王宇龍

摘要 基于城區(qū)過境公路改造項目設(shè)計案例，文章介紹所應(yīng)用的保障交匯區(qū)安全通行的設(shè)計技術(shù)成果，具體包括無信控交叉口安全通行保障設(shè)計和合流交匯預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計。該設(shè)計遵循從加強交匯區(qū)線路規(guī)劃和配強交匯區(qū)交通安全保障設(shè)施的設(shè)計思路，可為同類城區(qū)公路的交匯區(qū)設(shè)計處理提供參考。

關(guān)鍵詞 城市道路；交匯區(qū)；安全通行；保障技術(shù)；設(shè)計研究

中圖分類號 TP273文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0048-03

0 引言

道路交匯區(qū)一般指交通要道或交通樞紐的交匯區(qū)域，包括交叉口、十字路口、環(huán)形交叉口、立交橋等地段。在這些區(qū)域內(nèi)，車輛、行人、自行車等交通工具在行駛過程中需要互相協(xié)調(diào)和遵守交通規(guī)則，以確保交通安全和暢通。道路交匯區(qū)是車輛、行人、自行車等交通工具流量較大和交通事故發(fā)生率較高的區(qū)域，因此也是道路特別是城市道路交通設(shè)計的重中之重[1]。

案例改造項目突出重點，注意加強交匯區(qū)線路配型和技術(shù)設(shè)施的升級配置設(shè)計：

（1）加強交匯區(qū)線路規(guī)劃設(shè)計。通過科學(xué)合理的線路規(guī)劃，改善過行交通流通，提高道路通行效率，降低車輛和行人的通行密度，減少道路擁堵和交通隱患。

（2）加強道路交匯區(qū)安全保障設(shè)施的配置設(shè)計。包括交通信號系統(tǒng)、感知監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、道路警示標志系統(tǒng)、車輛減速帶、行人過街設(shè)施等安全輔助設(shè)施的配置設(shè)計。

通過技術(shù)設(shè)施的有效配置，加強交通狀況的現(xiàn)場感知和及時調(diào)控能力，合理控流分流，發(fā)生事故或出現(xiàn)交通擁堵時能夠及時給予疏解處理，盡可能地保證交匯區(qū)交通流暢。該文介紹案例項目加強交匯區(qū)安全保障的設(shè)計成果，以為同類道路交匯區(qū)設(shè)計應(yīng)用提供參考。

1 案例簡介

G236普通國道城區(qū)過境公路改造項目，主線公路等級為一級公路，設(shè)計時速為80 km/h，雙向四車道。項目起于寧都縣城北面的陂頭村，終點接昌廈公路，全長約24 km，承擔著寧都縣路網(wǎng)中的大動脈功能。近年來，隨著寧都縣的發(fā)展，規(guī)劃逐漸向G236 靠近，干線國道有城市道路化趨勢，造成現(xiàn)狀交叉規(guī)模與日益增長的交通量不匹配，需要進一步改造交叉，疏通國道，恢復(fù)干線功能，加快過境物流，減輕城市道路擁擠壓力。另外，根據(jù)原交通狀況調(diào)查得知，該公路區(qū)段在過去3年中93%的交通事故發(fā)生在交叉口、十字路口、環(huán)形交叉口等區(qū)域，因此要求改造項目注意加強這些區(qū)域的改造設(shè)計，要通過線路規(guī)劃和技術(shù)設(shè)施的配置，保證改造后重點交叉口通行能力提升20%，高峰期平均運行速度提升15%，事故發(fā)生率同比省內(nèi)類似道路降低10%。

2 道路交匯區(qū)安全通行保障的設(shè)計

2.1 無信控交叉口安全通行保障設(shè)計

這是一處普通省級道路與支路的交匯區(qū)域，主干道路車速較快，大貨車較多，而支路往往地處鄉(xiāng)村區(qū)域，多有機動車匯入或者非機動車/行人由支路橫穿主路。由于沒有信號燈控制，輔路突然冒出車輛或人員，主路車輛無法及時剎車，經(jīng)常會帶來嚴重的交通事故。由于輔路、支路較多，如果全部采用信號燈控制，一方面建設(shè)成本太高，另外一方面大量信號燈的設(shè)置，將會極大地降低國省道的通行效率，無法滿足其高效通行的設(shè)計初衷。以往，交管部門都會采用警示標志牌等來提示主路和輔支路的車輛和行人，但是由于標志牌內(nèi)容固定，且設(shè)置位置、字體等的因素容易忽略，預(yù)警效果往往達不到預(yù)期。因此，如何合理地對無信控交叉口進行管控，在不降低國省道主線通行效率的前提下，又能最大程度地降低交通事故率，是很多國省道管理單位面臨的一個棘手問題[2]。

為了提升無信控交叉口的通行安全水平，同時又不降低主線道路的通行效率，采用雷視一體機、誘導(dǎo)屏、高閃設(shè)施以及地面警示地燈等組合設(shè)計，通過主動檢測輔支路的來車或非機動車/行人等，及時地給主線車輛預(yù)警，以提高交叉口的通行安全性。

2.1.1 系統(tǒng)控制原理

（1）單個無信控交叉口的具體布設(shè)方案如圖1所示。

1）在主路兩個方向進口距離交叉口30 m位置設(shè)置情報板誘導(dǎo)屏+高閃設(shè)備，用于向主線車輛警示輔/支路車輛或行人等信息，提示主路車輛減速或剎車，以保證交叉口交通安全；顯示屏和高閃設(shè)備的安裝位置視道路實際情況而定，當有綠化帶時，優(yōu)先考慮設(shè)置在中分帶，當無中分帶時，考慮建設(shè)懸臂性桿件，顯示屏安裝在懸臂橫桿上。顯示屏的長寬分別為3 m×0.5 m。

2）在主路兩個進口位置地面上設(shè)置發(fā)光警示地燈，同時在路側(cè)機箱內(nèi)設(shè)置地燈控制器，實現(xiàn)對單個交叉口內(nèi)所有地燈的控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)茸饔?，當夜晚或雨霧冰雪等能見度較差的時候，輔/支路檢測到有車輛或行人時，主路的地面發(fā)光警示地燈配合情報板誘導(dǎo)屏和高閃設(shè)備一起向主線車輛發(fā)出警示信息，提升交通安全[3]。

3）在兩個支路的進口側(cè)5～10 m位置設(shè)置雷視一體機，設(shè)備正對支路來車方向（設(shè)備所在一側(cè)的支路），用于檢測支路的車輛和行人信息，當檢測到有車輛或行人駛?cè)霑r，及時將信息推送給交叉口的控制主機。

4）交叉口控制主機每個無信控交叉口設(shè)置一套，設(shè)置于路側(cè)的機箱內(nèi)（與交換機等設(shè)備共機箱安裝），用于實現(xiàn)對前端雷視一體機、情報板誘導(dǎo)屏、地燈控制器、高閃設(shè)備等的集中管控和數(shù)據(jù)推送。

（2）系統(tǒng)的運行邏輯如下：支路進口設(shè)置的雷視一體機檢測到該方向的來車或者行人之后，將檢測到的車輛類型（小汽車、貨車）、行駛速度、行人信息等推送給交叉口的控制主機；控制主機會控制兩個方向的信息發(fā)布屏發(fā)布支路車輛或行人信息，同時高閃設(shè)備會啟動閃爍。如果是在夜晚或雨霧冰雪等能見度較差的氣象條件下，地面的誘導(dǎo)地燈會同步閃爍，通過多種方式提示主線的來車減速或停車讓行，當支路的車輛或行人駛?cè)虢徊婵诤?，信息屏、高閃設(shè)備、誘導(dǎo)地燈等停止運行。具體的邏輯框架如圖2所示。

2.1.2 建設(shè)方案

通過梳理目前G236項目路段上的無信控交叉口的分布，以及交叉口的交通事故數(shù)據(jù)和交通流量數(shù)據(jù)，并充分結(jié)合管理人員的意見，考慮在以下路口建設(shè)無信控交叉口控制設(shè)施。

新建設(shè)無信控交叉口設(shè)備距離現(xiàn)有的信控交叉口設(shè)備在200 m范圍以內(nèi)的，均就近從上述位置的配電箱敷設(shè)線纜至無信控交叉口位置，在無信控交叉口路側(cè)設(shè)置配電箱；距離現(xiàn)有取電點超過200 m的，均從就近的照明配電箱取電，并在無信控交叉口路側(cè)設(shè)置配電箱。從現(xiàn)有取電點至無信控交叉口配電箱供電電纜均采用YJV5×16 mm2型號。從無信控交叉口配電箱至兩個主路的信息發(fā)布屏、支路的聲光電一體機均采用YJV5×6 mm2型號電纜；從無信控交叉口配電箱至主路雷視一體機、邊緣計算設(shè)備、支路抓拍攝像機及雷達檢測器等均采用YJV3×4 mm2型號電纜。

通信系統(tǒng)均采用租用運營商網(wǎng)絡(luò)的方式，由運營商敷設(shè)管道、光纖傳輸設(shè)施等實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的匯聚和上傳。

供電電纜的敷設(shè)均需要穿管保護，沿路側(cè)采用50PE管保護敷設(shè)，過橋梁、涵洞、橫穿相交道路時采用50鋼管保護。

外場的設(shè)備均需要在后臺監(jiān)控中心設(shè)置一臺無信控交叉口控制服務(wù)器，實現(xiàn)對外場設(shè)備的遠程控制和相關(guān)數(shù)據(jù)的分析、管理和應(yīng)用[4]。具體分布點位如表1所示。

2.2 合流交匯區(qū)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計

交叉口部分右轉(zhuǎn)專用道的合流點易發(fā)交通事故，尤其是在夜晚或雨霧冰雪等能見度比較差的氣象條件下，車輛行駛更容易駛出道路，并撞到路緣石，或出現(xiàn)車輛合流碰擦事故。為了提升合流點的行車安全性和舒適性，該次計劃在G236國道上部分設(shè)置有右轉(zhuǎn)專用道的大型交叉口區(qū)域設(shè)置合流點誘導(dǎo)警示系統(tǒng)。合流交匯預(yù)警系統(tǒng)主要通過智能道釘閃爍功能，一方面可以強化能見度較差情況下的車道輪廓以及匯流區(qū)域邊緣輪廓保證駕乘人員按照車道行駛，避免駛出車道撞倒路緣石；另外一方面通過提醒合流的車輛，引導(dǎo)駕駛員降低車速、提高注意力，從而提升合流安全性。

2.2.1 系統(tǒng)工作原理

目前針對合流交匯預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)主要分為2個功能。第一個功能是簡單的道路輪廓強化，主要通過在道路邊緣側(cè)安裝智能道釘，通過配套的能見度檢測儀檢測到夜晚能見度較低的時候或者是雨霧雪天氣導(dǎo)致能見度較低的情況下，自動開啟智能道釘?shù)拈W爍，通過強化道路輪廓，提升交通安全。第二個功能是在第一個功能的基礎(chǔ)上，在能見度較低的情況下自動開啟燈光閃爍，并且通過雷達車輛檢測設(shè)備，檢測到有車流合流后，加快智能道釘?shù)拈W光頻率和燈光顏色，以提醒駕乘人員注意減速和提高駕車注意力，避免出現(xiàn)車輛剮蹭等情況。

2.2.2 建設(shè)方案

通過對現(xiàn)場的實際調(diào)研以及對交通流量、交通特性等的分析，考慮在項目路段內(nèi)，5處有右轉(zhuǎn)專用車道且有實體導(dǎo)流島的交叉口建設(shè)合流交匯預(yù)警系統(tǒng)，具體建設(shè)點位如表2所示。

通過在右轉(zhuǎn)專用道兩側(cè)以及在與右轉(zhuǎn)專用車道合流車道的路側(cè)每間隔1.5 m設(shè)置1套智能道釘，并借助就近桿件設(shè)置智能道釘控制器，實現(xiàn)對單個交叉口全部道釘?shù)目刂?，同時結(jié)合道路沿線設(shè)置的氣象環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，通過后臺的融合實現(xiàn)智能道釘?shù)拈_啟與關(guān)閉。此外，在實體島內(nèi)建設(shè)桿件，安裝雷達檢測器，在夜晚和能見度較低的氣象條件時，分別檢測主線車輛和右轉(zhuǎn)專用道車輛，當檢測到有來車可能產(chǎn)生交匯時，地面智能道釘就會加快閃爍頻率，提醒駕乘人員注意匯流安全性。

為了保證智能道釘?shù)姆€(wěn)定性和在持續(xù)惡劣天氣條件下的可用性，案例工程考慮全部智能道釘采用市電供電的方式，全部從交叉口配電箱敷設(shè)線纜至智能道釘，實現(xiàn)供電。通信系統(tǒng)采用無線方式實現(xiàn)與智能控制器的數(shù)據(jù)傳輸，智能控制器接入交叉口的通信網(wǎng)絡(luò)，通過租用的運營商網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺的監(jiān)控中心。

3 結(jié)語

G236普通國道城區(qū)過境公路改造項目，注意從交匯區(qū)線路規(guī)劃設(shè)計、交匯區(qū)安全保障設(shè)施的配置設(shè)計兩個方面，加強道路交匯區(qū)交通安全保障設(shè)計。該文介紹了該工程對無信控交叉口、合流交匯區(qū)的安全通行保障和預(yù)警技術(shù)的相關(guān)設(shè)計應(yīng)用成果。交匯區(qū)是車輛、行人、自行車等交通工具流量較大和交通事故發(fā)生率較高的區(qū)域，注意加強交匯區(qū)線路配型和安全輔助設(shè)施的升級配置，是保障城域道路交匯區(qū)安全通行的重要設(shè)計切入點。

參考文獻

[1]岳文偉. 城市交通擁塞控制策略研究[D]. 西安：西安電子科技大學(xué)， 2020.

[2]王旭. 城市快速路交織區(qū)匝道控制優(yōu)化研究[D]. 武漢：武漢理工大學(xué)， 2012.

[3]李珊. 道路交叉口交通監(jiān)測及信號燈配時研究與設(shè)計[D]. 西安：西安工業(yè)大學(xué)， 2022.

[4]郭濤. 城市快速路匝道分合流區(qū)交通運行特性及優(yōu)化控制方法研究[D]. 青島：青島理工大學(xué)， 2014.