可变车道在乌鲁木齐市西山路的应用研究

陈亚平　李珣辉

(1.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室　上海　201804；　2.新疆交通职业技术学院　乌鲁木齐　831401)

可变车道在乌鲁木齐市西山路的应用研究

陈亚平1李珣辉2

(1.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804；2.新疆交通职业技术学院乌鲁木齐831401)

摘要目前国内外学者对可变车道的研究主要集中在理论研究上，在应用研究方面则相对较少。查阅相关文献后发现，在后者的研究上存在实施方案考虑因素不全面、可操作性差等问题。文中针对这些问题，选取乌鲁木齐市西山路为研究对象，在论证了可变车道方案可行性的基础上，设计了较为完善的实施方案，并运用仿真软件评价实施效果，结果表明，设置可变车道能够有效减少车辆在交叉口的延误和排队长度。

关键词城市交通可变车道交通仿真西山路潮汐交通

可变车道是在不同时间内变换某些车道上的行车方向或行车种类的车道组织措施，其可以缓解潮汐交通的负面影响。目前国内外学者对可变车道的应用研究相对较少，其中岳雷等[1]、崔妍等[2]、陈坚等[3]分别对上海市林浦路、北京市朝阳路、成都市蜀西路的可变车道设置方案进行了研究，提出了一些具体的措施，对实践有一定的指导意义。但是，这些文献也存在一些问题，如实施方案不全面、交叉口考虑不周全等。

随着我国城市规模的不断扩大，长距离的通勤交通出行越来越多，连接工作地与居住地的主要通道出现潮汐交通的趋势更加明显，因此，尽可能早地提出较为完善的实施方案对于可变车道的推广具有一定的积极意义。本文从此角度出发，针对上述问题，以乌鲁木齐市西山路为研究对象，设计了较为完善的实施方案，希望有助于推动可变车道在国内的实施。

1　可变车道方案可行性分析

1.1研究对象概述

西山路是进出市区的主要通道，交通功能突出，其全线约4 km，双向4车道，机非分离，设计车速为60 km/h，无中央分隔带，自东向西依次与马料地街、环卫街、骑马山路相交。西山路沿线居住着约16万居民(2012年)，早、晚高峰时段潮汐交通现象较为明显。

1.2方案可行性分析

可行性分析一般从以下4个方面考虑。

(1) 车道条件。机动车道数应大于双向3车道，现状西山路为双向4车道，大于3车道，满足车道条件。

(2) 流量流向条件。方向分布系数应大于2/3，分别在早(10：00～11：00)、晚高峰(19：30～20：30)时段对西山路交通流量进行调查，见表1。

表1　西山路早晚高峰交通流量

由表1可见，西山路的交通量方向分布系数已经达到2/3以上，满足流量流向条件。

(3) 通行能力条件。实施可变车道后，重交通和轻交通方向的通行能力均应满足实际交通的需求。西山路设计速度为60 km/h，文献[4]给出了一条车道的基本通行能力为1 800 pcu/h，通过多车道、车道宽度等影响因素对该值进行修正，得到实际通行能力，见表2。

表2西山路路段通行能力与交通需求量

pcu/h

由表2可见，设置可变车道后通行能力能够满足实际交通需求，满足通行能力条件。

(4) 道路条件。道路上不能存在中央分隔带或路面电车轨道。现状西山路为三块板式道路，机非分离，无中央分隔带和路面电车轨道，满足道路条件。

综上分析，西山路满足设置可变车道的条件，在西山路上设置可变车道是可行的。

2　可变车道实施方案

2.1实施方案总体思路

目前国内外在可变车道实施时多采用占用对向车道的方法。西山路为双向4车道，如果采用该方法的话，对于被占用的车道而言：①服务水平会下降，拥堵情况会比较严重；②车辆之间的干扰增大，尤其是直行车与左转车，车辆在交叉口的延误和排队长度会增大。因此，不建议采用占用对向车道的方法。

调查后发现，西山路南侧道路红线范围内有较多空闲土地。因此，考虑将原有的双向4车道拓宽为5车道，在保留单向2车道的基础上，留出中间车道作为可变车道，根据交通的实际需求，灵活调整流向。

2.2可变车道控制系统实施方案

可变车道控制系统是保证车道功能能否顺利转换的关键。可变车道的信号灯以及其他可变标志的灯色均应由系统统一管理，根据设定的方案定时触发，确保不出现矛盾的信号。

在每个控制时段开启前3 min，判断目前可变车道的方向是否与设定的方案一致，如果一致则保持该方向，否则将启动转换程序。

2.3相关设施实施方案

2.3.1标线实施方案

《道路交通标志标线》[5]对可变车道标线进行了规定。本文在综合考虑规范、行车安全及交叉口处的交通需求后，设计出标线实施方案，见图1。

图1　可变车道标线示意图

2.3.2标志实施方案

综合考虑国内外的实施案例和西山路的实际状况，设计的交通标志有：预告标志、龙门架分车道指示灯、路边指示标志、起终点提示标志、交叉口可变信号灯、相交道路提示标志。

(1) 预告标志。预告标志牌设置在可变车道起点前200 m处，以悬臂式为主。为提高驾驶员的注意度，采用LED屏突出显示。标志内容为“前方车道可变 请按标志行驶”。

(2) 龙门架分车道指示灯。该标志能够向驾驶员清楚提示车道的使用情况，可以有效引导车辆行为，设置时需要遵守以下几点原则。

①应确保驾驶员在可变车道区段内的任一位置都能够看到龙门架上的分车道指示灯。

②龙门架与交叉口应保持适当距离，既要防止与交叉口信号灯相混淆，又需保证相交道路转入的车辆清楚车道的使用情况。

③在布置时应考虑地下管线及路段沿线可视情况，并配合其他引导设施使用。

在西山路上设置的龙门架分车道指示灯采用黄“×”、绿箭头、红“×”三合一双面提示信号灯，面向2个不同流向车流双面显示，见图2。

图2　可变车道龙门架

(3) 路边指示标志。该标志可作为引导的辅助设施，在不利于设置龙门架以及可视性受影响的地点设置，以悬臂式为主，见图3。

(4) 起终点提示标志。可变车道起终点是事故高发点之一，为提升安全性，考虑在起终点设置提示标志。并且，为进一步提升安全性，还应在车道上配合使用电子标线。该标志样式与图3相同，只有标志内容更改为“即将进入可变车道 请按标志标线行驶”。

(5) 交叉口可变信号灯。该标志在现有信号灯的基础上进行改造，添加可变车道指示灯，同时调整其余车道上方的信号灯，使其与设置可变车道后的车道布置状况相匹配。

(6) 相交道路提示标志。为便于相交道路车辆实时了解西山路上的车流流向，考虑在相交道路的适当位置设置提示标志，既防止与交叉口信号灯相混淆，又保证车辆有足够的反应时间认知西山路上的车流方向。标志以悬臂式为主，见图4。

图3路边指示标志图4相交道路提示标志

2.4方向转换实施方案

方向转换方案应根据交通流量的变化而定。经调查，在平峰时段进城方向流量要稍多于出城方向，因此，预设的方向转换方案为：除晚高峰时段(19:00～21:00)车道布置情况为2进3出外，其他时段均为3进2出。

2.5方向转换时路段车辆清空方法

预设的车辆清空方法分为3部分：清场、入场、退场。设计时要综合考虑左转车以及可变车道相邻车道上车辆的交通需求。并且，标志标线的变化要按照设定的方案由控制系统统一控制与管理，确保既满足车辆的交通需求，又不出现矛盾信号。具体的方案如下。

(1) 清场。晚高峰前3 min，可变车道上方的指示灯双面均闪黄“×”，提醒车道方向即将变化：正在使用该车道的进城方向驾驶员请尽快离开该车道，驶入其右侧车道。

(2) 入场。清场结束后，可变车道上方的指示灯出城方向变为绿色箭头，进城方向为红“×”，表示出城方向车辆可以驶入该车道，进城方向则禁止驶入。

(3) 退场。晚高峰结束前3 min，可变车道上方的指示灯双面均闪黄“×”，提醒车道方向即将变化：正在使用该车道的出城方向的驾驶员请尽快离开此车道，驶入其右侧车道。

2.6平交路口对可变车道影响分析

实施可变车道后，由于早晚高峰时段交叉口处车道布置情况不同，因此，要在适当位置设置分车道指示信号灯，明确提示车辆该如何行驶。

2.7可变车道与两端正常车道衔接方案

为保证安全，可变车道起终点应设置过渡区，并布置起终点提示标志。《道路交通标志标线》[5]认为过渡区长度与设计车速、变化宽度有关，并且给出了相应的计算公式。按照文献[5]计算可得过渡区长度为82 m。预设的衔接方案见图5。

图5　可变车道与正常车道衔接方案

2.8可变车道应急预案

由于可变车道段设置了电子标志标线，因此，需要做好突然断电等紧急情况时的预案。在可变车道段的适当位置安装备用供电设备，当突然断电时启用该设备。同时，加大可变车道区域的警力，在断电时由交警人工引导车辆安全行驶。此外，还应当建立定期巡查制度和紧急救援预案，尽可能减少问题的发生。

2.9可变车道交通管理工作要点

(1) 适当增大标志牌的数量以保证安全。

(2) 在实施前要对其进行大力宣传，以保证运行安全。

(3) 在实施区域应配备适量警力，特别是在流向发生变化时，交警应在现场监督，同时做好紧急事件的预案，尽可能降低不利影响。

3　可变车道实施效果评价

采用仿真软件评价实施效果。由于交叉口是重要控制节点，故选取交叉口平均延误和平均排队长度作为评价指标。运行软件后得到可变车道实施前、占用对向车道、现有设计方案这3种不同情况时的运行情况，分别见表3和图6。

表3　3种情况下交叉口的平均延误和平均排队长度情况

a)　平均延误　　　　　　　　　　　　　　　　　b)　平均排队长度

收稿日期：2015-04-13

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.048