远的现实意义。

1 平面交叉口使用状况

1.1 平面交叉口使用现状

交叉口几何条件调查是对道路基本信息的全面了解，为了设计交叉口空间，须收集每条道路的基本数据，包括红线宽度、车道宽度和分隔带宽度，城市建设单位往往是上述基础数据的来源。要确定道路目前的车道数，以及是否有指定的左转和右转车道，可调查车道功能分区和车道数。

1.2 平面交叉口交通拥挤与事故原因

1.2.1 平面交叉口交通拥挤原因分析

运力不足是道路交通拥堵的常见原因，交通容量不足的原因可分为永久性和短暂性影响两类。道路通行能力主要受转弯半径、车道宽度、车道数量和坡度影响，长期存在且难以改变。传统观点认为，交叉口的车道应尽可能宽，然而在对西安市十字路口的考察和研究中发现，宽车道存在一定的弊端，为了赶上快速车流，一些驾驶员可能会在宽车道路口鲁莽超车，从而增加与周围车道的冲突，并对路口的交通造成负面影响，从而影响道路的通行能力。

造成平面交叉口交通拥挤原因主要分为以下三点：首先，机动车与行人发生交通冲突，影响交通流畅；其次，城市交通组成中不同类型车辆的比例和行为方式对通行能力有直接影响，摩托车的随意穿行可能导致交叉口混乱，公交车与小型车辆混合行驶也会影响通行效率[2]；最后，根据对交叉口的现场调查，发现停车和占道经营导致了交叉口通行面积的挤压，成为交通拥堵的主要原因之一。

1.2.2 平面交叉口事故原因分析

为了保证道路交通功能的高效执行，道路交通系统必须在人、车、道路和环境之间进行有机协调，2022年西安市不同类型人群以及不同年龄段人群事故情况调查结果如图1所示。从图1（a）中可以看出自主经营者和工人发生事故的概率大致相同，其他类型的群众发生事故概率最高。从图1（b）中可以看出年龄段处于26～45岁之间的人群发生事故概率最高为73%，发生事故概率最小为1～12岁的儿童，仅为2%左右。

_{24RkTg8EPYpTwHm1fTMEAPKMsBkj9U377Vh67KKqDeE=}在不同地区，粗心大意、管理策略不得力、违反车道规定是造成行人事故的主要原因，在城市交通设计中，机动车往往比步行者得到更多的考虑。因此很多行人交通设施建设不够完善，违章现象时有发生，在进行交通规划设计时，尽可能完善步行系统，改善行人交通设施[3]。此外，须确保机动车辆符合安全技术要求，因为其在公共道路上使用时具有一定动能和破坏力，必须保证汽车在道路上行驶的安全性和可靠性。

而在我国的交通事故统计中，人、车、路这三个要素之间的内在联系常常被割裂，导致了对交通事故中道路及环境因素的低估。主次干道两侧土地开发密度高，购物中心、服务设施等集中，阻碍了机动车的纵向行驶，降低了车速，当汽车驶近支路时，由于行人过街设施的废弃，汽车经常会迅速加速，增加行人横穿纵向交通的不可预测性，降低了行人过街的速度，安全系数降低，增加事故的风险性[4]。

2 平面交叉口交通组织与导流岛渠化设计

2.1 平面交叉口交通流特征

在中国的交通设计中，机动车往往优先于行人，而行人则被忽视，因此行人在道路使用过程中相对处于劣势，考虑我国的步行交通量以及公平对待弱势群体的理念，应更多地考虑行人交通的需求和安全。现代城市中，很多道路设计却忽视了行人的需求，导致了行人在道路上移动时面临诸多困难和危险，特别是在繁忙的交叉口和主干道上。因此需要更加注重行人交通的设计和规划，确保道路不仅能够满足机动车辆的需求，也能够提供安全、便利的行人通行环境。通过设置行人过街设施，提高行人通行的便利性，以及优化行人通行空间，改善行人的交通环境，提高其交通安全和舒适性[5]。

2.2 平面交叉口交通组织

交通组织是将交通工程技术与交通组织理念相结合的一种综合性措施，其主要任务是对交通流量、流速和流向进行组织。在面对道路资源有限的情况下，交通组织通过合理的时间安排、车辆分类和流向分配，使道路能够以高效有序的方式发挥其功能。这种综合性的交通管理方法旨在优化道路使用效率，减少交通拥堵和延误，提升道路运输系统的整体性能，通过科学的交通组织，可以实现交通系统各个环节的协调与优化，为城市交通提供更加便捷、安全的服务。

2.3交叉口车速控制

在车辆行驶至平交口时，由于车速过快或路面摩擦力减小可能导致刹车距离增加，需要设定限速措施，针对市区主干路、次干路，通常需要信号灯控制，对整条道路设置一个统一的限速值。而由于城市道路支路的红线宽度相对较窄，两侧经常停放有机动车，行人活动频繁，因此支路的最高车速应不超过30 km/h，以确保行车安全。将每条行车道宽度减少到3 m时，车辆行驶速度很难超过80 km/h；而将行车道宽度减少到2.8 m时，车辆行驶速度很难超过60 km/h，因此可以采用减少车道宽度的方式来限制车辆速度，从而提高交通安全性。

2.4 平面交叉口渠化设计

2.4.1 渠化设计

渠化设计在平交口的规划中是一项重要的交通管理措施，通过利用交通标志、标线以及交通岛等设施，引导不同交通流顺利通行，以提高道路通行效率和安全性，渠化设计主要具有以下四个显著特点：

实用性：渠化设计能够有效减少交通流在平交口的路程，从而提高了平交口的通行能力和服务水平，通过合理设置交通指示标志和标线，可以使车辆流动更加有序、高效。

经济性：相比于建立立交桥等大规模交通设施，渠化设计的投资成本相对较低，工程周期也相对较短，而且渠化设计的效果显著，投资回报较高，几乎可以忽略与其他交通设施修建相比的成本差异。

安全性：通过分隔各个方向的交通流，渠化设计有效提高了行驶的安全性，车辆在通过平交口时，受到良好的引导和分流，降低了因交通拥堵而引发的交通事故风险。

美观性：交通岛等设计元素的加入使得渠化设计不仅具有实用功能，还能够美化环境。通过合理布置植被、景观雕塑等美学元素，不仅能提升周边环境的美观程度，还能缓解司机驾驶过程中的疲劳感。

2.4.2 渠化方法及其适应性

渠化设计方法是指通过设置交通岛、标线和标志、引导车道和扩大交叉口等综合措施来控制汽车和人流的流动。交通岛主要分为分流岛、隔离岛和安全岛，适用于交叉口面积较大、交通流复杂的情况，设置交通岛时应遵循“宁少勿多”的原则，一个交通岛应尽可能兼顾多种功能，以避免影响平交口通行和引发安全隐患，交通岛的面积宜尽量大，宽度适当，并可采用路缘石围栏或标线绘制等方式进行标示。隔离岛用于隔离同方向或直线行驶的交通，可做成运河状，引导车辆转弯；分流岛用于分隔来自不同方向的交通，防止交通纠纷；安全岛的目的是规范车辆行驶轨迹，保障行人横穿马路时的安全，提高交叉口的安全性和人流量。

3 工程案例

3.1 工程概况

以西安市长安区某道路交叉口为例，展示交叉口的时空优化配置方法，该交叉口呈“X”形，位于西安市中心组团的_{Xe9//BLsjDfXB0KLEIB+5Q==}交叉道路中，该段既是公交的主要通道，也是区内交通的主要通道。两个交叉口周边有许多建筑设施，吸引大量交通需求，导致交通拥堵严重，尤其是高峰时段，各进口道排队长、交通压力大。

3.2 导流岛设计优化方案

由于南北出入口车道较多，在符合相关规定的前提下，可通过中线偏移、缩小车道宽度等措施，将交叉口原有的三车道配置改为四车道，此外由于交叉口呈“X”形，由东向南左转和由南向东右转的半径相当狭窄，因此须设置分流设施。根据具体规划，右转车辆将不再需要通过交叉路口，该规划要求在南入口处设置分流岛和专用右转车道，东入口将利用中央分隔带设置两条左转车道，并通过设置左转引导线来引导左转车辆。为方便右转车辆，在东入口处通过指示渠化建设了一条右转专用车道，西入口由于道路狭窄，改造空间不大，但为引导左转车辆，改善交叉口交通，划设左转引导线，平面交叉路口导流岛设计优化方案示意图，如图2所示。

3.3 信号配时优化设计

通过平面交叉口导流岛设计优化，交叉口的行驶轨迹变得更加规范，有效减少了机动车、行人和非机动车之间的冲突，大大改善了交叉口的运行秩序，提高了交通容量和安全性，现状配时方案与优化后的配时方案数据的对比情况，如表1所示。

与典型的四相位配时相比，采用组合相位配时的绿灯率和交通信号周期更短，但汽车的平均等候时间也缩短了，主要是因为采用了混合相位配时方案，从而最大限度地提高了时间效率。

3.4 交叉口服务水平评价

优化前后的相关评价指标对比情况，如图3所示。由图可知，通过在东侧和南侧入口处设置安全岛，有效缩短了行人和非机动车在没有保护的情况下通过十字路口的距离，使十字路口变得更加安全，从而提升了交叉口的整体安全性水平。交叉路口饱和度、车辆平均延误以及平均停车次数分别降低了10%，23.9%以及27.6%。根据同类评价以及之前提出的等级划分标准，可以对交叉口现状和改进方案的服务水平中各项指标进行评分，包括但不限于交通流量容量、车辆延误情况、行人和非机动车的安全度、信号配时效果等多个指标。采用组合相位法来分配信号时间，更合理地分配时间资源，减少了车辆的平均延误和停车次数。通过评分可以更清晰地了解交叉口的现状及改进方案的综合效果，为交通规划和管理提供参考依据，优化前后的相关评价指标评分对比情况，如图4所示。

基于上述分析可知，经平面交叉口导流岛优化设计后，该交叉口的饱和度、行人过街设施指数、管理设施水平等指标评价得分提升明显，提升范围在12～16分之间；车辆平均延误、停车次数、冲突点密度等评价得分也有不同程度提升，提升范围在5～8分之间。

4 结论

该研究以陕西省西安市某交叉路口作为研究对象，对城市道路平面交叉口导流岛设置进行深入研究，主要得出以下结论：

（1）文章综合考虑了车辆延误、行人安全、交通流量等，通过合理的参数调整来达到最优的信号配时效果，可以有效平衡不同目标之间的效果，为交叉口信号配时提供更科学、更合理的优化方案。

（2）文章通过对导流岛进行设计优化，研究结果表明：采用组合相位配时的绿灯率和交通信号周期更短，但汽车的平均等候时间缩短，主要是因为采用了混合相位配时方案，从而最大限度地提高时间效率。经平面交叉口导流岛优化设计后，交叉路口饱和度、车辆平均延误以及平均停车次数分别降低了10%，23.9%以及27.6%，服务水平方面有了明显的提高。

参考文献

[1]秦小琳，杜志刚，陈莹，等.城市平面交叉口左转车辆规避效应特性[J].交通信息与安全，2023（4）：101-110.

[2]胡超凡，许奇，朱锦.平面交叉口渠化设计方法研究[J].交通运输系统工程与信息，2011（S1）：36-42.

[3]赵丹，牛学军，张书豪，等.平面交叉口借道左转设置研究与效果评估[J].系统仿真学报，2021（12）：2975-2982.

[4]赖元文，苏荣霖，薛建州.交叉口设置导流岛的信号控制临界条件研究[J].公路交通科技，2016（12）：125-129.

[5]连培昆，荣建，赖元文.基于冲突技术法的导流岛信号交叉口右转车道实际通行能力模型[J].北京工业大学学报，2015（9）：1415-1421.

收稿日期：2024-06-20

作者简介：李文乐（1986—），男，本科，工程师，主要从事城市道路交通规划设计研究工作。