城市交叉口治堵新方法——关于“变相左转”路况的分析

张金虎，周方明，邵志坤 ，龙洁 （宿州学院资源与土木工程学院，安徽 宿州 234000）

1 引言

随着社会经济的飞速发展及城市机动车保有量的不断增加，各个城市都涌现出不同程度的城市交通问题。其中，最突出的就是交通拥堵问题，尤其是在高峰时段内，过饱和的交通状况极易导致交叉口处的拥堵频发，影响人们正常上下班的问题愈演愈烈。因此，研究分析城市交通发展状况和限制因素，解决制约城市交通发展，改善城市交通状况显得尤为重要。国内外诸多学者针对不同交叉口出现的各类突出问题，提出了许多相应的措施及解决方法，如：实行禁左、“U型”转弯、港湾式左转车道法、移位左转等。虽然现在已有大量的优化方案及解决措施，但在常规的纵列式交叉口中，直行、右转车辆与左转车辆之间的冲突点问题仍未得到有效解决。并且某些独特的交叉口受地理位置、交通状况及道路资源等多重限制，在使用各种传统交通策略与措施后，交叉口的拥堵问题仍旧未得到有效解决。目前，我国各大城市交通量不断增长，城市道路交叉口交通压力也越来越大，交叉口设计不合理、冲突点延误等问题将愈演愈烈[1]。为此，本文提出了治理城市交叉口拥堵的新方法——“变相左转”。

2 变相左转

2.1 设计思路

在总体延误中，交叉口的延误时间占据了绝大部分，所以提高交叉口通行能力，可以很好的解决交通拥堵问题。交叉口的红绿灯信控只能消灭一部分的冲突点，而冲突点的存在必将阻碍了交叉口的通行效率，从而引发交通事故。通行车辆在交叉口行驶时，右转行驶没有冲突点，很多信号灯不控制右转车辆，即右转不受限制；而左转行驶时，所遇到的冲突点很多，并且左转车辆通行时，将影响直行车辆的通行。

“变相左转”是将原先道路左侧的左转车道移至道路右侧，形成“折拐式左转”，不仅消灭了冲突点，减少了信号控制相位，在一定程度上也能减少交叉口整体延误，提高了通车效率。对于城市新建开发区而言，很多由市区延伸出来的，以直线型为主的多车道道路，恰好符合变相左转型交叉口设计，拟解决的主要道路类型。相对于传统的道路运行方式，“变相左转”更为适用于直行交通量较大或以直行为主的交叉口。“变相左转”的实施，是继路口空间拓宽后的又一次交通组织革新，通过在交叉口的改进与优化，在时间维度上增加直行车辆通过交叉口时间，增强交叉口通行能力，减少了信号配时相位数，同时又辅以左转专用标线与速度推送诱导标志牌，从而提升道路通行效率。将左转与直行车流的冲突分散到本相位和相邻相位直行车道，提升了直行的通车效率[2，3]；在提高交叉口行车安全性的同时，也降低汽车尾气排放量，实现低碳环保。

2.2 设计方案

从上述的设计思路及存在问题出发，本文对交叉口进行了重新规划设计，即“变相左转”设计方案。简而言之，“变相左转”是一种把左转行车道转移至相邻相位直行等待区等待，消灭了冲突点，减少了红绿灯相位数，有效提升交叉口通行效率。

相比于传统交叉口设计（图1），本设计方案（图2）是将左转车道渠化转移，设置到直行车道和右转车道之间，即所有原定左转车，均先右转再掉头至对面直行车道等待（详见图2的蓝色车流导线）[4]。单独信号灯控制原定左转车先右转、再掉头、后直行，以达到左转的目的[5，6]；即多放置一个折拐式信号灯，与直行红绿灯用同一个相位[7]。该方案以重组交叉口道路断面，来实现直行方向畅通，从而消灭交叉口冲突点，提升整个路口直行通行效率。

以图1为例，右转车依旧不受限制，撤销传统左转信号灯，增加右侧自北驶向南车道，原左转车停车预留区。为了控制右侧自北驶向南车道的原左转车停车预留区充裕，增加原左转车信号灯，分隔原左转车流[8]。将交叉口进行改造以后，在原左转车进入自南向北车道掉头时，可能会与自北向南车流发生冲突，影响停车等待。所以在掉头空隔处右侧，提前设置直行车辆等待区，避免车流冲突。

图1 传统型交叉口

图2 “变相左转”型交叉

以图2为例，对变相左转型交叉口的车辆行驶路径进行分析，图中青色区域为左转专用道，当东西向直行红灯亮时，左转车辆可沿着图2中青色区域内的左转车流导向线行驶；而蓝色区域则是左转车辆的最终等待区域。充分考虑了左转车交通量大小不同时的需求，可依据实际情况，调整左转待直行的等待区道路的长度。

以某驾驶员自西向北左拐的意图，想要左转通过交叉口的车辆为例。从交叉口西侧最下方青色区域，沿标志标线走，先右转至南方位车道，然后直行一小段距离，再掉头至自南向北直行。原自南向北方向直行车辆在后侧停车线处等待。

3 实例研究

3.1 工程实例

本文以宿州市汴河东路与韩池子路交叉口为例，对其实际交通量进行调查分析，并运用软件VISSIM对优化设计方案进行仿真分析[9]。传统交叉口红绿灯存在四个相位，而“变相左转”型交叉口只需要两个相位，相位减少后使得红绿灯设计也更简单。取相同红路灯周期152秒[10]，传统型交叉口四相位配时如图3所示，“变相左转”型交叉口两相位配时图如图4所示。

图3 传统型交叉口四相位配时图

图4 “变相左转”型交叉口两相位配时图

为更好地研究变相左转型交叉口的实用性，根据安徽省宿州市汴河东路与韩池子路交叉口交通量调查情况，将左转交通量占直行交通量的百分比情况计算出来得到表1[11]。

3.2 结果分析

运用软件VISSIM对传统型和变相左转型交叉口交通量进行仿真分析，其交叉口延误时间对比情况如表2所示。图5和图6分别为传统型交叉口交通仿真图和“变相左转”型交叉口交通仿真图。

图5 传统型交叉口交通仿真图

图6 变相左转型交叉口交通仿真图

由图5和图6可知，在相同交通量的情况下，传统型交叉口的交通组织方式红灯时，排队长度和排队时间远大于变相左转型交叉口，排队长度和排队时间过长，容易增加司机的心理压力，使得心情烦躁，增加事故发生率[12，13]。而“相左转”型交叉口相比传统交叉口每辆车的延误时间少约20s，节约了超半数的延误时间，提高了交叉口的通行效率，改善了交通拥堵情况[14]。由表2可知，当左转占直行交通量的10%、20%和30%时，变相左转型交叉口的左转等待区均未出现拥堵情况，当左转占直行交通量的40%时，开始出现拥堵现象，但是否会产生拥堵取决于左转等待区的长度，本次模拟长度为25m，具体长度则可根据实际情况予以确定。

汴河东路与韩池子路交叉口交通量情况（单位：辆） 表1

延误时间对比图 表2

4 结语

本文通过将左转车道渠化转移至直行车道和右转车道之间，对交叉口进行优化设计，在时间维度上增加直行车辆通行效率，增强交叉口通行能力，实现了交叉口的“变相左转”。不仅消灭了交叉口左转车与直行车的冲突点，提高了直行通行效率，还有效地缩短停车等待时间，降低尾气排放量，保护了生态环境。设计方案适用于直行交通量大及车流量有明显方向性的交叉口交通拥堵情况，可以很好解决由于上下班、商业活动等车流引发交通拥堵的问题。更是以其设计方案具有工程造价低，施工难度低且易于实现等特点，为解决道路的拥堵及交叉口优化设计提供了新的思路。