重庆市主城区公交专用道交叉口交通组织管理研究

张卫红 左 璇 曾祥庆 万 强 周 纯 王少飞

（1.重庆市公共交通控股（集团）有限公司，重庆 400015；2.重庆城市交通开发投资（集团）有限公司，重庆 401121；3.招商局重庆交通科研设计院有限公司 智慧城市与数字交通工程院，重庆 400067）

优先发展公共交通是缓解交通拥堵、转变城市交通发展方式、提升人民群众生活品质、提高政府基本公共服务水平的必然要求，是构建资源节约型、环境友好型社会的战略选择[1-2]。为贯彻中央文件精神，结合重庆“公交都市”示范城市建设要求及主城区公共交通发展实际，重庆市于2017年4月开始实施主城区缓解交通拥堵三年行动计划，其中“保障公交路权优先”被列为行动方案的10项举措之一。

公交专用道建设首先需要有技术标准作为支撑。公共安全行业标准《公交专用车道设置》（GA/T 507-2004）[3]于2004年10月1日起开始实施，至今尚未进行过修订。该行业标准主要是在总结平原城市公交专用车道工程建设经验的基础上制订的，对类似重庆这样的山地组团适用性有限，特别是交叉口交通组织管理技术要求的可操作性不强。由于道路资源有限、地形条件受限[4-5]，山地城市公交专用道交叉口交通组织管理是需要解决的难点问题之一[6]。

1 公交专用道借道区长度计算

1.1 进口道借道区长度

交叉口进口道借道区长度需要保证右转车辆在借道区实现变道转向。当借道区所能提供的车头间隙大于右转车辆可穿行的临界间隙时，右转车辆可以利用该间隙实现变道转向。因此，可以利用专用道上公交车辆的车头时距分布、右转车辆穿过借道区的临界间隙研究借道区长度。

将紧临公交专用道的社会车道命名为车道1，设借道区长度为L。车道1上的社会车辆从借道区鼻端开始直到l（0≤l≤L）处成功穿过借道区的概率为，即车道1上的右转社会车辆在行驶过程中，借道区一直未出现可穿行间隙，直到行驶至l处时出现可穿行间隙的概率。

由于公交专用道在借道区l处出现可穿行间隙的机会具有随机性，符合一定的概率分布。设专用道上公交车流的车头时距符合概率分布函数如式（1）所示：

式中，h为专用道上公交车流的车头时距（s）。

当专用道上的公交车流未达到设计交通量时，若车道1上的社会车辆无限期在此等候，理论上总能等到借道区上的可穿行间隙。车道1上的社会车辆在l处遇到可穿行间隙的概率分布函数为其在此等候时间的几何分布。

对式（2）进一步转化，得到式（3）。

微分方程有通解，如式（6）所示：

由该方程的连续性以及l = 0位置点处的定义可知，当l < 0时= 0。对方程两端取l = 0处的左极限，可得C = -1。代入并对式（6）进一步化简，得到式（7）。

根据式（7）可知，右转车辆在车道l上行驶的距离越长，则其遇到可穿行间隙完成变道转向的概率越大。令，则可逆推得出进口道借道区的长度L，如式（8）所示：

式中，t0为社会车辆穿行临界间隙，参考相关研究成果，取值为8s[7]；P为右转车辆成功穿过借道区的概率，参考相关研究成果，取值为98%[7]。

由于时间可连续地取任何实数，车头时距分布属于连续型分布，负指数分布经常用于描述城市交通流车头时距分布特征，对城市交通情况有较好的匹配性。即，其中λ为公交车到达率（辆/s）。以专用道上的公交车辆车头时距服从负指数分布为例，根据《2018年重庆市主城区交通发展年度报告》，高峰时期，右转车辆在车道1上的平均行驶速度为20-45km/h，专用道上的公交车流量为100-200辆/h，代入式（8）求解，结果如图1所示。

行业标准GA/T 507-2004《公交专用车道设置》并未给出公交专用道进口道借道区长度参考值。根据图1可知，针对重庆市主城区道路交通情况，公交专用道进口道借道区的理论计算值为20-45m。

1.2 出口道借道区长度

交叉口出口道借道区的标线设置现阶段尚未得到足够的重视，目前采用的措施主要是在交叉口出口道将公交专用道断开一段，用于给交叉口右转社会车辆汇入社会车道提供待行区。出口道借道区长度的研究方法与进口道借道区相同，但情景存在差异，进口道借道区是右转车辆利用公交专用道上的可插入间隙进行变道转向，而出口道借道区是转向车辆利用社会车道上的可插入间隙进行变道汇入车道2（设与公交专用道出口道紧邻的社会车道为车道2），故在计算上存在差别。

图1 公交专用道进口道借道区长度

图2 公交专用道出口道借道区长度

当车道2上所能提供的间隙大于右转车辆可汇入的临界间隙时，交叉口右转车辆可以利用该间隙实现变道汇入车道2。因此，可以利用车道2上社会车辆的车头时距分布、右转车辆平均运行速度和右转车辆穿过借道区的临界间隙研究出口道借道区长度。计算分析方法与进口道借道区类似，可得到出口道借道区的长度。

GA/T 507-2004《公交专用车道设置》规定公交专用道出口道借道区长度应不小于30m。根据图2可知，针对重庆市主城区道路交通情况，公交专用道出口道借道区的理论计算值为21-32m。

2 公交专用道交叉口交通组织管理措施

2.1 进口道交通组织管理措施

进口道交通组织管理措施主要分为以下3种情况：

当社会车辆直行车道数小于2车道时，路侧式公交专用道应在交叉口进口道入口处前40-50m处终止（在理论计算值20-45m的基础上适当延长），如图3所示。

图3 路侧式公交专用道至交叉口进口道设置示意图（社会车辆直行车道数小于2车道）

当社会车辆直行车道数为2车道，且高峰小时每信号周期右转社会车辆不大于4辆时，路侧式公交专用道宜与社会车辆共用右转进口道。如有车道交织，则在进口道入口处前40-50m或渐变段范围内设置社会车辆右转借道区，且借道区前20m范围内禁止变道。如图4、图5所示。

图4 路侧式公交专用道至交叉口进口道设置示意图（进口道无渐变段）

图5 路侧式公交专用道至交叉口进口道设置示意图（进口道有渐变段）

（3）当社会车辆直行车道数大于2车道，且高峰小时每信号周期右转社会车辆大于4辆时，路侧式公交专用进口道宜设置在交叉口最右侧直行进口道。如果有车道交织，则在进口道入口处前40-50m或渐变段范围设置社会车辆右转借道区，且借道区前20m范围内禁止变道。如图6所示。

图6 路侧式公交专用道至交叉口进口道设置示意图（社会车辆直行车道数大于2车道）

2.2 出口道交通组织管理措施

对于交叉口出口道位置，重庆主城区采用“抗滑薄层+标志”（抗滑薄层与标志间距约12m左右）的方式示意公交专用道起点。若出口道最外侧车道汇入（交叉口右转车辆）流量较大，则距公交专用道起点标志30-50m（在理论计算值21-32m的基础上适当延长）预留借道区，如图7所示。

图7 路侧式公交专用道出口车道设置示意图

3 实施效果

公交专用道交叉口交通组织管理措施对公交车运行速度和运行效率有重要的影响。从重庆市主城区首批14条公交专用道开通运行后的效果看，在尚未采取交叉口公交信号优先控制的情况下，目前公交运行车速较开通前上升30%-50%，较同路段社会车辆全程运行时间明显缩短；公交日均客流增加16.1万人次，平均增长4.7%。上述数据充分说明，针对道路资源有限、地形条件受限的山地城市，本研究提出的交叉口交通管理措施是科学合理、行之有效的。