可變車道在烏魯木齊市西山路的應(yīng)用研究

陳亞平　李珣輝

(1.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　上?！?01804；　2.新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院　烏魯木齊　831401)

可變車道在烏魯木齊市西山路的應(yīng)用研究

陳亞平1李珣輝2

(1.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室上海201804；2.新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院烏魯木齊831401)

摘要目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)可變車道的研究主要集中在理論研究上，在應(yīng)用研究方面則相對(duì)較少。查閱相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，在后者的研究上存在實(shí)施方案考慮因素不全面、可操作性差等問(wèn)題。文中針對(duì)這些問(wèn)題，選取烏魯木齊市西山路為研究對(duì)象，在論證了可變車道方案可行性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了較為完善的實(shí)施方案，并運(yùn)用仿真軟件評(píng)價(jià)實(shí)施效果，結(jié)果表明，設(shè)置可變車道能夠有效減少車輛在交叉口的延誤和排隊(duì)長(zhǎng)度。

關(guān)鍵詞城市交通可變車道交通仿真西山路潮汐交通

可變車道是在不同時(shí)間內(nèi)變換某些車道上的行車方向或行車種類的車道組織措施，其可以緩解潮汐交通的負(fù)面影響。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)可變車道的應(yīng)用研究相對(duì)較少，其中岳雷等[1]、崔妍等[2]、陳堅(jiān)等[3]分別對(duì)上海市林浦路、北京市朝陽(yáng)路、成都市蜀西路的可變車道設(shè)置方案進(jìn)行了研究，提出了一些具體的措施，對(duì)實(shí)踐有一定的指導(dǎo)意義。但是，這些文獻(xiàn)也存在一些問(wèn)題，如實(shí)施方案不全面、交叉口考慮不周全等。

隨著我國(guó)城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，長(zhǎng)距離的通勤交通出行越來(lái)越多，連接工作地與居住地的主要通道出現(xiàn)潮汐交通的趨勢(shì)更加明顯，因此，盡可能早地提出較為完善的實(shí)施方案對(duì)于可變車道的推廣具有一定的積極意義。本文從此角度出發(fā)，針對(duì)上述問(wèn)題，以烏魯木齊市西山路為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了較為完善的實(shí)施方案，希望有助于推動(dòng)可變車道在國(guó)內(nèi)的實(shí)施。

1　可變車道方案可行性分析

1.1研究對(duì)象概述

西山路是進(jìn)出市區(qū)的主要通道，交通功能突出，其全線約4 km，雙向4車道，機(jī)非分離，設(shè)計(jì)車速為60 km/h，無(wú)中央分隔帶，自東向西依次與馬料地街、環(huán)衛(wèi)街、騎馬山路相交。西山路沿線居住著約16萬(wàn)居民(2012年)，早、晚高峰時(shí)段潮汐交通現(xiàn)象較為明顯。

1.2方案可行性分析

可行性分析一般從以下4個(gè)方面考慮。

(1) 車道條件。機(jī)動(dòng)車道數(shù)應(yīng)大于雙向3車道，現(xiàn)狀西山路為雙向4車道，大于3車道，滿足車道條件。

(2) 流量流向條件。方向分布系數(shù)應(yīng)大于2/3，分別在早(10：00～11：00)、晚高峰(19：30～20：30)時(shí)段對(duì)西山路交通流量進(jìn)行調(diào)查，見表1。

表1　西山路早晚高峰交通流量

由表1可見，西山路的交通量方向分布系數(shù)已經(jīng)達(dá)到2/3以上，滿足流量流向條件。

(3) 通行能力條件。實(shí)施可變車道后，重交通和輕交通方向的通行能力均應(yīng)滿足實(shí)際交通的需求。西山路設(shè)計(jì)速度為60 km/h，文獻(xiàn)[4]給出了一條車道的基本通行能力為1 800 pcu/h，通過(guò)多車道、車道寬度等影響因素對(duì)該值進(jìn)行修正，得到實(shí)際通行能力，見表2。

表2西山路路段通行能力與交通需求量

pcu/h

由表2可見，設(shè)置可變車道后通行能力能夠滿足實(shí)際交通需求，滿足通行能力條件。

(4) 道路條件。道路上不能存在中央分隔帶或路面電車軌道。現(xiàn)狀西山路為三塊板式道路，機(jī)非分離，無(wú)中央分隔帶和路面電車軌道，滿足道路條件。

綜上分析，西山路滿足設(shè)置可變車道的條件，在西山路上設(shè)置可變車道是可行的。

2　可變車道實(shí)施方案

2.1實(shí)施方案總體思路

目前國(guó)內(nèi)外在可變車道實(shí)施時(shí)多采用占用對(duì)向車道的方法。西山路為雙向4車道，如果采用該方法的話，對(duì)于被占用的車道而言：①服務(wù)水平會(huì)下降，擁堵情況會(huì)比較嚴(yán)重；②車輛之間的干擾增大，尤其是直行車與左轉(zhuǎn)車，車輛在交叉口的延誤和排隊(duì)長(zhǎng)度會(huì)增大。因此，不建議采用占用對(duì)向車道的方法。

調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，西山路南側(cè)道路紅線范圍內(nèi)有較多空閑土地。因此，考慮將原有的雙向4車道拓寬為5車道，在保留單向2車道的基礎(chǔ)上，留出中間車道作為可變車道，根據(jù)交通的實(shí)際需求，靈活調(diào)整流向。

2.2可變車道控制系統(tǒng)實(shí)施方案

可變車道控制系統(tǒng)是保證車道功能能否順利轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵?？勺冘嚨赖男盘?hào)燈以及其他可變標(biāo)志的燈色均應(yīng)由系統(tǒng)統(tǒng)一管理，根據(jù)設(shè)定的方案定時(shí)觸發(fā)，確保不出現(xiàn)矛盾的信號(hào)。

在每個(gè)控制時(shí)段開啟前3 min，判斷目前可變車道的方向是否與設(shè)定的方案一致，如果一致則保持該方向，否則將啟動(dòng)轉(zhuǎn)換程序。

2.3相關(guān)設(shè)施實(shí)施方案

2.3.1標(biāo)線實(shí)施方案

《道路交通標(biāo)志標(biāo)線》[5]對(duì)可變車道標(biāo)線進(jìn)行了規(guī)定。本文在綜合考慮規(guī)范、行車安全及交叉口處的交通需求后，設(shè)計(jì)出標(biāo)線實(shí)施方案，見圖1。

圖1　可變車道標(biāo)線示意圖

2.3.2標(biāo)志實(shí)施方案

綜合考慮國(guó)內(nèi)外的實(shí)施案例和西山路的實(shí)際狀況，設(shè)計(jì)的交通標(biāo)志有：預(yù)告標(biāo)志、龍門架分車道指示燈、路邊指示標(biāo)志、起終點(diǎn)提示標(biāo)志、交叉口可變信號(hào)燈、相交道路提示標(biāo)志。

(1) 預(yù)告標(biāo)志。預(yù)告標(biāo)志牌設(shè)置在可變車道起點(diǎn)前200 m處，以懸臂式為主。為提高駕駛員的注意度，采用LED屏突出顯示。標(biāo)志內(nèi)容為“前方車道可變 請(qǐng)按標(biāo)志行駛”。

(2) 龍門架分車道指示燈。該標(biāo)志能夠向駕駛員清楚提示車道的使用情況，可以有效引導(dǎo)車輛行為，設(shè)置時(shí)需要遵守以下幾點(diǎn)原則。

①應(yīng)確保駕駛員在可變車道區(qū)段內(nèi)的任一位置都能夠看到龍門架上的分車道指示燈。

②龍門架與交叉口應(yīng)保持適當(dāng)距離，既要防止與交叉口信號(hào)燈相混淆，又需保證相交道路轉(zhuǎn)入的車輛清楚車道的使用情況。

③在布置時(shí)應(yīng)考慮地下管線及路段沿線可視情況，并配合其他引導(dǎo)設(shè)施使用。

在西山路上設(shè)置的龍門架分車道指示燈采用黃“×”、綠箭頭、紅“×”三合一雙面提示信號(hào)燈，面向2個(gè)不同流向車流雙面顯示，見圖2。

圖2　可變車道龍門架

(3) 路邊指示標(biāo)志。該標(biāo)志可作為引導(dǎo)的輔助設(shè)施，在不利于設(shè)置龍門架以及可視性受影響的地點(diǎn)設(shè)置，以懸臂式為主，見圖3。

(4) 起終點(diǎn)提示標(biāo)志?？勺冘嚨榔鸾K點(diǎn)是事故高發(fā)點(diǎn)之一，為提升安全性，考慮在起終點(diǎn)設(shè)置提示標(biāo)志。并且，為進(jìn)一步提升安全性，還應(yīng)在車道上配合使用電子標(biāo)線。該標(biāo)志樣式與圖3相同，只有標(biāo)志內(nèi)容更改為“即將進(jìn)入可變車道 請(qǐng)按標(biāo)志標(biāo)線行駛”。

(5) 交叉口可變信號(hào)燈。該標(biāo)志在現(xiàn)有信號(hào)燈的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，添加可變車道指示燈，同時(shí)調(diào)整其余車道上方的信號(hào)燈，使其與設(shè)置可變車道后的車道布置狀況相匹配。

(6) 相交道路提示標(biāo)志。為便于相交道路車輛實(shí)時(shí)了解西山路上的車流流向，考慮在相交道路的適當(dāng)位置設(shè)置提示標(biāo)志，既防止與交叉口信號(hào)燈相混淆，又保證車輛有足夠的反應(yīng)時(shí)間認(rèn)知西山路上的車流方向。標(biāo)志以懸臂式為主，見圖4。

圖3路邊指示標(biāo)志圖4相交道路提示標(biāo)志

2.4方向轉(zhuǎn)換實(shí)施方案

方向轉(zhuǎn)換方案應(yīng)根據(jù)交通流量的變化而定。經(jīng)調(diào)查，在平峰時(shí)段進(jìn)城方向流量要稍多于出城方向，因此，預(yù)設(shè)的方向轉(zhuǎn)換方案為：除晚高峰時(shí)段(19:00～21:00)車道布置情況為2進(jìn)3出外，其他時(shí)段均為3進(jìn)2出。

2.5方向轉(zhuǎn)換時(shí)路段車輛清空方法

預(yù)設(shè)的車輛清空方法分為3部分：清場(chǎng)、入場(chǎng)、退場(chǎng)。設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮左轉(zhuǎn)車以及可變車道相鄰車道上車輛的交通需求。并且，標(biāo)志標(biāo)線的變化要按照設(shè)定的方案由控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制與管理，確保既滿足車輛的交通需求，又不出現(xiàn)矛盾信號(hào)。具體的方案如下。

(1) 清場(chǎng)。晚高峰前3 min，可變車道上方的指示燈雙面均閃黃“×”，提醒車道方向即將變化：正在使用該車道的進(jìn)城方向駕駛員請(qǐng)盡快離開該車道，駛?cè)肫溆覀?cè)車道。

(2) 入場(chǎng)。清場(chǎng)結(jié)束后，可變車道上方的指示燈出城方向變?yōu)榫G色箭頭，進(jìn)城方向?yàn)榧t“×”，表示出城方向車輛可以駛?cè)朐撥嚨?，進(jìn)城方向則禁止駛?cè)搿?/p>

(3) 退場(chǎng)。晚高峰結(jié)束前3 min，可變車道上方的指示燈雙面均閃黃“×”，提醒車道方向即將變化：正在使用該車道的出城方向的駕駛員請(qǐng)盡快離開此車道，駛?cè)肫溆覀?cè)車道。

2.6平交路口對(duì)可變車道影響分析

實(shí)施可變車道后，由于早晚高峰時(shí)段交叉口處車道布置情況不同，因此，要在適當(dāng)位置設(shè)置分車道指示信號(hào)燈，明確提示車輛該如何行駛。

2.7可變車道與兩端正常車道銜接方案

為保證安全，可變車道起終點(diǎn)應(yīng)設(shè)置過(guò)渡區(qū)，并布置起終點(diǎn)提示標(biāo)志?！兜缆方煌?biāo)志標(biāo)線》[5]認(rèn)為過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度與設(shè)計(jì)車速、變化寬度有關(guān)，并且給出了相應(yīng)的計(jì)算公式。按照文獻(xiàn)[5]計(jì)算可得過(guò)渡區(qū)長(zhǎng)度為82 m。預(yù)設(shè)的銜接方案見圖5。

圖5　可變車道與正常車道銜接方案

2.8可變車道應(yīng)急預(yù)案

由于可變車道段設(shè)置了電子標(biāo)志標(biāo)線，因此，需要做好突然斷電等緊急情況時(shí)的預(yù)案。在可變車道段的適當(dāng)位置安裝備用供電設(shè)備，當(dāng)突然斷電時(shí)啟用該設(shè)備。同時(shí)，加大可變車道區(qū)域的警力，在斷電時(shí)由交警人工引導(dǎo)車輛安全行駛。此外，還應(yīng)當(dāng)建立定期巡查制度和緊急救援預(yù)案，盡可能減少問(wèn)題的發(fā)生。

2.9可變車道交通管理工作要點(diǎn)

(1) 適當(dāng)增大標(biāo)志牌的數(shù)量以保證安全。

(2) 在實(shí)施前要對(duì)其進(jìn)行大力宣傳，以保證運(yùn)行安全。

(3) 在實(shí)施區(qū)域應(yīng)配備適量警力，特別是在流向發(fā)生變化時(shí)，交警應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，同時(shí)做好緊急事件的預(yù)案，盡可能降低不利影響。

3　可變車道實(shí)施效果評(píng)價(jià)

采用仿真軟件評(píng)價(jià)實(shí)施效果。由于交叉口是重要控制節(jié)點(diǎn)，故選取交叉口平均延誤和平均排隊(duì)長(zhǎng)度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。運(yùn)行軟件后得到可變車道實(shí)施前、占用對(duì)向車道、現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案這3種不同情況時(shí)的運(yùn)行情況，分別見表3和圖6。

表3　3種情況下交叉口的平均延誤和平均排隊(duì)長(zhǎng)度情況

a)　平均延誤　　　　　　　　　　　　　　　　　b)　平均排隊(duì)長(zhǎng)度

收稿日期：2015-04-13

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.048