城市道路干线瓶颈路段问题分析及对策

城市道路干线瓶颈路段问题分析及对策

在交通负荷高峰的时期，城市交通问题变得越来越严重，尤其是在道路瓶颈地区。在高峰时间，整个城市的主要道路和主要道路运营效率低下。突出表现为主干路在交通功能上大都未能达到预期的效果,更多地承担了次干路和支路应承担的“通达”功能,而基本“通行”功能却受到严重影响。主干路功能保障是强调在交通负荷高峰时段,打破主干路的瓶颈区段,保障主干道的“通行”与“通达”双重功能。对于已建成的主干路,讨论采取交通控制与管理手段、还是采取工程措施保障交通功能更加有效,将成为城市交通改善和路网结构调整、功能完善的关键。L.C.Ana,DongC.J.从交通信号控制的角度提高道路通行能力;D.Kurt,南春丽从交通管理的角度研究实施禁行某些方向的交通管理措施的条件、效益及影响因素;曾静康从交通渠化设计来改善交叉口。然而城市交通是一个复杂的系统,每项措施都有其适用条件和局限性,仅通过加宽路幅、建立立交等交通设施来改善城市交通,而对道路现有设施没有充分的利用,将导致道路通行环境进一步恶化,加上交通管理上不够重视,从而加大了主干道交通压力,严重限制了道路功能的发挥。解决复杂的城市交通问题,应该根据系统优化原理,通过对路网各种交通组织优化措施进行优化组合,而不是单凭一项措施或手段来解决。1分析与基本对策1.1道路组织优化方面,应建立以下方面的问题道路交通组织优化,是在有限的道路空间上,科学合理地分时、分路、分车种、分流向使用道路,使道路交通始终处于有序、高效运行状态。本文所研究的是主干道瓶颈区段的交通组织,有必要对瓶颈段常见的问题进行分析,主要有以下3种:1)对城市主干道瓶颈段不能正确识别,对根本不需要拓宽的路段或交叉口,进行拓宽,但对路段各交通设施不能充分整合利用,浪费道路交通资源。2)瓶颈区段公交停靠站与进出非机动车道的开口设置不合理,对于拥堵区段,公交进出停靠站对后续车流影响甚大,且开口的设置方法及位置对瓶颈区段也有着重要的影响,如何设置公交停靠站及开口位置成为主干道瓶颈区段的重要问题。3)交叉口的拓宽已经到了极限,仍满足不了车流量的需求,仍然希望通过单一的渠化设计、信号配时来提高通行能力,忽视了从路网的整体角度考虑,利用单行禁左交通组织优化之间的关系来提高整条道路的通行能力。针对城市主干道瓶颈区段问题分析及基本思路,给出具体的交通组织优化设计方法。主要从3个方面进行组织优化,首先从行人过街、机动车掉头与公交停靠站的一体化设计着手,对多种资源进行整合;然后对瓶颈区段系统布设公交停靠站及开口,将公交站设置于非机动车上;最后从利用周边支路,实施单行线及禁左组织优化方法来缓解瓶颈区段交通压力。2.1体化设计方法整合路段的各种资源时,需协调考虑非机动车道停车泊位与机非分隔带开口,以及掉头车道、行人过街和公交停靠站的一体化设计,非机动车道的开口与掉头车道停车线要有一定的距离来满足车辆交织的长度,掉头车道的设计还需要考虑进入沿线单位的车辆。通过对路段行人过街信号与交叉口信号协调与空间优化,有效减少机动车与行人交织,提高通行效率和交通安全,进而有效的缓解道路拥堵的发生,如图1所示。2.2增设约束且出口笔者提出的一种新的主路与辅道相结合优化设计方法,就是将非机动车道作为多功能车道来使用,在沿线瓶颈路段非机动车道上设置公交停靠站、沿线协调布设进出交通和停车的通道,并提供非机动车通行,在交叉口进口道将非机动车道作为机非混行车道,右转车提前进入辅道,减轻对主干道交叉口进口道的交通压力,如图2所示。2.3组织优化方法在仅通过单一的渠化或信号优化等手段仍不能解决瓶颈处的交通问题时,可以考虑从周边路网层面深入剖析瓶颈区段交通组织情况,通过单行与禁左等组织优化设计方法来分流主干道交通,能够缓解主干道瓶颈处的交通压力,使整条主干道、甚至整个路网交通有序化和系统化,也有利于将城市主、次、支路有机联系起来,充分发挥次干道、支路的分流作用。具体优化方法如图3所示。图3由9个交叉口组成的一个路网,假定:qij(i,j=1,2,…,9)表示i到j方向的流量,在交叉口进口道的左转、直行、右转分别用L、S、R表示,如在第5交叉口南进口左转用q85L表示,道路②⑤⑧与④⑤⑥为主干道,其余为次干道或者支路,且现状都为双行线。若瓶颈区段为②⑤⑧,其中路口⑤为关键节点,且南北进口左转影响严重,则采取禁止交叉口⑤的南北进口左转,通过其它组织优化方法来实现。对于q85L可通过设置单行线⑧→⑦→④,禁止图中虚线方向通行,为了使得路网交通平衡,同时需禁止⑧→⑨→⑥方向通行;对于q25L左转可通过在路段⑤④上设置掉头车道来实现,然后通过直行来实现左转,这样通过路网的禁左与微循环使得瓶颈区段甚至整个路网的通行能力增加,延误减小,从而缓解城市主干道交通拥堵的问题。3人民路与城东南角选取长沙市芙蓉路主干道瓶颈区段(城南路-人民路区段)为例,人民路与城南路为2条与芙蓉路相交的平行道路,城南路位于人民路以南,两交叉口间距400m。首先对两路口间进行精细化交通优化设计,然后从禁左与单行线等交通组织优化的角度进一步优化。3.1人民路口通行能力通过对非机动车道、公交站点及交叉口一体化设计,得到人民路与芙蓉路区段的精细化交通优化设计如图4所示,并采用Crossig3.7软件对研究区段进行线协调控制设计,得出精细化设计后人民路口与城南路口饱和度如图5所示,表1为人民路与城南路通行能力情况。由图5饱和度可知,人民路口各方向通行能力仍然接近饱和,进口直行与左转平均饱和度达0.87,而城南路口南向很高;由表1通行能力来看,人民路口南北向直行通行能力改善空间分别为2.9%与10.3%,而虽然城南路口南北向直行绿灯时间小于东西向直行,但通行能力已大于人民路口南北向直行通行能力,改善空间均为30.7%。可见,通过精细化设计后,道路的通行能力得到很大提升,饱和度大大减少,但城南路南进口直行车流量仍很高,行成交通瓶颈,直接导致南至北排队溢出。所以还需通过禁左及设置单行线的组织优化设计方法来缓解瓶颈区段的交通压力。3.2组织优化设计，改进方案根据上述分析,通过采取禁左及设置单行线措施来解决交通拥堵问题,提出以下2种方案。方案一如图6所示,方案二如图7所示。3.2.1北沿左转,采用下通道对2个交叉口实施左转分离,即人民路口承担东西向左转,禁止南北向左转;城南路口承担南北向左转,禁止东西向左转,如图6虚线所示。同时通过芙蓉路东侧平行支路提供绕行,实现左转,如图6实线所示,并利用城南路桥下通道进行分流至悻园路。人民路口与城南路口均采用3相位信号控制,对南北向通行能力进行匹配,使用相同周期,对南北直行相位进行协调控制。3.2.2南进口左转视角保持城南路口四面禁左不变,对人民路口实施四面禁左。通过周边支路来绕行,如图7所示,人民路南进口左转如实线所示,北进口左转如虚线所示,东西进口左转通过出口道不远处设置掉头实现左转;同理城南路东进口左转绕行路线如图7实线所示,通过工农桥路至芙蓉路实现左转。人民路口与城南路口均采用两相位控制,对南北向通行能力进行匹配,使用相同周期,对南北直行相位进行协调控制。3.3种方案的评价结果对比通过以上2种方案,分别采用Vissim4.2对路网进行仿真评价,仿真路网如图8所示,得出的2种组织优化设计方案效益评价值如表2所示,组织优化设计方案效益对比如表3所示。由以上对比看出,2种方案都能有效提高该区段的通行效率。其中,方案一有利于减少左转车辆的绕行,连通性较好,但对芙蓉路的改善效果比方案二小;方案二大幅提高芙蓉路直行通行效率,但左转车绕行距离长,而且需要打通某些相邻支路,改造工程量稍大。4道路运行状况的互通和制约道路区域可选用道路时,我国城市道路交通中,交通干道承担了大量的交通负荷,主干道的交通畅通对改善整个城市的交通状况往往具有很大作用,而主干道能够畅通的前提条件是要保证主干道瓶颈区段的顺利通行,一条主干道瓶颈区段的交通运行状况,将直接影响到它所涉及的周边区域的道路交通状态。所以通过科学合理的交通组织优化设计,整合瓶颈区段的交通资源可以使道路交通处于有序、高效运行状态。2优化主干道瓶颈段交通组织的方法1.2基本对策1其他段式点建立合理的路网结构,加强主干道瓶颈区段与其他部分区段及支路的协调,整合道路现有的时空资源,合理布设公交停靠站及沿线的出入口,争取在时间上削峰填谷,空间上控密补稀。2号相位组合设计在信号配时方面要争分夺秒,充