南宁市混合交通条件下交叉口拥堵缓解措施研究

吴文皓, 韦 漠

(1.南宁市公安局交通警察支队， 广西南宁 530029； 2.广西警察学院， 广西南宁 530028)

0 引言

混合交通是指各种交通工具或各种交通工具与行人共用同一单幅道路的交通现象，一般分为3种情况：不同种类机动车的混合交通；机动车和非机动车的混合交通；机动车、非机动车与行人的混合交通[1]。其中，机动车与非机动车的混合交通是我国城市交通运行的主要特征，机动车与非机动车在道路交叉口、路段的混合通行状况更是国内各大城市交通管理工作的“心腹之患”。混合交通在城市道路的交叉口、路段的交通冲突会伴生很多交通问题，如通行能力下降、交通事故增加等，成为我国城市交通混乱、交通拥堵的根本原因之一。以南宁市为例，自实施“禁摩”管控措施以来，经济、环保、便捷的电动自行车迅速成为市民日常出行的主要选择之一，按照当前电动自行车保有量计算，平均每位南宁市民拥有1.2辆电动自行车，如何安全、有效管理这200多万电动自行车群体的日常出行问题成为南宁市交通管理部门的头等大事。

为了应对电动自行车保有量增速迅猛、城市混合交通日趋严重的问题，南宁市交通管理部门进行了积极的探索和尝试。结合电动自行车交通流行驶轨迹随意性、等候红灯的集聚性、启动灵活性、遇堵向前性等出行特性和日常交通管理工作实际，可以分析得出，缓解甚至消除电动自行车为主要矛盾混合交通问题的必由之路，是从“时空”(时间和空间)上将“混合”变“单纯”，把“复杂”化“简单”，即在城市道路的交叉口和路段等交通节点在空间上实现机动车、非机动车流向分隔，在交叉口信号控制上实现机动车、非机动车时间分离。本文从南宁市经典道路交叉口、路段进出口的渠化改造经验和交叉口、路段信号控制优化创新举措等方面展开论述，为城市交通管理如何破解当前的混合交通顽疾提供思路。

国外对于机动车和非机动车构成的混合交通流的特性研究起步较早，Jilla早在1974年研究了自行车流对交通流的影响，并指出机动车经过非机动车道上行驶的自行车时会发生速度和位置的改变，从而影响临近非机动车道的机动车道的速度和容量，这种研究思路为后来的研究提供了很好的借鉴并延续下来。而交通基本设施和人的因素也同样成为研究者的重点，Watts评估了用于分离机动车和非机动车的交通设施等。Taylor测量了在自行车行驶者突然看到黄灯时的减速比例等因素[2]。国内减晓东、关宏志等学者对混合交通宏观层面进行了类似问题的研究，建立了典型模型。

但总体而言，这些主要应用于路口几何设计和非机动车交通设施的基础性研究，面向的是传统的自行车，而随着经济社会不断向前推进，电动自行车产业进入了高速发展阶段，当前时速可以达到50～70 km/h、车重50～60 kg的电动自行车已然成为非机动车群体的主流。新的交通参与者的变化，给城市交通管理工作提出新要求的同时，也为基于传统自行车的混合交通研究理论、城市交叉口拥堵缓解措施提出了更高要求。

1 南宁市混合交通情况

南宁市城市交通发展迅猛，交通出行结构发生了巨大变化。随着南宁市世纪初快速环道和快速环道以内道路实行“禁摩”管控措施以来，作为替代品的电动自行车群体异军突起，增势迅猛，给城市道路交通管理带来了巨大的挑战。

截至2019年10月，南宁市(含五县)机动车保有量为258万辆，南宁市(不含五县)注册登记的电动自行车为311万辆，平均每1.2人就拥有一辆电动自行车。庞大的电动自行车群体与其他参与交通的机动车、行人抢占有限的城市道路资源，造成机非混行的混合交通现象十分普遍。如地处南宁市核心区域的民族—朝阳路口高峰小时机动车流量为7 845 pcu/h、非机动车流量为11 776辆/h；民族—滨湖路路口高峰小时机动车流量为6 385 pcu/h、非机动车流量为11 128辆/h。在这些混合交通明显的路口中，电动自行车占绝对交通总量的60%以上。

南宁市目前大多数道路均设置有非机动车道，有的设置了机非分隔护栏，为非机动车提供了通行空间，客观上保证了路段的通行能力。但相对而言，交叉口的混合交通问题仍较为严峻。因为交叉口既存在等候信号灯放行的停车延误，又汇聚了不同方向的交通流，当混合交通流进入道路交叉口时将产生分流点、合流点以及冲突点。这些特征点的交织影响，直接影响着交叉口的通行能力，其存在必然会伴生交通拥堵、交通事故增加、道路交通环境不断恶化、交通运输成本增加等一系列问题,严重影响道路交通秩序,更容易诱发交通事故，大大降低了路网整体通行效率,给城市交通管理工作提出了严峻的挑战。

2 南宁市混合交通产生的原因

2.1 机动车数量快速增加导致的交通供需矛盾

当下我国私人交通个体机动化出行迅速发展、机非冲突加剧。在我国的城市发展过程中，并没有给城市规划部门更多的时间去寻找廉价、高效的路网分流体系，这使得机非混合为主导的混合交通情况必然存在[2]。

2.2 南宁市电动自行车拥有量激增

据统计，南宁市的电动车保有量每年以几何倍数的速度增长，从2006年的6万辆增长到2018年的311万辆，并且仍以每天近千辆的速度递增，成为南宁市民出行的主要交通工具之一。

2.3 城市布局和土地利用不合理

近年来自治区、市政府的党政机关相继搬迁，拉大了城市框架，但是由于历史原因，市区主要就业、商住、金融、消费仍然主要集中在民族大道一线及快环包裹着的城市核心区以内，致使这一区域内的主要道路承担的交通量巨大。

同时，按照我国城市建设发展规律，在计划经济体制阶段城市的居住区、机关单位和工厂往往就近“配建”，带有就业工作与生活居住高度混杂的情况，这种混杂建设模式使城市居民的出行距离较短，而电动自行车的出行距离完全可以满足20 km以下的出行需求，这就使得多数人出行还是选择相对灵活的个体机动化出行而不是公共交通[3]。

2.4 公共交通竞争力总体偏低

南宁市主城区常规公交客运量连续多年持续下降，虽然有地铁1、2号线开通后交通分流的因素，但南宁常规公交客运量出现的下降情况，可看出整体公交服务水平不容乐观。

2.5 电动自行车空间占用率高

以路面空间占用率方面而言，常规自行车平均车身长度2 m，车身(车头握把)宽度0.6～0.8 m，摆动幅度每侧0.2 m。按公共汽车车身长度12 m，车身宽度2.5 m，载客量70人计算：

电动自行车单位载客量所占空间=2×(0.8+0.2)=2 m2

公共汽车单位载客量所占空间=12×2.5/70=0.43 m2

由此可以看出，电动自行车单位载客量所占有的道路空间是公共汽车的5倍左右。高空间占用率的电动自行车在城市交通中的广泛应用大大加剧了混合交通的影响。

3 混合交通条件下的交通渠化改造

交通渠化改造是通过导流岛与路面标线相结合的方式，以分隔或控制冲突的车流，使之进入一定的路线，从而满足平面交叉的基本要求。其目的是通过渠化来减少冲突或明确分开冲突，以控制交通流，调整冲突角度，减少不必要的路面铺装。经过渠化设计的平面交叉在时间、空间上得到了充分的利用，提高了交叉口的通行能力和安全性。设计合理、适用的渠化交叉比同样面积的非渠化交叉在通行能力上有着明显的差异性[4]。

在实际交通管理工作中，城市道路渠化改造的重点主要是交叉口和部分进出口路段。

3.1 交叉口渠化改造

交叉口是指两条或两条以上道路交叉或交汇的区域，通常由交叉范围内为交通流运行提供服务的道路和路边设施构成[5]。道路通过交叉口发挥交通功能，交通流只有借助交叉口才可完成转向。交叉口也提高了道路的灵活性和交通流的可达性，完善了路网的服务功能，是道路网络系统中重要的节点元素。交叉口作为路网中的“咽喉”,汇聚了不同方向的车流,加上交通冲突、红灯时间损失、机非混行等因素,其通行能力远远低于路段，成为滞留来自路段的过量交通流的节点[6]。

为有效应对南宁市城市机动化的不断发展，缓解混合交通的顽疾，南宁市城市交通管理部门从以下几方面着手，对交叉口实施渠化改造。

(1)增加进口道、出口道车道数

增加进口道、出口道车道数对于交通节点的渠化改造提升作用很大。首先，可以显著提升交叉口通行能力，确保交叉口与路段通行能力相匹配；其次，可以确保交叉口设置有专门左转、专门右转车道，为交通管理部门实施多相位放行创造条件，可以从时间上分离不同流向、不同车种的交通流，从而缓解混合交通情况；最后，增加出口道车道数就是增加了出口道的空间，为出口道原有公交停靠站按照机非分离的港湾岛式站台形式改造创造条件。以经过改造提升的南宁市民族大道为例，民族——金浦路口、民族——枫林路口等交叉口增加1条机动车左转车道，并设置非机动车专左车道，通行效率提升50%。

(2)完善物理隔离设施，设置摩托车或电动自行车专用进口道

根据《城市道路交通设施设计规范》(GB50688—2011)要求，在交叉口范围内通过完善中心隔离带(中央隔离护栏)、两侧隔离带(机非分隔护栏)的方式实现对向交通流分离、同向机动车、非机动车分离、快慢交通流等不同方向、车种、速度的交通流有效分离，互不干扰通过路口，显著提高交叉口交通效率和安全性。根据南宁市交通出行特性，目前南宁市具备条件的交叉口均设置了摩托车或电动自行车专用进口道，同时，在快速环路以内的“禁摩区”的原摩托车专用进口道调整为电动自行车专用进口道，为交叉口分方向、分相位的信号控制营造了有利的客观条件，从时间和空间上分离了机非冲突，交叉口交通安全情况显著提升，自改造提升后，民族大道涉及电动自行车的交通事故同步下降37%。

(3)设置右转渠化导流岛

根据《城市道路交叉口规划规范》(50647—2011)要求，“平面交叉口内各流向交通流行轨迹所需空间之外的面积，宜构筑标线交通岛或实体交通岛”。交通岛即渠化导流岛(见图1)，设置渠化导流岛可以显著精细化路口空余范围，增加行人、非机动车的驻留空间，有效缩短行人过街距离，分离右转交通流与直行交通流的冲突，进而规范交通流轨迹。因此，在进行交叉口渠化改造时，应首先考虑交叉口是否具备设置渠化导流岛的条件。

图1 南宁市的交叉口渠化导流岛

(4)设置左转弯待转区、非机动车前置等待区

设置左转弯待转区是指将进口道左转弯车道从停止线处延伸至交叉口中心，供同向直行道绿灯亮起时，左转弯车道的车辆提前进入等待转弯(见图2)。在实际使用中一般应用于交叉口进口道设置了中央绿化带或对向左转车道“错位”设置的进口道左转车道处，据测算，设置了左转待转区的进口道在一个信号周期可以多放行3～4辆机动车，每小时可以多放行近100辆机动车和220余辆非机动车，左转通行能力提升23.6%。

图2 改造后的竹溪大道城规院门前路段进出口

结合电动自行车较机动车轻便，具有启动时间短、短时间提速快的行驶特点，以及国内城市道路多给予机动车群体更多通行空间的道路现状，设置非机动车前置等待区则有效利用了交叉口的空间，充分顺应了南宁市庞大电动自行车群体的出行特性，从“时空”上进行了有效分离。

(5)严格按照三、四叉正交形式设计、改造畸形交叉口

按照国家规范《城市道路交叉口设计规程》(CJJ152—2010)要求，“新建平面交叉口不得出现超过4叉的多路交叉口、错位交叉口以及交角小于70度(特殊困难时为45度)的斜交交叉口[7]。已有的错位多叉口、畸形交叉口应加强交通组织和管理，并尽可能加以改造。”在混合交通情况日趋严重的当下，城市因各种历史原因遗留的错位多叉口、畸形交叉口将导致交通组织、交通流线原已复杂的交叉口交通组织更为错综复杂，交通冲突点显著增加，交通行为趋于随意的非机动车交通流管控难度显著增加。

3.2 路段进出口渠化改造

如果说因为交通冲突、红灯时间损失、机非混行等因素使得道路交叉口成为城市路网中的“咽喉”，那么同样兼具交通冲突、机非混行的路段进出口则可以形象地比喻为城市路网中的“瓶颈”。路段进出口是三块板以上道路主路与辅路之间交汇分、合流的交通节点，由于主路与辅路设计速度一般相差较大，交通流分、合流时往往容易出现主路机动车加塞、辅路机动车抢道，导致挤占非机动车通行空间的情况，伴生了交通拥堵，这种情况在主要为连续交通流的城市快速路尤为明显，在部分交通安全设施缺失的情况下，甚至存在一定的交通安全隐患。

对路段进出口实施渠化改造可从以下几方面着手：

(1)城市快速路进出口应严格按照规范控制间距

按照《城市快速路设计规程》(CJJ129—2009)要求，“快速路路段出入口的位置、间距及形式，应满足主线车流稳定、分合流交通安全迅速的要求”，并提供不同设计速度下道路加减速车道的各项设计指标和参数。

在《城市道路工程设计规范》(CJJ37—2012)中则明确了分隔带及缘石开口应符合：“快速路开口最小间距不宜小于2 km,开口长度宜采用20～30 m，开口处应设置活动护栏。”

(2)城市快速路进出口应严格按照设置加减速车道

按照《城市快速路设计规程》(CJJ129—2009)要求，“主辅路出入口连接的两条道路，在快速路主路上必须设置变速车道；相接道路宜增设一条车道，保证快速路进出通畅。”

(3)明确侧分带开口“进”“出”属性

三块板以上道路横断面的道路，在路段设置了出口处，主路汇入辅道交通流产生的交通冲突点为1个；在路段设置了入口处，辅道汇入主路交通流产生的交通冲突点同样为1个。而如果该侧分带开口定义为同时兼具“进口”“出口”的属性，则该节点的交通冲突点立刻增加为3个，交通流发生交通冲突概率上升为原来的300%，不但造成交通秩序混乱，容易出现加塞、互顶情况，交通事故风险性大大增加。

因此在进行交通渠化改造时一定要明确侧分带开口“进”“出”属性。具体操作上可以采用土建“契形口”改造或施划《道路交通标志和标线第3部分：道路交通标线》(GB5768.3—2009)中道路出入口标线，合理引导驶入或驶出车辆的运行轨迹，提供安全交汇，减少与突出路缘石碰撞的可能。

4 混合交通条件下的交通信号控制优化思路

在实际交通管理工作中，交通信号控制优化的重点主要是根据混合交通发展形势探索出相应的交通组织方式，以及为实现该交通组织方式在信号配时、交通设施上进行的优化完善。

4.1 完善非机动车信号灯及其他针对非机动车指引、限制的相关交通标志等交通设施

混合交通形势日渐严峻的当下，为有效应对电动自行车为代表的非机动车群体激增伴生的交通问题，在实际交通管理工作中，完善交叉口的非机动车信号灯，尤其是左转非机动车信号灯具有重要的意义。

城市交通管理的思路就是用标志标线、隔离设施对路口进行空间上的渠化，结合利用信号灯在通行时间上错位控制，分离化解交通冲突。目前南宁市的现实情况是路口空间条件十分有限，空间渠化的效果难以达到理想效果，在这种情况下，用信号控制化解复杂的交通冲突就显得十分必要。

合理完善交叉口非机动车信号灯，可以在交通管理中实现对左转非机动车流的有效控制，引导其等候放行或者选择直行后通过二次过街完成左转。通过直行、左转同时放行相位中加入非机动车信号灯控制左转，切实消除了机非冲突，为城市交通管理部门对交叉口采取多样化的信号控制策略提供了便利，显著提升交叉口通行效率。

4.2 创新交叉口信号控制模式——“蓄水式放行”

作为交通参与者中的弱势群体，对于非机动车的交通组织与保障不仅要考虑其自身的运行特征，更要综合考虑其与机动车运行的相互关系，进行针对性的管理和保障。根据南宁市混合交通出行特性，创新出“蓄水式放行”信号控制模式。

“蓄水式放行”是通过在路口设置大范围非机动车前置待转区、非机动车信号灯、相关指引诱导设施的方式，充分利用路口空间，使非机动车提前启动，最大化提升路口通行效率的信号放行模式。

“蓄水式放行”的主要思路是通过在路口交通信号控制实行特定的相序模式——顺时针单边放行，即东进口——南进口——西进口——北进口依次放行，使路口范围在每一个相位阶段，都对应有一块连续且面积较大的无冲突区域，将该区域设置为对应进口的大容量非机动车前置待行区，引导庞大的非机动车特别是电动车群体提前一个相位阶段“蓄水”进入待行区(见图3)，本进口信号相位阶段可以率先、迅速通过路口，消除混行因素，使稍后启动的同一进口的机动车得以在“单纯”的交通流环境下高效通行。

图3 厢竹大道——长湖路立交桥下平面交叉口“蓄水”待行区

以南宁市快速环路上重要的交通节点厢竹大道——长湖路立交桥下平面交叉的信号控制交叉口为例。实施“蓄水式放行”信号放行模式，首先需要完善交通安全基础设施，即每个进口前添加非机动车待行区，添加非机动车信号灯控制，添加LED诱导屏控制，并采用机动车迟启动的控制方案进行控制，在放行上一个相位时，非机动车辆可行驶到待行区进行等待，直行机动车放行时间比非机动车迟启动9 s，便于非机动车待行区内车辆的消散，在时间上进行“机非分离”。具体设计方案如图4所示。

图4 “蓄水式放行”方案设计图

长湖立交桥下路口采取“蓄水式放行”相位放行改造后，消除了机动车与非机动车之间的交通冲突，提升了路口通行效率，实现了对混合交通的有序管理，具体成效如下：

(1)充分利用了立交桥底的大面积空白区域，提高了交叉口面积的利用率；同时将非机动车集中在待行区中，有利于现场执勤交警对非机动车的单独管理，保障非机动车的行车安全。

(2)缩短了长湖立交桥下路口的高峰时段。经过优化方案实施后的实地调研，长湖立交桥下路口工作日高峰期时段缩短了10～20 min。

(3)路口信号总周期大大减少。采取 “蓄水式放行”前，现场执勤民警常通过手动控制来进行交叉口管理，早晚高峰手动周期时长均大于6 min；在平峰时段，部分进口存在着车辆滞留、数次排队才能通过交叉口的情况；采取“蓄水式放行”后，路口早高峰周期减少了14 s；平峰时段运行周期减少了19 s，各进口车辆均无滞留现象，可一次性通过交叉口；路口晚高峰时段运行周期减少了4 s，早、晚高峰及平峰路口运行周期实施前后对比(见表1)。

表1 早、晚高峰及平峰路口运行周期实施“蓄水式放行”前后对比表

(4)交叉口通行能力显著增加。通过实施后调研，早高峰的机动车通行能力增加了6.74%；晚高峰的机动车通行能力增加了6.40%。平峰时段由原来的需要二次排队优化为机动车辆可一次性通过交叉口。

(5)消除了机动车与非机动车的交通冲突。在相位设计上，直行机动车迟启动9 s，待排空非机动车后，直行机动车灯绿灯才启动，此时左转非机动车亮红灯，禁止非机动车左转，有效地解决了实施前东、西进口单方向放行时左转非机动车与直行机动车之间的冲突，保障了路口安全有序的运行。

5 结语

交通是城市的命脉，交通管理在城市经济社会发展中扮演着重要的角色。科学合理的交叉口、路段渠化改造和信号控制优化可以提升城市整体路网的通行效率，提升交通运输效益，为市民交通出行营造安全、畅通、有序的交通环境。但是就我国城市交通管理实际而言，一般而言的“交通管理”多是指各地交警部门开展的各项路面交通管理工作，属于与交通运行一线直接接触的最“末端”管理，缺乏自上而下的干预和影响。

如何缓解甚至根治城市“混合交通”顽疾，势必需要政府宏观上统筹兼顾，区、市各相关部门齐抓共管，从源头上介入、从实施中管控，才能真正做好城市交通这篇大文章。结合南宁市交通管理具体实际，建议开展以下方面工作：

(1)继续大力实施公交优先战略，保障公共交通优先发展。结合城市轨道交通规划建设，优化常规公交运营管理体制，树立公交优先的交通理念，从体制和机制上做到政府规划场站线网，购买公交服务，公交运营招标和准入、退出体制，解决目前公交服务不到位的现状，遏制公交继续下滑，逐步提高公共交通的分担率。

(2)加快形成多中心的城市总体布局建设。城市发展过程中从“集中化”向“分散化”发展是一条重要规律。当前，我国城市发展正处于“集中化”与“分散化”并存，以“集中化”为主的阶段，但随着城市的继续发展，城市“分散化”趋势必然加强。规划、建设等相关部门应充分重视这一规律，加紧建设城市卫星城镇，以吸引城市中心人口外迁，并采用轨道交通、BRT等大容量交通方式转移，进而缓解市区的交通问题。

(3)合理进行以电动自行车交通为主流的非机动车骑行路网规划，提出“禁”、“限”措施。以电动自行车交通为主流的非机动车骑行路网规划应体现3个原则：近距离出行方便的原则、长距离出行限制的原则以及尽可能减少对交通骨干道路影响(道路资源供需矛盾集中)的原则。为此，城市规划部门应改变当前规划模式，实施区域非机动车路网模式，与快速道路的交通区域划分相结合，在区域范围内全方位组织规划非机动车交通网络，尽量减少区域之间的非机动车交通路网联系，用高效的公交走廊承担跨区域的交通出行，形成区域非机动车交通路网系统[8]。