馬曉萌

(北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司， 北京 100082)

交織區(qū)是道路交通系統(tǒng)的典型瓶頸，嚴(yán)重影響道路交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率。尤其對(duì)于地下道路進(jìn)出口密集、交通組織復(fù)雜的情況，如何確保交織區(qū)交通流組織有序，提升道路通行能力，避免交通擁堵是道路工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。該文利用VISSIM微觀仿真技術(shù)對(duì)地下道路復(fù)雜交織區(qū)交通組織進(jìn)行模擬仿真和分析評(píng)價(jià)，通過(guò)多方案比選，確定交織區(qū)合理交通組織形式。

1 研究背景及目的

深圳前海地區(qū)的發(fā)展目標(biāo)是成為具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)區(qū)域中心和現(xiàn)代化、國(guó)際化濱海城市中心，重點(diǎn)發(fā)展金融、現(xiàn)代物流、信息服務(wù)、科技服務(wù)和其他專業(yè)服務(wù)，故其建筑密集程度非常高。根據(jù)其發(fā)展規(guī)劃，地下道路工程連接前海與深圳城區(qū)，實(shí)現(xiàn)車流的快速到發(fā)與集散。因此，前海地下道路在規(guī)劃時(shí)就面臨出入口匝道較多、間距較小等問(wèn)題，形成了地下道路復(fù)雜交織區(qū)。其中K1+600—K2+150段的問(wèn)題最顯著，表現(xiàn)在：下行(南向北)方向，濱海大道(南山方向)入口匝道在K2+070處匯入主路，周邊地塊入口匝道在K1+830處接入地下道路輔路并開(kāi)始與主路并行，主、輔路間由標(biāo)線進(jìn)行隔離；K1+680處主、輔路間設(shè)置出口一處，以便主路車流駛出與雙界河路方向出口匝道聯(lián)絡(luò)(見(jiàn)圖1)。原方案主路出入口采用先入后出的設(shè)置方式，車輛在主路內(nèi)進(jìn)行交織，對(duì)主路車輛的正常通行造成影響，且由于輔路設(shè)置為單車道，出口處主路駛出車輛與輔路車輛合流，易產(chǎn)生排隊(duì)，降低主、輔路交通流的通行效率。

根據(jù)地塊銜接的要求，需在該路段增設(shè)一處出口匝道(K1+870)。針對(duì)原方案存在的問(wèn)題，新方案對(duì)出入口布設(shè)及交通組織進(jìn)行優(yōu)化：在主、輔路間增加隧道墻壁隔離，并將交織段輔路拓寬為兩車道，濱海大道(南山方向)入口匝道先接入輔路，并與地塊入口匝道合流；主、輔路間出入口調(diào)整為先出后入的形式，在K1+980處設(shè)置一處出口，在K1+550處設(shè)置一處入口，為保障主路出入口前后的車道數(shù)匹配，在入口之前壓縮主路車道，將三車道漸變?yōu)閮绍嚨溃辉诔隹谥皦嚎s輔路車道，將兩車道壓縮為一車道(見(jiàn)圖2)。新方案出入口位置的改變可滿足周邊地塊增設(shè)出口的需求，提高路網(wǎng)的通達(dá)性。

圖1 地下道路復(fù)雜交織區(qū)原設(shè)計(jì)方案

圖2 地下道路復(fù)雜交織區(qū)新設(shè)計(jì)方案

2 車流速度仿真分析

2.1 檢測(cè)器的設(shè)置

速度檢測(cè)器主要檢測(cè)主路、入口及出口處車輛的速度變化。檢測(cè)器的設(shè)置位置見(jiàn)圖3，檢測(cè)內(nèi)容見(jiàn)表1、表2。

2.2 結(jié)果與分析

兩方案下地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向主路速度、出入口處速度仿真結(jié)果見(jiàn)表3～8。

(a) 原方案

(b) 新方案

表1 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案速度檢測(cè)器的檢測(cè)內(nèi)容

表2 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新方案速度檢測(cè)器的檢測(cè)內(nèi)容

表3 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案主路速度仿真結(jié)果

表4 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案入口處速度仿真結(jié)果

表5 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案出口處速度仿真結(jié)果

表6 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新方案主路速度仿真結(jié)果

表7 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新方案入口處速度仿真結(jié)果

表8 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新方案出口處速度仿真結(jié)果

2.2.1 整體速度對(duì)比

如圖4、圖5所示，兩方案下主路交通流速度基本保持穩(wěn)定；由輔路進(jìn)入主路的車流速度呈遞增趨勢(shì)，且速度值逐漸趨于主路車流速度；由主路駛出輔路的車流速度呈遞減趨勢(shì)，且速度值逐漸趨于輔路期望速度。新方案中由于連接出口輔路的為雙車道，車流速度未發(fā)生改變,主路、入口和出口的車速變化幅度新方案均比原方案小，說(shuō)明新方案的交通組織方式能使路段交通流速度保持較好的連續(xù)性。

圖4 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案整體速度

2.2.2 主路車速對(duì)比

主路路段交通流的速度變化見(jiàn)圖6。原方案中對(duì)主路車流速度的影響主要來(lái)自于由輔路匯入的車輛和由主路匯出的車輛，圖6中檢測(cè)器2、6分別代表這兩處的主路速度變化，可看出在交織點(diǎn)主路速度明顯減??；新方案中對(duì)主路速度產(chǎn)生影響的主要是由于主路車道數(shù)的漸變段，檢測(cè)器8、9顯示漸變段的主路速度略低于正常行駛速度，但速度降低幅度小于原方案。從主路速度總體變化趨勢(shì)來(lái)看，新方案更能保持主路車流速度的穩(wěn)定性。

圖5 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新方案整體速度

圖6 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案與新方案主路速度對(duì)比

2.2.3 入口處輔路車速對(duì)比

圖7為輔路交通流匯入主路過(guò)程中輔路車輛的速度變化情況，其中檢測(cè)器6表示輔路入口交織點(diǎn)的斷面速度。由圖7可知：輔路車輛的正常行駛速度新方案高于原方案，在匯入主路前，原方案輔路交通流速度出現(xiàn)急劇增長(zhǎng)趨勢(shì)，與主路車流交匯后速度增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩；而新方案輔路交通流速度在匯入主路前后保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)，直至達(dá)到主路期望速度。說(shuō)明新方案的交通組織方式使輔路交通流的速度變化更連續(xù)合理，由輔路匯入主路的車輛速度過(guò)渡更平穩(wěn)。

圖7 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案與新方案入口輔路速度對(duì)比

2.2.4 出口輔路速度對(duì)比

圖8為車輛駛出主路過(guò)程中的速度變化情況，其中檢測(cè)器5表示輔路出口交織段的斷面速度。由圖8可知：原方案駛出主路的車輛通過(guò)該斷面后速度逐漸減小至輔路期望速度；而新方案中由于連接出口輔路的為雙車道，為車流快速駛離主路提供了條件，新方案出口輔路的車流速度整體高于原方案。

綜上，與原方案相比，新方案下主路的運(yùn)行速度更穩(wěn)定，對(duì)于提高車輛行駛安全性具有顯著作用；新方案對(duì)于提高出入口的車流平均速度也有顯著作用，其中出口車速增長(zhǎng)趨勢(shì)最明顯；新方案在入口處壓縮主路車道數(shù)的措施對(duì)主路車速的影響小于原方案在主路設(shè)置交織段對(duì)車速的影響。

圖8 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案與新方案出口輔路速度對(duì)比

3 排隊(duì)長(zhǎng)度仿真分析

3.1 檢測(cè)器的設(shè)置

排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)器的設(shè)置位置見(jiàn)圖9。其中：檢測(cè)器CK-01、JK-01分別用來(lái)檢測(cè)車輛在出入口的排隊(duì)長(zhǎng)度；檢測(cè)器CK-02用來(lái)檢測(cè)連接出口輔路上的排隊(duì)；檢測(cè)器FD-01用來(lái)檢測(cè)新方案中輔路車輛并線時(shí)產(chǎn)生的排隊(duì)；檢測(cè)器ZX-01用來(lái)檢測(cè)新方案中主路車輛并線時(shí)產(chǎn)生的排隊(duì)。

(a) 原方案

(b) 新方案

3.2 結(jié)果與分析

兩方案下地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向最大排隊(duì)長(zhǎng)度見(jiàn)表9。

表9 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新舊方案最大排隊(duì)長(zhǎng)度

由表9可知：實(shí)施主路壓縮車道，將三車道變換為兩車道，主路外側(cè)車道并線時(shí)會(huì)產(chǎn)生10.3 m排隊(duì)，但出口處輔路壓縮車道的交通組織方式并未影響輔路車流的正常行駛，出入口處的排隊(duì)長(zhǎng)度均為零，主路及輔路的交通壓力均得到緩解。

4 行程時(shí)間仿真分析

4.1 檢測(cè)器的設(shè)置

行程時(shí)間及延誤檢測(cè)器的設(shè)置見(jiàn)圖10。其中：檢測(cè)器ZX-01用來(lái)檢測(cè)車輛通過(guò)主路路段的總行程時(shí)間，反映由于出入口設(shè)置位置的差異引起的主路車輛延誤；檢測(cè)器ZX-02用來(lái)檢測(cè)主路車輛通過(guò)入口匯流區(qū)的行程時(shí)間，主要反映入口處主路車輛延誤；檢測(cè)器ZX-03用來(lái)檢測(cè)主路車輛通過(guò)出口分流區(qū)的行程時(shí)間，主要反映出口處主路車輛延誤；檢測(cè)器JK-01用來(lái)檢測(cè)車輛由輔路進(jìn)入主路過(guò)程的行程時(shí)間，主要反映入口處的車輛延誤；檢測(cè)器CK-01用來(lái)檢測(cè)車輛駛出主路、輔路過(guò)程的行程時(shí)間，主要反映出口處的車輛延誤。

(a) 原方案

(b) 新方案

4.2 結(jié)果與分析

兩方案下地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向行程時(shí)間和延誤仿真結(jié)果見(jiàn)表10～13和圖11。

表10 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案行程時(shí)間仿真結(jié)果

表11 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新方案行程時(shí)間仿真結(jié)果

由表10～13和圖11可知：新方案下主路車流在通過(guò)入口匯流區(qū)的行程時(shí)間和延誤(ZX-02)比原方案略有增加，這是由新方案中主路車道數(shù)壓縮所致；其余四處路段的行程時(shí)間及延誤新方案均小于原方案，其中通過(guò)出口的行程時(shí)間改善幅度最大。

表12 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向原方案延誤仿真結(jié)果

表13 地下道路復(fù)雜交織區(qū)下行方向新方案延誤仿真結(jié)果

車輛在出口的通行效率提高后，駛出主路的車流不再產(chǎn)生停車延誤，避免了對(duì)分流區(qū)內(nèi)主路車流的影響，主路車輛的行程時(shí)間及延誤總體上相應(yīng)降低。

(a) 行程時(shí)間對(duì)比

(b) 延誤對(duì)比

5 結(jié)論

(1)調(diào)整主路出入口位置，采用先出后入的布置方式，不僅滿足增設(shè)地塊出口的需求，提高路網(wǎng)的通達(dá)性，還可避免主路交通流與匯入、匯出車輛的交織，主路車輛運(yùn)行速度更平穩(wěn)，主路交通流的安全性提高。

(2) 將交織段輔路拓寬為兩車道，使輔路車流匯入主路前、主路車流分流至輔路后都能及時(shí)調(diào)整車速，從而縮小輔路與主路交通流的速度差，使出入口處的車流速度變化更平穩(wěn)，車輛的平均速度提高，通行時(shí)間減少，交通流通行效率提升。

(3) 改善后設(shè)計(jì)方案對(duì)提高路網(wǎng)總體運(yùn)行效率具有顯著作用，能保證主路交通流的行車安全，并顯著提高出入口交通流的通行效率。但主路在車道數(shù)漸變段形成一定長(zhǎng)度的排隊(duì)，通行時(shí)間略有增加。建議延長(zhǎng)主路車道漸變段長(zhǎng)度，以減小延誤，提高主路的通行效率。