西安市高新区道路平面交叉口精细化改造设计研究

张 强，刘 坤，廖苑伶

（上海市政交通设计研究院有限公司，上海市　200030）

随着城市经济的高速发展，机动车保有量增长迅猛，导致交通拥堵成为各大城市的通病。以西安市高新区为例，高峰时段建成区主要交叉口饱和度均在0.8以上。受用地条件、环境保护等因素制约，通过大规模改扩建工程来解决拥堵问题已越来越难。因此，如何挖掘既有道路设施的交通潜力、提高运行效率将成为改善大城市交通拥堵问题的研究趋势。

1　西安市高新区交叉口问题分析

西安市高新区位于主城区的西南部，建成区面积约60 km2。目前高新区路网对外出入口交通拥堵严重，如唐延路与二环连接处、科技路与城区连接处。路网内部存在科技二路与太白南路、高新路交叉口，科技六路与太白南路交叉口，丈八一路/丈八西路交叉口等拥堵点（见图1）。根据现场调查，高新区交叉口存在以下问题：

（1）大型交叉口如主-主、主-次交叉口面积过大，车流清空时间长。

（2）一些复杂交叉口内部缺少导流设施，行车轨迹混乱。

（3）进出口道渠化展宽不到位，车道数与交通量不匹配，车道功能划分不合理。

（4）信号相位设置不合理，或信号配时与流量不匹配。

（5）部分交叉口缺乏机非隔离设施，机非混行现象严重。

（6）大型交叉口采用行人一次过街，存在安全隐患。

图1　高新区建成区路段拥堵图

2　交叉口精细化改造目标和思路

精细化是一种精益求精的理念和态度，要求工程师根据道路交通实际情况，采取区别化、具体化和人性化的措施，对各要素的考虑要全面、细致和深入[1]。交叉口精细化改造设计旨在充分挖掘交叉口的潜力，消除交叉口安全隐患，减少机、非、人之间的相互干扰，达到规范交通秩序、保障慢行安全和提高交叉口运行效率的目的。

交叉口精细化改造应在对现状交叉口交通量、渠化设计、交通组织、信号配时等充分调查的基础上，剖析产生拥堵的深层次原因，结合交通改善目标提出有针对性的改善方案和措施，经方案效果评价满意后方可实施改造。

3　交叉口精细化改造措施

交叉口精细化改造设计的内容包括很多，如在几何设计方面尽量缩小交叉口面积；在交通组织方面利用导流设施规范行车轨迹、合理渠化进出口道、采用人非二次过街；在信号控制方面优化信号相位和配时；在交通管理方面完善相应管理设施。

3.1　缩小交叉口面积

（1）合理确定人行横道。人行横道设置应尽量缩短人行步道长度，尽量与人行道相连接。对于大、中型交叉口，人行道距路缘线切点向后移3～5 m，小型交叉口人行横道线可按“口”字形设置。

（2）停车线尽量提前。减少车辆通过交叉口时间，增强交叉口通过能力。

（3）减小交叉口路缘石转弯半径。根据《城市步行和自行车交通系统规划设计导则》（2013版），右转弯行车设计时速宜取15～20 km/h，相应的路缘石转弯半径也宜取低值[2]。

3.2　利用导流设施，规范行车轨迹

（1）设置导行线。对于一些复杂或畸形的交叉口、高架桥下或有障碍物导致视距不良的交叉口、进口道与出口道中心线有偏移的情况，设置导行线一方面可引导机动车的行驶轨迹，规范行车秩序；另一方面可有效引导车辆进入正确的车道，提高行车安全性。

（2）设置导流岛。导流岛的主要作用是引导交通流，设置转角导流岛可分离右转机动车，同时为人、非提供二次过街等待区域，保证人、非过街安全。应合理选取导流岛关键设计参数，避免出现转弯车辆压岛的问题。

3.3　进出口道合理渠化

（1）车道渠化。车道渠化主要包括渠化车道宽度和车道长度。在无法拓宽进口道宽度的情况下，可通过压缩车道宽度的方式来增加车道数。治理性交叉口用地受到限制时，1条进口车道的最小宽度可取2.8 m。对于左转或右转交通量较多的情况，应根据流量分析确定渠化车道长度，以减少路口车流排队时车辆分车道行驶的影响。

（2）车道功能调整。车道功能调整是在车道数量不变的前提下改变原有车道功能的划分，根据交通量特点重新分配交叉口的空间资源，以提高交叉口的空间利用率。

（3）设置待转区。在左转交通量较大且设置专用左转相位的交叉口，可设置左转弯待转区，让部分车辆提前进入交叉口，在一定绿灯时间内增加通过交叉口的车辆数量，以提高左转车道通行能力。在满足几何条件、不影响交通安全的前提下，设置长度越长越能够最大限度地发挥作用。

3.4　人非二次过街

交叉口通行能力的损失中，因行人和非机动车干扰导致的通行能力损失约为15%[3]。对于一些干道相交的大型交叉口，可考虑采用行人或非机动车二次过街。

（1）行人二次过街。设置行人过街安全岛可为行人二次过街提供安全的驻足区域，缩短行人一次过街距离，配合二次过街信号控制可增加行人放行的灵活性，从而提高交叉口的行人通行效率和安全性。

（2）非机动车左转二次过街。对于非机动车流量不是特别大，交叉口有用地条件时，可采用非机动车二次过街的形式（见图2）。

图2　非机动车二次过街方式

3.5　优化信号相位和配时

交叉口信号相位方案应根据各流向交通量分布，结合进口道车道功能划分合理确定[4]。

（1）左转专用相位。设置左转专用相位利于避免左转和直行车辆冲突，一般左转交通量大于100 pcu/h，或左转车辆每周期到达3辆及以上，且设置左转专用车道时，可设左转专用相位。

（2）右转专用相位。一般情况下，交叉口右转车辆不受信号灯控制，但对于一些右转交通量很大、且行人与非机动车特别多的交叉口，且设置右转专用车道时，可采用右转专用相位，以减少人非与机动车的冲突，改善交叉口交通秩序。

（3）行人专用相位。它是从时间上将相互冲突的车流和人流彻底分离，是解决人车冲突的一种有效措施。对于一些大型商业设施附近、行人流量特别大的交叉口，可考虑采用行人专用相位。有行人专用相位的三相位设计方案见图3。

（4）优化信号配时。根据现场调查交通量的特点，优化信号周期时长和优化各关键相位分配的绿灯时间，以平衡各关键车道组的饱和度，达到充分利用交叉口时间资源的目的。

图3　有行人专用相位的三相位设计方案

3.6　完善交通管理设施

交通管理设施的设置目的在于配合交通管理，保障交通运行安全有序，包括标志、标线、隔离栅栏等安全设施和电子警察、诱导系统等信息设施。如在行人过街违章率高的路口设置人非护栏、在机非混行的路口设置机非分隔栏等。应用行车诱导牌等智能交通管理系统。

4　交叉口精细化改造案例

本文以西安市高新区丈八一路/丈八西路交叉口改造为例，介绍交叉口精细化改造的基本要点。丈八一路/丈八西路为十字斜交交叉口，其中丈八西路为城主干路，红线宽度40 m，丈八一路为次干路，红线宽度30 m，现状采用4相位控制。

4.1　现状问题

（1）北进口道渠化不足，高峰时段车辆排队较长，延误高。

（2）东进口道渠化不足，且省体育训练中心开口距离交叉口仅50 m，交通组织混乱。

（3）南北进口中心线偏移大，交叉口内部方向辨识度不高，主流向不通畅。

（4）西进口设置2处行人过街设施，西北角的导流岛未得到充分利用，且存在安全隐患。

（5）交叉口信号相位配时不合理。交叉口现状平面图见图4。

4.2　交叉口流量流向分析

该交叉口高峰机动车流量约6 258 pcu/h，其中东西和南北直行为主流向；转向流量中，北向东左转和东向北右转流量占比较高。

4.3　交叉口改造方案

在几何设计上：改造导流岛，迁移岛内电箱，取消西进口1处人行横道。

在交通组织上：（1）设置南北直行导行线，引导车辆进入正确的车道；（2）取消东进口30 m侧分带，将东进口道拓宽为5根车道；（3）各进口均设置左转待行区，提高左转车道通行能力；（4）将北进口人行道改造为人非共板，利用现状非机动车道改造成机动车道。

在信号控制上：根据改造后的车道划分优化信号配时方案。

在交通管理上：在省体育训练中心开口处施划禁停标线，规范交通秩序。

交叉口改造方案平面布置见图5。

图5　交叉口改造方案平面图

4.4　改善效果

根据改造方案评价结果，各进口道饱和度基本可控制在1.0及以下，交叉口平均延误由108.3 s降至56.5 s，总体服务水平由四级提升至三级，改善效果十分显著，具体数据见表1。

5　结语

交叉口是城市道路最容易发生拥堵的环节，通过精细化改造设计，虽然不能从根本上解决交通设施供给不足的问题，但仍可实现有效改善。它是从微观层面上缓解交通拥堵、规范交通秩序的一种途径，对于改善城市交通环境具有重要意义，应当引起相关管理部门以及设计人员的注意和重视。

表1　交叉口饱和度与平均延误分析