商丘火车站站前交叉口交通组织方案设计与评价

周 徉，韩凤春

（中国人民公安大学 交通管理学院，北京 100038）

引言

交叉口作为城市交通中敏感地点，合理的交通组织优化对城市道路交通运行效率起着决定性的作用。商丘市火车站是全市最大的铁路车站，站前交叉口交通问题较突出，交通拥堵常发。因此，针对站前两个关键交叉口进行交通组织设计，对改善商丘市站前道路交通状况具有重要的现实意义。

在交通渠化设计方面，美国的MUTCD 手册[1]，主要介绍了不同交叉口所对应的渠化方法和渠化理论。陈洪仁[2]提出了交叉口渠化的具体措施。在交叉口信号控制方面，美国《交通信号配时手册》[3]中提出了“结果导向”式交通信号配时流程。李汝楠[4]运用VISSIM软件仿真对延误和排队时间进行分析，对信号交叉口改善前后的延误水平与服务水平进行分析。在禁限措施方面，CIPRIANI 和 FUSCO[5]提出了禁限措施需要基于整个路网最优；卢健等[6]在禁左措施对交通影响做了系统分析并提出了禁左措施的实施流程。车道功能划分方面，马周等[7]提出从机动车道、公交车道、公交停靠站以及路内停车等方面进行优化设计；易军伟[8]提出在站前区域采取人车分离和接送客车辆单向通行等措施。

1 交通调查与问题分析

1.1 现状调查

神火大道与站前路交叉口是一个T 字型非信控交叉口，有东、西、南三个进口。站前路东口一幅路，六车道；站前路西口一幅路，五车道；神火大道南口三幅路，双向八车道，道宽为3.5 m，设有0.5 m宽的中央隔离护栏，并设有机非隔离绿化带。站前路旁无停车位，未施划非机动车道，未设立中央分隔栏，无行人过街安全岛，路面标线缺失。交叉口渠化见图 1。

图1 站前路（东西）-神火大道（南北）交叉口渠化现状/m

神火大道与民主路交叉口位于火车站以南120 m，十字交叉口。东、西进口为单幅路，设有中央隔离护栏，北进口为二幅路，设有中央隔离护栏和机非隔离绿化带，南进口为三幅路，设有中央隔离绿化带和机非绿化带。交叉口渠化现状见图 2。

图2 民主路（东西）-神火大道（南北）交叉口道路渠化现状/m

1.1.1 交叉口信号配时调查

神火大道与民主路交叉口为单点定时信号控制。相位一南北直行和南北左转同时放行，相位二东西直行放行，相位三东西左转放行，周期150 s。交叉口信号配时见图 3。

图3 神火大道与民主路交叉口信号配时/s

1.1.2 交通量调查

选择17 ∶05—18 ∶05 晚高峰时段，对两个交叉口的交通流量进行调查，交叉口高峰小时交通量见表 1、表 2。

表1 神火大道与站前路交叉口机动车高峰小时当量交通量

表2 神火大道与民主路交叉口机动车高峰小时当量交通量

1.2 问题分析

1.2.1 站前路与神火大道交叉口问题分析

（1）交叉口内标线缺失，站前路段车道功能划分不明确，车辆混行严重。出租车待客区指引信息缺失，待客区空间不足，大量乘客行车道拦截出租车，影响其他车辆的正常通行。（2）《城市道路交通设施设计规范》（GB 50688—2011）[9]规定快速路和主干路上人行过街设施的间距宜为300～500 m。由图1 可知，站前路西进口设置了两个人行横道，间距为50 m，东进口两个人行横道，间距83 m，不符合上述国标规定。（3）火车站附近的站前路段未设置非机动车道，非机动车驶入交叉口后与机动车混行，存在安全隐患。

1.2.2 神火大道与民主路交叉口问题分析

（1）南进口左转车道数与左转交通流量不匹配。南进口左转高峰小时交通量达380 pcu/h，而南进口仅一条左转掉头合用车道，导致左转车辆排队长度长，延误大。（2）南北进口左转车流未设置左转保护相位，直行和左转车辆交织，造成交叉口内拥堵。南北直行左转相位无全红时间，南进口左转尾车与行人、北进口直行车辆产生冲突。（3）该交叉口的非机动通行需求大，高峰时等待区域不能满足非机动车辆等待的需求，直行和左转非机动车混杂在等待区中，放行速度和效率较低。

2 方案设计与评价

2.1 站前路交叉口交通组织设计

2.1.1 站前道路实行单向通行，禁止站前路西进口车辆直行

站前路自西向东单向通行，禁止西进口车辆直行，统一右转进入神火大道。交叉口实行禁限措施需要考虑路网系统、交通流向流量、道路路段等条件[10]。现状中西进口直行高峰小时交通量仅104 pcu/h，设计方案中该部分车辆右转驶入神火大道，在民主路-神火大道交叉口北进口掉头绕行进入站前路东段。

2.1.2 合理划分车道功能、完善标志标线

合理划分车道功能，明确公交车、社会车辆和出租车通道，施划即停即走车道，以解决交通秩序混乱的问题[11]。

2.1.3 调整站前路东段公交车位置，合理设置出租车上客点和下客点

西进口原有的出租车待客区改为下客点，原东口公交车站位置改为出租车上客点，设置指引标志，东进口公交车站从道路左侧移至道路右侧。

2.1.4 增设非机动车道，合理设置人行横道

单向通行方案使得站前路有足够的道路空间设置非机动车道。将站前路东侧、西侧的四个人行横道拆除，东、西侧人行横道设置在行人通行距离最短的位置，方便行人过街。交叉口渠化见图 4。

图4 站前路（东西）-神火大道（南北）交叉口渠化设计/m

2.2 神火大道与民主路交叉口渠化与信号配时设计

2.2.1 神火大道与民主路交叉口渠化设计

（1）增加南进口车道，南、北进口重新划分车道

南进口破除中央绿化带改为中央护栏，并拆除部分机非隔离绿化带，偏移道路中线，缩减出口车道和其他进口车道的宽度，增加进口车道，增设后南进口为两条左转车道、一条直行车道、一条直右车道。

站前路实施禁左后，绕行车辆会增加北进口的掉头掉头需求，因此需要设置掉头车道。将原本一条右转车道、三条直行车道、一条左转车道改为一条直右车道、二条直行车道、一条左转车道、一条左转掉头合用车道。

（2）拆除东进口渠化岛，各进口区分非机动车左转、直右车道

拆除东进口渠化岛，在四个进口设置非机动车等待区，并区分左转和直右非机动车道，分离左转非机动车与直行非机动车，减少不同流向非机动车之间的影响，有效提高非机动车的通行效率。

南北进口距离停止线10 m 处破除中央隔离护栏，施划中心黄色虚实线，指示掉头车辆提前调头，不进入交叉口，并设置行人过街安全岛。交叉口的渠化设计图，见图 5。

图5 民主路（东西）-神火大道（南北）交叉口渠化设计/m

2.2.2 神火大道与民主路交叉口信号配时优化

采用Webster 方法计算信号配时，综合当前流行的早启迟断思想对信号配时进行调整。

确定黄灯和全红时间。黄灯时长[12]：

式中：A—黄灯信号时长，s；t—驾驶员反应时间，s，一般取值为1 s；v—车辆在进口道的速度，m/s；a—汽车减速度，m2/s，没有实测数据时取3 m2/s;g—坡度。

全红时长[12]：

式中：r —全红信号时长，s；w—从停车线到远端对象冲突车道的距离，m；l—汽车标准长度，通常取5～6 m；v —车辆通过交叉口的速度，m/s。

经过计算得到各个相位的黄灯时长、全红时长见表 3。

表3 各相位全红时间/s

根据交通调查得到的数据，计算得到各进口方向车道的流率比见表 4。

表4 各进口方向的流率比

设置左转保护相位时，经常给两个对向的左转车流分配相同的绿灯时间，当两个对向左转车道流率比相差较大时，对称式左转保护相位会造成通行效力降低。常采用的是早启或迟断式信号控制方案[12]。

西左转流率比明显高于东左转流率比，西直行流率比略高于东直行流率比，因此，考虑在四相位信号配时的基础上使用早启迟断再次优化信号配时。

采用西直行“迟断”，西左转“早启”。由于南北直行和左转相位与原相位保持不变，相位3、4、5 的关键流率比y3,4,5=max｛(e1,3+e1,4)，(e2,3+e2,4)｝，最终得到各关键车道（组）的流率比，见表 5。

表5 各关键车道（组）的流率比

得到Y=y1+y2+y3,4,5=0.702。通过韦伯斯特公式简单计算可得周期C0=138 s。南北直行、左转放行结束后，东、西直行绿灯同时启亮，东直行先断，紧接着东左转启亮，西直行比东直行迟断4 s，东左转比西左转早启4 s。信号配时见图 6。

图6 信号配时/s

2.3 方案评价

使用Vistro 软件对两个交叉口进行方案评价，民主路-神火大道交叉口的评价结果见表 6。

表6 神火大道-民主路交叉口评价结果对比

站前路-神火大道交叉口服务水平由D级提升至C 级，西进口车辆延误由50.6 s/pcu 降至20.3 s/pcu，神火大道南进口车辆延误37.1 s/pcu 降至18.6 s/pcu。神火大道与民主路交叉口服务水平由F 级提升至E级，交叉口延误由111.11 s/pcu 降至70.20 s/pcu，南进口延误由207.25 s/pcu 降至78.79 s/pcu，东、西进口延误基本不变，北进口的延误有一定幅度增加，但整体来看交叉口运行效率有显著的提高。

3 结语

以商丘市火车站站前的两个交叉口为研究对象，进行交通调查，获取交通流数据、道路渠化数据等。分析了商丘市火车站站前交叉口的运行特点，找出所存在的交通问题，从交叉口渠化、信号配时、禁限措施等方面展开研究，提出两个交叉口的交通组织设计方案。站前路实行单向通行，对站前路西进口采取禁左措施，对道路断面、交通设施进行改进；优化民主路-神火大道交叉口渠化和信号配时方案，将南北进口车道重新划分、改善慢行交通、采取早启迟断信号配时方案等。评价后发现，站前路西进口车辆延误由50.6 s/pcu 降至20.3 s/pcu，神火大道南进口车辆延误37.1 s/pcu 降至18.6 s/pcu，服务水平由D 级提升至C 级；神火大道与民主路交叉口交叉口延误由111.11 s/pcu 降至70.20 s/pcu，服务水平由F 级提升至E 级，交叉口的运行效率有着显著的提高。