城市道路单向交通组织优化问题研究

朱奕文

摘 要：本文主要从我国城市道路交通现存的问题出发，详细分析了其优化思路，并以我國某市政道路路段为例展开优化设计，以期能够为我国市政道路规划提供技术借鉴。

关键词：城市道路;交通组织;单向;优化

1 单向交通组织优化分析

对于市政道路的单向交通组织优化而言，其基本目的就是基于道路的支路部分进行适当的单向交通规划，从而在一定程度上舒缓交通，使得道路在具有足够安全性的基础上改善其通行能力，提升路网整体的运输效率，有效解决城市交通拥堵的问题。支路路段大多宽度较小且配套设施不完善，这就决定了支路一般只有两个方向相反的车道，对于中间分隔设置不严格的情况下，车辆可短暂借反向车道进行超车。在支路运行的绝大部分情况下，由于其运输压力相对较为平缓且两个方向上车流量较为均匀，因此可以很好地满足基本的交通需求。

但是城市交通流量自身分布具有一定的不均匀性，在一天的不同时段交通压力有着显著的差异，譬如随着城市化进程的加深越来越显著的潮汐交通，这将会对不同方向的车道产生流量的不协调。此时若采用双向通行的方式则很容易导致交通的拥堵，甚至引发交通事故，同时也会大大降低道路的运输效率，浪费城市交通资源。对于中间分隔严格的路段，其在一定程度上可以有效避免因借反向车道超车的风险，但同时也会大大限制道路的使用效率，使得两个方向车道流量的严重失衡，加重拥堵问题的发生。针对于这一问题，交通管理部门就可以在特定时间段内将某些路段临时改为单向通行，以此来提升道路的运输效率，尽可能地降低不必要的交通资源浪费，缓解车辆拥堵问题的发生，并实现支路对干路运输压力的分流与疏导。

除此之外，支路环境大多较为复杂，常常受到多种因素的作用，且其自身调控能力较弱，这就会导致支路很容易受客观环境影响而出现拥堵问题。实践表明，支路出现拥堵的影响较干路往往更加深远且不易调节，严重者甚至会对自然生态、居住环境产生一定的破坏。因此，优化单向交通组织就具有重大意义，其通过从整体上调控道路的通行情况，以此来降低道路瘫痪风险，提升其运载能力。

2 案例计算

本文以我国某城市路网为例展开分析，其基本分布如图1所示，其中（1，2）（2，4）（4，3）（3，1）分别为该路网的四条干路，各干路车道中央设立有严格的分隔，干路所围范围内的其他道路为支路，路网各节点编号如图中所示。受到干路中央分隔的作用，因此支路对干路的分流作用仅考虑干路中顺时针运行的车辆。其中，干路的最大期望饱和度S0（a）=0.85;支路最大期望饱和度S0（a）=0.75。支路的双向行车能力C2（a）=300 pcu/h;单向行车能力C3（a）=800 pcu/h。

在不考虑支路对干路的分流作用的情况下，仅依赖于干路自身运载能力进行交通运输，通过计算，在该种情况下，除（3，1）干路饱和度增幅较小，其余干路饱和度数值大于1，处于超负荷状态。

若采取支路单向分流系统，充分发挥支路的分流作用，其各道路的实际运营状态，相较于不分流的情况，其各道路的负荷强度都有所下降，且饱和度数值均小于1。

计算分析支路分流作用的加入能够有效缓解干路运输压力，流量、饱和度两个指标都有十分显著的下降，所有干路饱和度的平均值从0.98下降至0.88，且在支路分流之前，饱和度超过1的有9条，而在支路分流后该数量降为3。由于在支路分流的过程中未采取有效措施对其进行调节，因此仍有许多条支路在分流后的饱和度高于0.8，考虑到支路自身调节能力较弱，在此负荷下很容易出现拥堵甚至安全问题。因此，还应当针对于支路展开单向交通组织优化，以保证其具备足够的稳定性保障来抵抗外部因素的干扰。

限量 路网饱和度总平均超限量 每车平均绕行系数 每车平均绕行距离/m

1 [0，2.5） 0.052 7 0.006 9 0.059 6 0.003 9 8.730 0

2 [2.5，14.5） 0.055 6 0.007 3 0.063 9 0.001 8 3.945 5

3 [14.5，56） 0.078 7 0.009 4 0.088 1 0.000 1 0.287 1

4 [56，+∞） 0.081 6 0.013 5 0.095 1 0.000 0 0.000 0

根据上述模型，在优化作业中，为了尽可能地简化过程且提升其可靠性，则将δ1、δ2的大小取作1，仅对δ3的大小进行调节，以此比对不同δ3值下的运行效果。分析结果表明，在δ3取在不同范围的情况下，其优化效果有着十分显著的区别;但对于同一范围内的取值，其结果相对较为稳定，可近似看做相同。δ3在不同取值范围内的计算结果如表1所示。

在对上表方案1，2，3，4进行整理分析后可以看出，在δ3取值范围不断增大的过程中，干道饱和度平均超限量这一指标呈现出较强的正相关;但平均绕行系数、平均绕行距离这两个指标则呈现出较为明显的负相关。如方案4的计算结果所示，当δ3的取值趋向于无穷大后，则干、支路的饱和度平均超限量指标也将增加至其最大值，但绕行系数指标却降低至0，此时的优化方案即等同于未经优化处理的初始方案。在对四个方案进行计算后即可得出，前三个方案相较于方案4，其干、支路的饱和度平均超限量指标的降低比例分别为35.4%，48.9%;30.6%，45.9%;3.6%，30.4%，其中支路要远高于干路，其数值相差近10倍。

在方案1基础进行饱和度计算，各路段饱和度超限量指标上的降低程度是相较其它方案计算最大的，虽然在该方案中对于单车的绕行距离指标增加了8.73 m，但车辆在40 km/h的时速下，仅多耗费1 s，相较于可能出现的拥堵问题，从整体来看还是具备十分显著的优势。

3 结语

目前，我国城市化进程的发展已然对社会生活、生产带来了极为深刻的影响，但同时也对交通运输提出了更高的要求。这样的背景下，‌城市道路单向交通组织优化的意义就显得越来越重要，需要技术人员充分结合实际情况，积极采用高新技术进行规划，以此实现城市交通的高效、安全。

参考文献：

[1]刘敏，吴小龙.城市道路区域单向交通组织方案研究[J].城市建设理论研究（电子版），2017（24）：172-174.

[2]刘家军.城市道路单向交通组织有效性研究[D].西南交通大学，2013.

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