城市道路建设重要节点设计分析

2020-11-26庄翔

建材发展导向 2020年1期

庄翔

（大同市强毅工程设计有限公司，山西大同 037009）

城市交通节点的合理性，直接关系到相应线路的功能，甚至关系到道路交通的全过程。这对道路通行能力和城市交通安全有较大影响。由于中国国民经济的快速发展和汽车工业的加速发展，中国的汽车拥有者数量急剧增加。为改善城市交通条件，需要建设城市主干道，城市道路节点的规划、设计、改造和管理无疑是非常重要的。

1 城市道路概况

城市道路是以网络形式分布在城市当中。由于道路的不同功能和地理位置的差异，道路之间的节点和连接处也不尽相同。节点是道路之间的交点，道路在正常状态下的行驶方式是同一平面下的直接连接，不同道路间的连接创造了不同的节点区域。

节点问题是由共享道路时空资源引起的流量冲突。因此，解决流量冲突对于解决节点问题具有重要意义。总结目前的节点形式，我们可以发现，到目前为止，只有三种措施可以解决节点冲突，即：控制，整合和立体分离。控制是指使用控制手段，如信号灯，及时将冲突双方分开，并定期将冲突转化为单方向连接。整合措施通过结构和组织措施整合交通流。为了消除或缓解冲突，立体分离是指通过三维结构节点分离交叉流，从而消除一般冲突。

2 城市道路节点的分类

2.1 无信号控制平面节点

在任何道路系统中，不受红绿灯控制的平面节点是最常见的节点形式。特别是在我国城市路网中，没有控制信号灯的节点，占到了90%以上。实际上，无信号控制平面节点有两种：二路停牌平交节点、全停牌平交节点。根据节点的运行特点，二路停牌节点中，车辆在主干道上有优先权，全停牌节点则不存在优先权。

2.2 信号灯控制平交节点

信号灯控制平交节点在道口设置信号灯。为了改变红绿灯的颜色，需要控制节点的流量分布，确定通行流量和终止流量，并及时划分冲突流量，这增加了节点的安全性和效率。城市道路网络的节点，通常是具有信号灯，交叉道路分时连接。由于红绿灯周期性地在某个方向上交叉交通，因此特定车道上的车辆只能利用通行时间通过该单元，而在另一时间，则必须等待绿灯，当信号灯变绿时，排队等候在等候线外的车辆开始通过节点。在最初的几秒钟，当绿灯信号打开时，流量变化明显，然后逐渐稳定；当绿灯结束时，变成黄色和红色，下一辆车等待停车，等待下一个绿灯通过，从而间歇性地产生节点中的流量。

2.3 平面环行节点

平面环行节点是道路连接到一个环岛的节点。对于正确的交通规则，环路是仅逆时针操作的单向环路，并且车辆必须通过输入和输出节点逆时针右转完成移动功能。平面环行节点的特点不是连接道路的圆形特征，而是组内车辆的单向环。

实际上，平面环行节点包含了一个处理流量冲突的优化环，它允许不同的流量适应相同的流向和下游方向，在合并替换中交叉冲突，可以改善节点的流量状况。

2.4 立交节点

立交节点是不同道路、不同方向的交通流量分别通过不同高度的节点。立体交叉是解决流量冲突的最终方法，也是能够完全消除冲突的最完整、最简单的解决方案。立交节点的主要特征之一是道路之间的三维相交。过去，立交节点的分离既复杂又不科学，并没有反映出它们之间的区别，特别是几何形状的分离导致流量交叉的混乱，使驾驶者迷失方向。

3 基于三步优化方法的规划设计方法

3.1 节点匹配度

节点匹配度是指节点之间的相容性或对应性程度。在节点命名的语境中，有广义和狭义之分。节点匹配度通常包括节点与道路之间的符合程度、节点与交通之间的符合程度、节点与服务之间的符合程度，以及节点与道路网络之间的对应程度。由于交通需求的弹性是可变的，因此很难获得节点与相对实体节点之间的对应关系的常值。连接道路的节点匹配度可以反映在节点合规性、交通合规性和流量合规性的程度上。得分越高，两者之间的对应性越好，道路交通的效率也就越高。

3.2 节点可靠性

节点可靠性是在不确定因素影响事物稳定性的一个指标。节点可靠性只考虑网络拓扑结构，即连接网络节点的能力，这反映了两个节点保持连接的可能性。工作时间的可靠性是指旅客能否在一定时间内到达目的地。

3.3 节点重要性

节点重要性用以衡量节点变化对系统整体运转性能的影响。节点重要性分析通常用于可靠性设计、故障诊断和不同系统的改进。从流量需求的角度看，节点越重要，节点可靠性就越高，反之亦然。

4 城市道路节点改造规划设计

中国的城市正在发展中，随着对车辆需求的增加，城市道路网仍在继续发展。城市道路的建设与改造可分为三种类型：一是现有道路的更新和现代化，二是现有节点的交通状态改变，三是现有道路网上新建道路。在城市道路建设或改建过程中，节点规划设计必须首先保证交叉道路的功能要求。根据相关数据，首次确定了节点的三项指标，按照三级改进的方法解决匹配度和可靠性问题，当需要提升整体交通水平时，根据节点的重要性选择节点进行改造，使结构设计满足要求。