论文部分内容阅读
【摘要】本文结合目前国内城市道路交通状况及对汽车制造业十二五发展规划分析等，预测交通流量的增长和如何通过交叉口的渠化设计来解决关键的交通瓶颈，而达到可持续发展。
【关键词】城市道路；发展规划；交通流量预测；交通瓶颈；交叉口渠化设计；可持续发展
【 abstract 】 this paper combining domestic city road traffic conditions and the car industry 1025 development planning analysis, forecast and the growth of the traffic flow through the intersection of how to solve the key design highly channelizing transport bottlenecks, and to achieve sustainable development.
【 key words 】 city road; Development planning, The traffic flow forecast; Traffic bottleneck; Highly channelizing intersection design; Sustainable development
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
以人为本，全面协调可持续发展的科学发展观，是发展中国特色社会主义必须坚持和贯彻的重大战略思想。如何从城市道路交通的角度分析问题并解决，将其落实到实践中，实现永续发展，是城市道路设计者需要长期深入探索的。
1、简介目前国内城市道路交通拥堵现状及汽车保有量
目前国内城市道路交通拥堵主要表现在机动车保有量持续上升，市区内机动车行驶速度下降，交通量超饱和道路增多，路网布局不合理，旧城区交通条件受限，道路建设数量跟不上，以及城镇化进程加快，经济的迅速发展吸引大量人口向城市转移凝聚等，导致交通容量与需求的不协调。交通拥堵还产生了大量的废气排放和噪音，造成城市环境污染，并导致通达时间及交通事故的增加。
据中国公安部交通管理局截至2011年11月发表的数据，全国机动车保有量达2.23亿辆，机动车驾驶人数量达2.34亿人，汽车保有量达1.04亿辆，年增长7.86%。与2010年底相比，合肥、乌鲁木齐、银川、呼和浩特、南宁、西宁、福州、长沙、兰州、西安等10个城市的汽车增长比率超过20%。2010年我国乘用车保有量达到1806万辆，从汽车工业十二五发展目标来看，预计2015年达到2500万辆，并将开拓二、三级市场及农村市场作为重点，那么城市道路交通供需矛盾将日趋尖锐，道路交通拥堵现象越发严重。
附图0
2、交通拥堵关键瓶颈及交叉口渠化设计原则
城市道路交通拥堵通常是发生在交叉口，所以交叉口是制约道路通行能力的咽喉。交叉口各向行驶的车辆、非机动车、行人，都要相互占用行驶时间，使通行能力不及路段通行能力一半。因此如何合理渠化增加通行空间以弥补通行时间的损失，提出以下几项基本原则：
1）尽量缩短车辆通过停车线之间所需时间；
2）合理设置交叉口进出口车道数及车道宽度，满足设计年限初的服务水平要求及设计年限末的通行能力要求；
3）优化信号配置，设置待行区，减少延误时间；
4）根据上下游路段通行能力计算进出口车道的展宽段长度；
5）引导静、动态交通，合理设置公交停靠站点以及行人、非机动车过街设施等；
3、渠化交叉口通行能力的计算
交叉口渠化设计一般适用于主主相交（较复杂路口）以上城市道路，应根据相交道路等级、路段交通量、交叉口附近的用地性质来合理设计交叉口的通行能力和服务水平。目前国内计算交叉口通行能力通常采用停车线法，但该计算法是通过停车线的车辆就被认为通过交叉口，但通常情况下，主要交叉口由于下游疏导受阻滞或其他原因，而不能顺利通过该交叉口，所以计算结果比实际情况要大。建议采用冲突点发计算，[1]该方法是同济大学提出的，考虑到了混合交通的特点。车辆通过一个冲突点的通行能力为：
C冲=+m
式中：tlv—绿灯时长；m—进口道直行车道的条数；hm—车流紧接通过冲突点的安全车头时距；β—有、无专用左转车道的得失时间，有左转专用道时，β=t左头-t直尾; t左头、t直尾分别为左转头车、直行尾车从停车线驶到冲突点所需的时间；αm—穿越空档所损失的时间。
交叉口1h的通行能力为：C=∑C’
式中：∑C’ —一个周期内，通过各冲突点的通行能力和[包括通过右转专用车道的右转车实际到达数（或设计到达数）]；Tc—信号周期时长，s0；
4、交叉口渠化設计的几种形式
交叉口渠化设计通常采用道路中线偏移法或中央分隔带偏移法来增加进出口车道数以提高通行能力，并通过进出口展宽段增加车辆排队长度，以及设置导流岛进行导向分流，以消除各向交通的相互干扰。
1）进出口车道数及宽度的确定
通过对不稳定车流以上的交叉口进行长期观测，发现信号周期长，直行车辆排队也长，导致左右转车辆无法到达展宽段进行分流，建议有条件情况下进口直行车道数与路段车道数匹配，左转车道数取两车道，右转车不受信号灯控制通常设置一个车道。进口车道宽度建议取3.25m（2012版道路设计规范中路段车道宽度取3.25m，那么交叉口可以相应缩减为3m）。出口车道数比路段车道数增加一车道，即港湾式公交停靠站与右转车道相结合的合流车道，展宽段长度取值50m（以半径切点为端点），站台长度取45m，渐变段取30m。
附图1
2）展宽段长度的确定
展宽段长度应保证不受直行车辆排队长度的影响，建议按如下公式计算：
L=S×N
S：平均车头距；N：一个信号周期内直行车排队车辆数（常规取高峰期）；求出L值与预测交通量及本市区实际交通状况进行对比，再结合规范确定最终取值。根据株洲市的交通现状旧城区高峰期为15～20pcu，有时超过20pcu，新城区交通量基本为旧城区的50%～75%，所以建议取值10～15pcu；平均车头距为6～8m。如有交叉口直行车道流量数据，也可以用以下公式计算：L=ξ×S×n（1-λ），ξ：随机到达系数，取1.25，其中n=p/(直行车道数×3600/T)。渐变段长度按车辆以70%路段设计车速行驶3s横移一条车道时来计算确定。[2]根据项目设计经验的累积建议渐变段长度取40m，其最短长度不小于30m，最长长度不超过50m。
附图2
3）渠化岛右转车道宽度及半径的确定
渠化岛右转车道的设置应满足右转车行驶轨迹最小半径。根据车速减半原则，取直行车50%，通常为25 km/h和30km/h，右转车行驶轨迹取32m和46m。那么右转侧石曲线半径在有条件情况下建议取30m以上。右转渠化车道通常与右转非机动车道一并设置，宽度按规范取8m（4.5m大型车+2.5m非机动车+1m偏移距及路缘带）。应当注意右转渠化车道不宜设置过宽，设置过宽会引起车辆并行、抢道，该处行人过街将有视角盲点，存在交通安全隐患。渠化岛长度应满足人行横道线及停车线的设置宽度，最小不能小于13m，考虑渠化岛的景观节点效果以及行人候车安全，建议渠化岛适当做大，不小于180m2。
附图3
4）人行橫道线及停车线的设置
根据尽量缩短车辆通过停车线之间所需时间的原则，两渠化岛顶角边线前3～4m处，即为人行横道边线，人行横道线宽5m,停车线设置于人行横道前2m处。
5）调头车道的设置及开口宽度
调头车道通常只考虑小型车，所以一般都设置在信号灯控交叉口内，与车辆左转信号同时放行，这样一来就占用了左转车道，增加拥堵，减弱渠化岛的功能。根据本市及其他地区的经验和使用效果，建议调头车道设置距停车线25m处左右，开头宽度5m。
6）信号灯周期的取值
目前主要交叉口采取四相位，通过观察发现信号灯周期较长时，绿灯及红灯的时间相应较长，在绿灯时间的后期，车流较小，而红灯方向车辆等待过长，造成交叉口通行能力降低，但如果信号灯周期过短，红、绿灯的反复切换导致损失时间增加，车辆多次的起步停车，也造成交叉口通行能力降低。[3]所以信号灯周期一般取120S，过长的信号周期将导致驾驶员的心理压力及违章行驶。
5、结合工程设计实例进行探讨
为了更好的发挥快速路网功能及城市提质，“创模”要求，2010年底株洲市城乡建设局就向阳广场、响石广场提出了改造要求。
1）工程概况
两个广场均为环岛形交叉口，交通及地理位置都相当重要，其中向阳广场是株洲市的东大门新华路上的交叉口（新华东路与向阳南路），向西通G4京珠高速公路，向北通上瑞高速公路；而响石广场则是株洲市中环大道的交叉口（石峰大道与建设北路），向南通G4京珠高速公路，向北通320国道、S21长株高速公路。
附图4
2）交叉口现状
①近年来株洲市区的地块开发与建设，两个广场的交通量持续上升，根据现场观测，向阳广场、响石广场的高峰小时交通流量分别达到3040pcu/h和3860pcu/h，已超过环形交叉口最大通行能力，经常发生交通拥堵。
②交叉口范围内开设支路口较多以及公交停靠站设置距离交叉口过近，行人、非机动车和机动车之间交通组织不完善，造成各种交通方式混杂，严重影响交叉口的通行能力和安全性。
附图5
响石广场改造前照片 向阳广场改造前照片
3）交通量预测
根据现场观测的现状流量、周边路网、地块利用规划发展状况、人口分布规律、出行发生及吸引的规律性等进行交通预测，得出向阳广场交叉口2020年及2030年高峰小时分向交通量如下图。
附图6
附图7
2020年交叉口交通流量预测2030年交叉口交通流量预测
4）改造设计方案
以向阳广场的改造为例进行方案设计介绍。
首先踏勘现场，熟悉周边环境后，提出改造思路。把现状环形交叉口改为渠化+灯控，将中心环岛绿化外移，改善交叉口视距、增强绿化景观效果，形成可服务周边居民的街头休闲绿地。以此思路提出了两个渠化方案。
方案一：常规的渠化设计，交叉口进口车道数为6个（2左3直1右），宽度均为3.25m；出口车道为4个，车道宽度与路段车道宽度一致。期望交叉口总通行能力为12056pcu/h。
附图8
附图9
方案二：采用分散冲突点的方式，提前将左转车辆引入交叉口出口道，实现交叉口两相位无冲突控制，提高了信号控制中绿灯利用效率，增大交叉口通行能力，减小交叉口信号控制周期，从而减小延误和排队长度；
作为一种新的交叉口渠化方式，其通行能力很大，延误、排队都较传统设计交叉口小，应用成熟之后，其成功经验可以在城市其他拥堵交叉口施行，从而低成本地改善城市交通拥堵问题。期望交叉口总通行能力为12056pcu/h。
附图10
附图11
附图12
两个方案进行综合比较，方案二交叉口内总通行能力虽然高于方案一，但考虑目前国内常规驾驶习惯及交叉口识别性，最终还是推荐方案一，通过改造后的通行情况及周边景观绿化效果来看达到设计目的。
附图13
效果图
向阳广场改造后照片
6、结束语
可持续发展有很多方面，本次就仅通过交叉口渠化来提高车辆通行效率进行探讨。建议主要交叉口渠化设计应根据各个城市的不同路口的交通流量及现状条件进行有针对性设计，不仅解决交通问题，还应改善周边环境。
[参考文献]
[1] 刘庆汉，市政城市道路交通规划设计实用全书；[M]第一版，中国建筑工业出版社，2006年5月。
[2]城市道路交叉口设计规程CJJ152-2010）4.2.13；中国建筑工业出版社，2010年8月。
[3] 任福田，交通工程学；[M]人民交通出版社，第二版，2010年6月。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】城市道路；发展规划；交通流量预测；交通瓶颈；交叉口渠化设计；可持续发展
【 abstract 】 this paper combining domestic city road traffic conditions and the car industry 1025 development planning analysis, forecast and the growth of the traffic flow through the intersection of how to solve the key design highly channelizing transport bottlenecks, and to achieve sustainable development.
【 key words 】 city road; Development planning, The traffic flow forecast; Traffic bottleneck; Highly channelizing intersection design; Sustainable development
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
以人为本，全面协调可持续发展的科学发展观，是发展中国特色社会主义必须坚持和贯彻的重大战略思想。如何从城市道路交通的角度分析问题并解决，将其落实到实践中，实现永续发展，是城市道路设计者需要长期深入探索的。
1、简介目前国内城市道路交通拥堵现状及汽车保有量
目前国内城市道路交通拥堵主要表现在机动车保有量持续上升，市区内机动车行驶速度下降，交通量超饱和道路增多，路网布局不合理，旧城区交通条件受限，道路建设数量跟不上，以及城镇化进程加快，经济的迅速发展吸引大量人口向城市转移凝聚等，导致交通容量与需求的不协调。交通拥堵还产生了大量的废气排放和噪音，造成城市环境污染，并导致通达时间及交通事故的增加。
据中国公安部交通管理局截至2011年11月发表的数据，全国机动车保有量达2.23亿辆，机动车驾驶人数量达2.34亿人，汽车保有量达1.04亿辆，年增长7.86%。与2010年底相比，合肥、乌鲁木齐、银川、呼和浩特、南宁、西宁、福州、长沙、兰州、西安等10个城市的汽车增长比率超过20%。2010年我国乘用车保有量达到1806万辆，从汽车工业十二五发展目标来看，预计2015年达到2500万辆，并将开拓二、三级市场及农村市场作为重点，那么城市道路交通供需矛盾将日趋尖锐，道路交通拥堵现象越发严重。
附图0
2、交通拥堵关键瓶颈及交叉口渠化设计原则
城市道路交通拥堵通常是发生在交叉口，所以交叉口是制约道路通行能力的咽喉。交叉口各向行驶的车辆、非机动车、行人，都要相互占用行驶时间，使通行能力不及路段通行能力一半。因此如何合理渠化增加通行空间以弥补通行时间的损失，提出以下几项基本原则：
1）尽量缩短车辆通过停车线之间所需时间；
2）合理设置交叉口进出口车道数及车道宽度，满足设计年限初的服务水平要求及设计年限末的通行能力要求；
3）优化信号配置，设置待行区，减少延误时间；
4）根据上下游路段通行能力计算进出口车道的展宽段长度；
5）引导静、动态交通，合理设置公交停靠站点以及行人、非机动车过街设施等；
3、渠化交叉口通行能力的计算
交叉口渠化设计一般适用于主主相交（较复杂路口）以上城市道路，应根据相交道路等级、路段交通量、交叉口附近的用地性质来合理设计交叉口的通行能力和服务水平。目前国内计算交叉口通行能力通常采用停车线法，但该计算法是通过停车线的车辆就被认为通过交叉口，但通常情况下，主要交叉口由于下游疏导受阻滞或其他原因，而不能顺利通过该交叉口，所以计算结果比实际情况要大。建议采用冲突点发计算，[1]该方法是同济大学提出的，考虑到了混合交通的特点。车辆通过一个冲突点的通行能力为：
C冲=+m
式中：tlv—绿灯时长；m—进口道直行车道的条数；hm—车流紧接通过冲突点的安全车头时距；β—有、无专用左转车道的得失时间，有左转专用道时，β=t左头-t直尾; t左头、t直尾分别为左转头车、直行尾车从停车线驶到冲突点所需的时间；αm—穿越空档所损失的时间。
交叉口1h的通行能力为：C=∑C’
式中：∑C’ —一个周期内，通过各冲突点的通行能力和[包括通过右转专用车道的右转车实际到达数（或设计到达数）]；Tc—信号周期时长，s0；
4、交叉口渠化設计的几种形式
交叉口渠化设计通常采用道路中线偏移法或中央分隔带偏移法来增加进出口车道数以提高通行能力，并通过进出口展宽段增加车辆排队长度，以及设置导流岛进行导向分流，以消除各向交通的相互干扰。
1）进出口车道数及宽度的确定
通过对不稳定车流以上的交叉口进行长期观测，发现信号周期长，直行车辆排队也长，导致左右转车辆无法到达展宽段进行分流，建议有条件情况下进口直行车道数与路段车道数匹配，左转车道数取两车道，右转车不受信号灯控制通常设置一个车道。进口车道宽度建议取3.25m（2012版道路设计规范中路段车道宽度取3.25m，那么交叉口可以相应缩减为3m）。出口车道数比路段车道数增加一车道，即港湾式公交停靠站与右转车道相结合的合流车道，展宽段长度取值50m（以半径切点为端点），站台长度取45m，渐变段取30m。
附图1
2）展宽段长度的确定
展宽段长度应保证不受直行车辆排队长度的影响，建议按如下公式计算：
L=S×N
S：平均车头距；N：一个信号周期内直行车排队车辆数（常规取高峰期）；求出L值与预测交通量及本市区实际交通状况进行对比，再结合规范确定最终取值。根据株洲市的交通现状旧城区高峰期为15～20pcu，有时超过20pcu，新城区交通量基本为旧城区的50%～75%，所以建议取值10～15pcu；平均车头距为6～8m。如有交叉口直行车道流量数据，也可以用以下公式计算：L=ξ×S×n（1-λ），ξ：随机到达系数，取1.25，其中n=p/(直行车道数×3600/T)。渐变段长度按车辆以70%路段设计车速行驶3s横移一条车道时来计算确定。[2]根据项目设计经验的累积建议渐变段长度取40m，其最短长度不小于30m，最长长度不超过50m。
附图2
3）渠化岛右转车道宽度及半径的确定
渠化岛右转车道的设置应满足右转车行驶轨迹最小半径。根据车速减半原则，取直行车50%，通常为25 km/h和30km/h，右转车行驶轨迹取32m和46m。那么右转侧石曲线半径在有条件情况下建议取30m以上。右转渠化车道通常与右转非机动车道一并设置，宽度按规范取8m（4.5m大型车+2.5m非机动车+1m偏移距及路缘带）。应当注意右转渠化车道不宜设置过宽，设置过宽会引起车辆并行、抢道，该处行人过街将有视角盲点，存在交通安全隐患。渠化岛长度应满足人行横道线及停车线的设置宽度，最小不能小于13m，考虑渠化岛的景观节点效果以及行人候车安全，建议渠化岛适当做大，不小于180m2。
附图3
4）人行橫道线及停车线的设置
根据尽量缩短车辆通过停车线之间所需时间的原则，两渠化岛顶角边线前3～4m处，即为人行横道边线，人行横道线宽5m,停车线设置于人行横道前2m处。
5）调头车道的设置及开口宽度
调头车道通常只考虑小型车，所以一般都设置在信号灯控交叉口内，与车辆左转信号同时放行，这样一来就占用了左转车道，增加拥堵，减弱渠化岛的功能。根据本市及其他地区的经验和使用效果，建议调头车道设置距停车线25m处左右，开头宽度5m。
6）信号灯周期的取值
目前主要交叉口采取四相位，通过观察发现信号灯周期较长时，绿灯及红灯的时间相应较长，在绿灯时间的后期，车流较小，而红灯方向车辆等待过长，造成交叉口通行能力降低，但如果信号灯周期过短，红、绿灯的反复切换导致损失时间增加，车辆多次的起步停车，也造成交叉口通行能力降低。[3]所以信号灯周期一般取120S，过长的信号周期将导致驾驶员的心理压力及违章行驶。
5、结合工程设计实例进行探讨
为了更好的发挥快速路网功能及城市提质，“创模”要求，2010年底株洲市城乡建设局就向阳广场、响石广场提出了改造要求。
1）工程概况
两个广场均为环岛形交叉口，交通及地理位置都相当重要，其中向阳广场是株洲市的东大门新华路上的交叉口（新华东路与向阳南路），向西通G4京珠高速公路，向北通上瑞高速公路；而响石广场则是株洲市中环大道的交叉口（石峰大道与建设北路），向南通G4京珠高速公路，向北通320国道、S21长株高速公路。
附图4
2）交叉口现状
①近年来株洲市区的地块开发与建设，两个广场的交通量持续上升，根据现场观测，向阳广场、响石广场的高峰小时交通流量分别达到3040pcu/h和3860pcu/h，已超过环形交叉口最大通行能力，经常发生交通拥堵。
②交叉口范围内开设支路口较多以及公交停靠站设置距离交叉口过近，行人、非机动车和机动车之间交通组织不完善，造成各种交通方式混杂，严重影响交叉口的通行能力和安全性。
附图5
响石广场改造前照片 向阳广场改造前照片
3）交通量预测
根据现场观测的现状流量、周边路网、地块利用规划发展状况、人口分布规律、出行发生及吸引的规律性等进行交通预测，得出向阳广场交叉口2020年及2030年高峰小时分向交通量如下图。
附图6
附图7
2020年交叉口交通流量预测2030年交叉口交通流量预测
4）改造设计方案
以向阳广场的改造为例进行方案设计介绍。
首先踏勘现场，熟悉周边环境后，提出改造思路。把现状环形交叉口改为渠化+灯控，将中心环岛绿化外移，改善交叉口视距、增强绿化景观效果，形成可服务周边居民的街头休闲绿地。以此思路提出了两个渠化方案。
方案一：常规的渠化设计，交叉口进口车道数为6个（2左3直1右），宽度均为3.25m；出口车道为4个，车道宽度与路段车道宽度一致。期望交叉口总通行能力为12056pcu/h。
附图8
附图9
方案二：采用分散冲突点的方式，提前将左转车辆引入交叉口出口道，实现交叉口两相位无冲突控制，提高了信号控制中绿灯利用效率，增大交叉口通行能力，减小交叉口信号控制周期，从而减小延误和排队长度；
作为一种新的交叉口渠化方式，其通行能力很大，延误、排队都较传统设计交叉口小，应用成熟之后，其成功经验可以在城市其他拥堵交叉口施行，从而低成本地改善城市交通拥堵问题。期望交叉口总通行能力为12056pcu/h。
附图10
附图11
附图12
两个方案进行综合比较，方案二交叉口内总通行能力虽然高于方案一，但考虑目前国内常规驾驶习惯及交叉口识别性，最终还是推荐方案一，通过改造后的通行情况及周边景观绿化效果来看达到设计目的。
附图13
效果图
向阳广场改造后照片
6、结束语
可持续发展有很多方面，本次就仅通过交叉口渠化来提高车辆通行效率进行探讨。建议主要交叉口渠化设计应根据各个城市的不同路口的交通流量及现状条件进行有针对性设计，不仅解决交通问题，还应改善周边环境。
[参考文献]
[1] 刘庆汉，市政城市道路交通规划设计实用全书；[M]第一版，中国建筑工业出版社，2006年5月。
[2]城市道路交叉口设计规程CJJ152-2010）4.2.13；中国建筑工业出版社，2010年8月。
[3] 任福田，交通工程学；[M]人民交通出版社，第二版，2010年6月。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。