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實驗室　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實驗室上海201804；2.新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院烏魯木齊831401)

摘要目前國內(nèi)外學(xué)者對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施方案考慮因素不全面、可操作性差等問題。文中針對這些問題，選取烏魯木齊市西山路為研究對象，在論證了可變車道方案可行性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了較為完善的實施方案，并運用仿真軟件評價實施效果，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長度。

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。目前國內(nèi)外學(xué)者對可變車道的應(yīng)用研究相對較少，其中岳雷等[1]、崔妍等[2]、陳堅等[3]分別對上海市林浦路、北京市朝陽路、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，對實踐有一定的指導(dǎo)意義。但是，這些文獻(xiàn)也存在一些問題，如實施方案不全面、交叉口考慮不周全等。

隨著我國城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，長距離的通勤交通出行越來越多，連接工作地與居住地的主要通道出現(xiàn)潮汐交通的趨勢更加明顯，因此，盡可能早地提出較為完善的實施方案對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)，針對上述問題，以烏魯木齊市西山路為研究對象，設(shè)計了較為完善的實施方案，希望有助于推動可變車道在國內(nèi)的實施。

1　可變車道方案可行性分析

1.1研究對象概述

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)計車速為60 km/h，無中央分隔帶，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16萬居民(2012年)，早、晚高峰時段潮汐交通現(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個方面考慮。

(1) 車道條件。機(jī)動車道數(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)時段對西山路交通流量進(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)滿足實際交通的需求。西山路設(shè)計速度為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，通過多車道、車道寬度等影響因素對該值進(jìn)行修正，得到實際通行能力，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?，F(xiàn)狀西山路為三塊板式道路，機(jī)非分離，無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　可變車道實施方案

2.1實施方案總體思路

目前國內(nèi)外在可變車道實施時多采用占用對向車道的方法。西山路為雙向4車道，如果采用該方法的話，對于被占用的車道而言：①服務(wù)水平會下降，擁堵情況會比較嚴(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長度會增大。因此，不建議采用占用對向車道的方法。

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)交通的實際需求，靈活調(diào)整流向。

2.2可變車道控制系統(tǒng)實施方案

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?？勺冘嚨赖男盘枱粢约捌渌勺儤?biāo)志的燈色均應(yīng)由系統(tǒng)統(tǒng)一管理，根據(jù)設(shè)定的方案定時觸發(fā)，確保不出現(xiàn)矛盾的信號。

在每個控制時段開啟前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，否則將啟動轉(zhuǎn)換程序。

2.3相關(guān)設(shè)施實施方案

2.3.1標(biāo)線實施方案

《道路交通標(biāo)志標(biāo)線》[5]對可變車道標(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)計出標(biāo)線實施方案，見圖1。

圖1　可變車道標(biāo)線示意圖

2.3.2標(biāo)志實施方案

綜合考慮國內(nèi)外的實施案例和西山路的實際狀況，設(shè)計的交通標(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、起終點提示標(biāo)志、交叉口可變信號燈、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)置時需要遵守以下幾點原則。

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燈，面向2個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設(shè)置，以懸臂式為主，見圖3。

(4) 起終點提示標(biāo)志?？勺冘嚨榔鸾K點是事故高發(fā)點之一，為提升安全性，考慮在起終點設(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 請按標(biāo)志標(biāo)線行駛”。

(5) 交叉口可變信號燈。該標(biāo)志在現(xiàn)有信號燈的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，添加可變車道指示燈，同時調(diào)整其余車道上方的信號燈，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時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燈相混淆，又保證車輛有足夠的反應(yīng)時間認(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：除晚高峰時段(19:00～21:00)車道布置情況為2進(jìn)3出外，其他時段均為3進(jìn)2出。

2.5方向轉(zhuǎn)換時路段車輛清空方法

預(yù)設(shè)的車輛清空方法分為3部分：清場、入場、退場。設(shè)計時要綜合考慮左轉(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。具體的方案如下。

(1) 清場。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)城方向駕駛員請盡快離開該車道，駛?cè)肫溆覀?cè)車道。

(2) 入場。清場結(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)城方向為紅“×”，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。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盡快離開此車道，駛?cè)肫溆覀?cè)車道。

2.6平交路口對可變車道影響分析

實施可變車道后，由于早晚高峰時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，可變車道起終點應(yīng)設(shè)置過渡區(qū)，并布置起終點提示標(biāo)志。《道路交通標(biāo)志標(biāo)線》[5]認(rèn)為過渡區(qū)長度與設(shè)計車速、變化寬度有關(guān)，并且給出了相應(yīng)的計算公式。按照文獻(xiàn)[5]計算可得過渡區(qū)長度為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)突然斷電時啟用該設(shè)備。同時，加大可變車道區(qū)域的警力，在斷電時由交警人工引導(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，盡可能減少問題的發(fā)生。

2.9可變車道交通管理工作要點

(1) 適當(dāng)增大標(biāo)志牌的數(shù)量以保證安全。

(2) 在實施前要對其進(jìn)行大力宣傳，以保證運行安全。

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

3　可變車道實施效果評價

采用仿真軟件評價實施效果。由于交叉口是重要控制節(jié)點，故選取交叉口平均延誤和平均排隊長度作為評價指標(biāo)。運行軟件后得到可變車道實施前、占用對向車道、現(xiàn)有設(shè)計方案這3種不同情況時的運行情況，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長度情況

a)　平均延誤　　　　　　　　　　　　　　　　　b)　平均排隊長度

收稿日期：2015-04-13

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.048