北京石景山区杨庄东街交通综合优化改造方案研究

王 力，张立立，张海波，李 敏，张玲玉，修伟杰

(北方工业大学 城市道路交通智能控制技术北京重点实验室，北京 100144)

0 引言

北京城市道路交通的发展代表了我国城市交通领域的现状，为缓解北京交通拥堵问题，从2016年起北京市交通委员会连续两年发布《北京市缓解交通拥堵行动计划》[1-2]，力求针对重点区域、突出问题，对症下药缓解交通拥堵.

同时配合公安部下发《城市道路交通信号灯配时智能化和交通标志标线标准化工作指导意见》[3]，即“交通标志标线规范化，信号配时智能化”的要求，通过浮动车数据分析，科学设置杨庄东街交通组织和信号配时，对其进行综合优化和改造[4-10].

1 杨庄东街周边整体情况

图1所示为杨庄东街4个信号交叉口路段的道路结构、道路渠化和周边交通需求产生情况等. 从图1中可以看出，该道路周边聚集有大量生活社区，交通需求非常大.

图1 杨庄东街道路渠化图

表1 交通需求点

2 主要问题分析

2.1 行人过街问题

1)由于未采用行人过街信号灯和其他安全限制措施，多数情况下行人随意穿越导致行人过街安全无法保证；

2)未实施其他措施方便行人过街，对杨庄东街南北向直行车辆的正常行驶影响较大，既降低车队行驶速度又存在安全隐患.

2.2 机动车违章停车问题

杨庄东街两侧的非机动车道被机动车违章停靠占用现象非常严重，不但影响非机动车正常行驶(非机动车经常被迫进入机动车道)，而且对南北方向行驶的直行车辆也造成很大影响.

2.3 交叉口车辆掉头问题

晋元庄路口南北方向允许车辆掉头，这对南北直行车辆行驶造成严重影响，不但会降低车速，还会降低交叉口的通行能力.

2.4 交叉口相位组织问题

1)由于不受信号灯控制，晋元庄路口东向北右转车辆对南向北直行车辆影响非常严重，尤其是该方向公交车辆线路较多，影响更为严重；同时，原有相位采用南北直行和北向东左转同时放行，虽然南向北直行施行早断，再放行左转，但在早晚高峰时对南向北直行的车辆影响也比较严重；

2)由于东向南左转车辆较少，单独放行时间损失较为严重.

2.5 交叉口车辆冲突等问题

杨庄路交叉口没有信号灯控，各流向的交通流在该交叉口自由交织，西进口的左转、南进口左转与北进口直行的冲突较为严重；同时西向北左转车辆抢道现象严重，对南北直行车辆造成影响；由于西向南右转方向行人步道较宽，北向南的非机动车需要绕行进入机动车道，存在不安全因素.

2.6 公交车停靠影响其他车辆问题

由于公交站采用路侧式停靠，并且车道较窄，因此公交车停靠会对直行车辆造成影响.

2.7 配时方案问题

1) 苹果园南路与杨庄东街交叉口：①原有配时方案中，阶段2和阶段3中间存在29 s各方向全红时间，该时间被浪费，同时会造成各方向车辆的累积；②由于南向西左转车辆较多，因此第3阶段的绿灯时间无法满足需求.

2) 杨庄东街与晋元庄路交叉口：①原有配时方案中，未考虑晋元庄路东向北右转对南向北直行车辆的影响，造成通行时间浪费；②晋元庄路东向南左转车辆相对较少，给予的绿灯时间过长，造成绿时浪费较为严重.

3) 阜石路与杨庄东街交叉口：从阜石路汇入杨庄东街的车辆较多，且未同下游晋元庄路和苹果园南路口形成协调控制，因此造成拥堵比较严重.

2.8 未进行绿波协调

杨庄东街具有明前的潮汐现象，且交叉口间距较短、交通组织相似具备进行绿波协调的条件，但是实际中并未实施.

3 综合优化改造方案

3.1 针对行人过街问题

1)对苹果园南路口与晋元庄路口之间的行人过街，其信号灯放行时序与上游苹果园南路口西向东直行相位相同，此时南北方向车辆因处于排队状态，因此行人过街安全性得到保证；同时，当南北向车流获得通行权，行人过街处于红灯状态，因此减缓了行人过街对直行车辆造成的影响.

2)对晋元庄路口与阜石路路口之间的行人过街，其信号灯放行时序与下游阜石路路口东西直行相位相同，此时南北方向车辆因处于排队状态，因此行人过街安全性得到保证；同时当南北向车流获得通行权，行人过街处于红灯状态，因此减缓了行人过街对直行车辆造成的影响.

3)对杨庄路口两侧行人过街，其信号灯放行时序与上游阜石路路口东西直行相位相同，此时南北方车辆因处于排队状态，因此行人过街安全性得到保证；同时当南北向车流获得通行权，行人过街处于红灯状态，因此减缓了行人过街对直行车辆造成的影响.

3.2 针对机动车违章停车问题

在杨庄东街非机动车道旁设立禁止泊车标志，同时可增设违章停车视频检测.

3.3 针对交叉口车辆掉头问题

将现有允许掉头标志更换为禁止掉头标志，引导掉头车辆通过选择其他路线到达目的地，降低对杨庄东街南北向直行车辆的影响. 由南向北方向掉头车辆，引导路线.

图2 绕行路线方案

3.4 针对交叉口相位组织问题

1) 将晋元庄路东向南左转车道改为左右转车道；

2) 设置东向北右转信号灯，同时重新设计路口相位组合.

3.5 针对交叉口车辆冲突等问题

1) 增加隔离护栏，同时禁止西向北左转车辆行驶，加装禁止左转标志；

表2 协调控制配置表

2) 增加南向西方向引导线和左转渠化标志，引导公交车等左转；

3) 取消北向东方向左转；

4) 将杨庄路口上游丁字口设置成单行车道，引导车辆进入阜石路；

5) 制定合理的绕行路线：杨庄路上左转车辆的目的方向有2个，一个是进入杨庄东街之后在杨庄东街与阜石路交叉口右转进入阜石路，另一个是进入杨庄东街之后沿杨庄东街直行向北，对于这两种行车目的，应该给出对新进口禁左之后的绕行路线，以满足设置禁左的需要.

其中杨庄路—阜石路：在杨庄路与杨庄东街交叉口右转进入杨庄东街，沿杨庄东街向南行驶至杨庄东街与时代花园中路交叉口，左转进入时代花园中街，向东行驶至时代花园中街与时代花园西街交叉口，右转后沿时代花园西街直行到达时代花园西街与时代花园南路交叉口掉头，沿时代花园西街向北直行到达阜石路，全程绕行大约1.2 km. 绕行路线如图3所示.

图3 杨庄路—阜石路绕行路线

杨庄路—杨庄东街：对于杨庄路想要左转进入杨庄东街的车辆，选择在杨庄路上向西行驶，在杨庄路与杨庄大街交叉口右转后进入杨庄大街，直行到达阜石路与杨庄大街交叉口，右转后进入阜石路，直行到达阜石路与杨庄东街交叉口之后左转进入杨庄东街或设置单行车道.

3.6 针对公交车停靠影响其他车辆问题

由于杨庄东街各公交站点停靠位置的非机动车道和行人步道均比较宽，因此可以将公交站设计成港湾式，其有利于公交车停靠，同时避免对后面社会车辆的影响.

图4 杨庄路—杨庄东街绕行路线

3.7 针对配时方案问题和未进行绿波协调

针对具有信号灯控制的交叉口(阜石路口、晋元庄路口和苹果园南路口)，可实施协调控制(协调方案根据OD调查获得数据计算得到).

相位相序：

表3阜石路信号相位与相序

表4 晋元庄路信号相位与相序

表5 苹果园南路信号相位与相序

4 数据采集与仿真分析

4.1 数据采集

浮动车数据采集,通过浮动车数据对杨庄东街的车辆延误进行分析，路段涉及如图5所示.

图5 杨庄东街车辆延误分析路段

图6 路段37691工作日与假日车辆延误对比

图7 路段37693工作日与假日车辆延误对比

对各路段车辆延误进行对比发现，由路段37691和路段37693组成的杨庄东街北向南方向，呈现出早晚高峰的特点；而由路段30253和路段36664组成的杨庄东街南向北方向则晚高峰的特点更明显.

4.2 仿真分析

采用VISSIM软件对包括OD需求、通行能力、交叉口信号配时、相位相序组合等进行综合仿真分析.

4.3 改进前路网及路口延误

1)单交叉口延误

2)交叉口单方向延误

4.4 改进后路网及路口延误

1)单交叉口延误

2)交叉口单方向延误

4.5 优化前后对比

由于仿真是在相对理想环境情况下进行的(未考虑抢占道、行人过街等问题)，但通过改进措施，改进后的路网的整体平均延误下降9%，其中苹果园南路口下降17.1%，晋元庄路口上升84.2%、阜石路口下降14.4%，杨庄路口下降78.8%，如果考虑到对行人、抢占道路、掉头等问题，改进效果应超过仿真结果.

图8 路段30253工作日与假日车辆延误对比

图9 路段36664工作日与假日车辆延误对比

表6 改进前交叉口整体延误 s

表7 改进前交叉口单方向延误 s

表8 改进后交叉口整体延误 s

表9 改进后交叉口单方向延误 s

图10 各路口改进前后延误对比

5 结束语

5.1 优化改造结论

本次北京市石景山区杨庄东街交通综合优化改造从解决现状交通问题出发，利用浮动车数据合理优化交通组织、交通管理和信号配置，并利用VISSIM仿真软件进行仿真验证，结果显示优化改造后杨庄东街交通运行顺畅、通行效率提高.

5.2 远期建议

1) 加强机动车违章行为的监管

对于没有监控的路口应统一安装电子警察系统，以加强对闯红灯、违章掉头等行为的监管，既能保证车辆的行车安全，又能提高路口的通行能力.

2) 加强非机动车辆的监管

应加强对非机动车辆(包括电动自行车、三轮车、自行车等)的监管和安全教育的力度，对于没有非机动车专用道、间距较大、非机动车辆较多的路口可增加非机动车通行等待区，设置非机动车信号灯以保证非机动车辆的行车安全和路口整体的通行能力.

3) 深化道路交通设计

针对重点区域交通道路渠化、交通信号配时、交通组织等展开深入调研，寻找拥堵问题根源，深化道路交通设计.

4) 实施区域总体设计和协调控制

将该路段周边区域纳入到总体设计范畴，综合考虑区域交通组织和信号协调控制策略.

5) 数据分析及控制策略调整

基于大数据的时代特点，以及交通控制的未来发展为方向，可集合管理部门优势对各种设备采集到的数据进行整理和分析，可进行包括旅行时间预测、交通流特性分析、出行规律分析等，还可展开相应的研究和控制策略的实现，既能提高现有信号控制的效果，还能适应未来交通增量情况下的交通控制需求.