2017年2月25日,江西智能交通论坛在南昌隆重召开。具有多年交通组织优化、信号配时优化实战经验的蒋光胜高级工程师发表了《区域交通组织优化与案例分析》的主题演讲。
以下为蒋光胜演讲实录,经赛文交通网(china_7its)编辑整理:
我今天分享5部分内容。
一、什么是交通组织
交通组织实际上是指为解决交通问题所采取的各种软措施的总和。所谓软措施是指除了大规模道路建设项目(如新建、改扩建道路及交通枢纽)以外的各种措施。或者说,在道路的主体结构状态不发生变化的情形下,为提高道路交通运输效率和确保道路交通安全所采取的各种工程技术措施、数学方法、经济方法、交通政策和法规。
道路交通组织优化是在有限的道路空间上,科学合理地分时、分路、分车种、分流向使用道路,使道路交通始终处于有序、高效运行状态。
什么是区域交通组织优化?区域交通组织优化分2个层面。
第一是宏观交通组织。面向整体路网,以均衡路网交通流量、协调各种交通方式的时空资源分布、优化道路资源时空利用效率为目标,对区域交通流进行合理引导、疏解。
第二是微观交通组织。面向局部路网或节点,以改善局部交通秩序、缓解交通拥堵、减少交通安全隐患为目标,对局部的交通状况进行改善。
交通组织优化的目的对于宏观交通组织,在时间上要削峰填谷,在空间上要控密补稀,体现出矛盾分散时空均分的原则;对于微观交通组织,信号配时上要分秒必争,在车道渠化上要寸土必争,体现出在冲突分离基础上充分利用空闲时间和空闲面积。
为什么要做交通组织?交通组织的实际需要有5点。第一,新建、改扩建道路通车,造成路网交通流的重新分配,现有的交通组织及路口渠化不能满足新的需求;第二,道路断路、施工,导致的交通流量变化,需要重新组织交通流;第三,大型建筑项目的落成,吸引或产生新的交通需求,现有的道路不能满足需要;第四,机动车保有量的增加,导致的停车问题严重,道路资源需要重新合理利用;第五,交通政策导致的交通组织变化(如公交优先)等。
另外一个方面是服务需求。在政策方面,2016年5月,公安部发布《关于推进城市道路交通信号配时智能化和交通标志标线标准化的通知》,要求各地开始对交通配时、标志标线等微观交通组织进行排查,边查边改,不断提高城市交通管理的科学化、精细化。但这不是我们拍脑门这里上标志、那里加个信号灯就可以,像这些东西都应该是在微观交通组织的设计基础上来完善道路标志标线。
交通组织优化解决的问题我简单总结了七个方面,实际上远远不止这七个方面。第一,局部交通流分配不合理,路网负荷不均衡,引起部分路段或交叉口拥堵;第二,重点区域严重拥堵,影响城市形象,阻碍城市发展;第三,路口渠化及信号配时不合理;第四,公共服务设施改善问题;第五,停车设施不足;第六,慢行系统设施存在缺陷;第七,交通管制问题。
交通组织优化的优势有六点。
一个是更加有效的改善交通运行问题,并推动整个城市地区的交通组织合理化;第二摆脱巨额资金和城市空间的限制,在现有条件下最大限度挖掘交通资源,缓解拥堵;第三在有限的道路空间上,科学合理地使用道路,使道路交通始终处于有序、高效运行状态;第四以节点为研究对象,兼顾周边区域,运用系统的观点,全面、科学的对微观交通进行研究;第五工程量少,改造时间短,成本低,见效快;第六大幅度改善交通环境,提高城市整体形象。
二、基本原则与设计理念
第一,匹配性原则:从系统饱和度或服务水平均衡角度出发,进行系统资源的整体梳理以及时空资源的整合;第二,系统性原则:提高交通系统的整体运行效率;第三,以人为本原则:促进交通系统各种交通方式的协调运行;第四,快慢分离原则:不同速度的出行个体尽量进行物理隔离,避免相互干扰;第五,适应性原则:因地制宜、因事制宜、因时制宜最佳利用交通系统资源;还有科学性与实用性相结合、定性与定量相结合、紧密衔接规划及实施工程。
而交通组织思想方法原则有三点。
第一个是换位思维原则。特别是单行、禁左、禁限措施的调整,在方案实施前,应考虑该点的承受能力以及有可能引发的问题。第二个是以人为本,方便出行原则。应以弱势群体的安全为基点,按照行人、骑车人、司机的心理和行为特点,站在他们的角度查找方案不便之处,并及时进行调整。第三个是通行能力资源配置原则。“木桶原理”,长短不齐的木片箍成木桶,桶内盛水的多少取决于最短木片。长短木片代表道路不同路口的通行能力。即其他路口应以通行能力最小的路口为基准,否则必将因积累快消散慢发生交通拥堵。
三、交通组织的内容
着眼于当前的交通现状和路网基础,通过切实可行的交通措施,合理组织交通流在区域路网内的时间和空间分布,提高区域路网的整体通行能力。主要设计内容包括5点,分别是交通管制措施设计、渠化措施应用设计、路口路段改造设计、交通信号控制方案设计、交通安全设施设计。当然远远不仅仅是这些内容。
这里我重点从三个方面简单介绍。
第一个是交通管制措施设计,主要是进行一些单向交通变向交通和禁限措施。
交通管制措施设计就是从均衡路网交通流量、优化道路资源时空利用效率的角度出发,利用单向交通、变向交通、车速限制设计,交叉口转向限制设计、车辆分类通行限制等措施,对研究区域提出系统的交通管制方案,以期使路网交通流合理、有序,提高整个路网交通运行质量。
还有单行道与双向道路的根本区别。单行道不可能有迎面而来的车辆;单行能够减少交叉口的冲突点,两条双向两车道的交叉口,实施单行后冲突点数从16降到4,仅为双向时的25%;交叉口的冲突点大大减少的结果是交叉口车辆通行能力非常强,这也是实施单向措施能够解决交通拥堵的关键所在。
由于单行只允许车辆向特定方向行驶,车辆想回到原地,只能从另外的路回来,因此就需要在单行道的周边设计一个方向相反的单行道,这两条道(如下图)要尽可能相似,尽可能平行,尽可能距离接近。
国内主要理论认为单行措施要求路网有足够的密度,平行方向道路的间距不易超过300米,并且道路的起点、终点大体相同,道路条件相当。道路的间距越短越好,超出300米这个距离的代价就是车辆可能绕行相对较远的距离。当双向道路车辆饱和和拥堵、交叉口的拥堵已经达到严重程度的时候,一定的绕行代价也是必须的。
单行是一把双刃剑,单向交通的优点是增加信号灯有效工作时间,提高通行能力;减少交叉口复杂性,减少交通事故;提高车辆运行速度,降低行车延误。单向交通的缺点是增加行程距离,给车辆带来不便;原来的问题转移到一个新的地方,产生新的矛盾点;单向道路的末端常常使交通组织复杂化,产生拥挤;对居民区的生活环境和某些商业有不利影响。
国外单向交通现状,(如下图)百分之八十的道路是做单行,如巴黎、曼谷。他们是基于路网比较密的情况去大规模做单行。
但实际上国内道路路网达不到国外这么高的密度,我们尝试小范围的做了一些单行实验。如青岛、北京等城市做得单行相对比较多。
还有变向交通组织,变向交通是指在不同的时间内变换某些车道上的行车方向或行车种类的交通组织方式。
交叉口转向限制管理:禁止左转、禁止右转、禁止直行、禁止掉头等;车辆分类禁限:禁止货车通行、禁止客车通行、禁止自行车通行等。
路口禁左表面上是节点问题,但由于流向禁限会带来压力转移,会造成相关路口转弯流量增加而导致拥堵,实质上是区域交通组织问题。按照“换位思维”的思路,在路口采取禁限流向的措施之前,要给车辆寻找绕行的最优路径。
第二个是交通渠化方案设计,如交叉口总体布局设计、交叉口红线拓宽设计、进出口道渠化设计、交叉口内部渠化设计等等。
对于交通渠化设计的基本要求是:尽量拓宽路口增加进口导向车道与出口车道,使之与路段行车道的通行能力相匹配;尽量在车道渠化上做到寸土必争,不让路口被出现空闲时间和空闲面积;实现冲突分离;尽量简化标线和信号,使之能明确地突出空间路权和时间路权;尽量地完善标志信息,使驾驶员有充分的反应时间。
交叉口常见改善措施我总结了九个方面。第一是信号配时优化(改变放行顺序、放行方式、放行时间、间隔清空时间等);第二是增加进口车道数(偏移中心线、压缩车道、工程拓宽、右转车辆提前分流);第三是增加隔离设施,减少干扰(中央隔离、机非隔离、人非隔离);第四慢行交通系统改善(如设置安全岛、立体过街等);第五禁左、禁调等禁限措施;第六增加视距、改善转弯半径;第七完善交通语言(标志、标线);第八优化公交站点、线路;
第九增设智能交通设施(电子警察、诱导屏等)。
这是上海的一个照片(如下图),它的交叉口改善非常到位 。
第三个是交通控制方案设计,如交通控制方式设计、灯控路口控制方案设计。
交通控制方案设计包括信号控制方案的时段划分;信号控制方案的相位、相序;各相位或阶段的时间及间隔时间和其他特殊设计。
信号控制方案的时段划分。
对于交通流量变化较为突出的路口,根据不同时段的流量特征制定不同的信号放行方案。基本上可以划分为以下十一种时段,时段划分的依据是对该路口的交通流量进行分析。
信号控制方案的相位、相序。
相位是指在一个交叉口某个方向的交通流(或几个方向交通流的组合)同时得到的通行权或被分配得到这些通行权的时间带。相序是对信号轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权顺序的确定,即在一个信号周期内安排了若干种控制状态,并合理地安排了这些控制状态的显示次序。
各相位或阶段的时间及间隔时间。
根据路口的实际情况,分别计算信号周期、信号总损失时间、流量比总和、绿灯间隔时间、总有效绿灯时间、各相位有效绿灯时间、各相位的绿信比、各相位显示绿灯时间、最短绿灯时间。
其他特殊设计包括干线协调的相位差、感应控制参数库设计、以及区域控制系统优化设计:路口控制方案设计完成后,需要对路口方案进行区域控制系统优化,对区域路网内的路口信号机进行协调控制。
还有区域交通组织的一些经验分享:第一个是一定要进行专业的设计,切忌“想当然,拍脑门“,措施切忌“一窝蜂”的上。第二是“杀鸡不可用牛刀”。我们应该是调信号配时、调渠化车道、调禁限流向、调禁限车种、工程改造,一步步去解决,最后迫不得已的时候,通过一些工程改造解决实际的问题。第三是一些大的交通组织调整一定要广泛征求意见,广泛宣传,特别是实行禁限、流向调整,应广泛宣传,减轻社会舆论压力。
四、典型案例分享
东四地区单向交通,这小胡同道路非常密,我们采用单向行驶单侧停车的方式,这个照片是改完之后的图片(如下图)在提高道路网运行效率、充分利用现有道路资源、挖掘道路交通潜力等方面具有明显的优点。
这是国贸桥下开辟公交专用掉头车道(如下图)。
因为在国贸桥西侧这个路口白天是禁止左转,但公交车除外。公交车需要左转的时候,会把整个从东往西的车辆全部拦死。为了解决这个公交车的左转问题,我们利用国贸桥的空间增加了一个公交专用的调头车道。
还有木樨地桥西进口交通组织调整(如下图)。
长治八一广场灯控(如下图)。
广场东西两端路口设置信号灯,为了便于两个路口的协调控制,采用一台信号机控制两个路口,采取“一带二”的控制方式; 考虑到广场南侧路口未来流量增大时需要增加信号灯控制,建议信号机具备“一带三”功能。信号机至少具备24相位控制功能,可以实现联网控制,建议跟长治现有的系统控制信号机采用同样的机型,便于实现统一交通信号控制平台的管理和控制。
五、建议
这里说下实施过程中遇到的问题。第一多数城市不具备专项资金,没有资金来源,是推进交通组织优化项目的一大难题;第二没有形成长期有效的合作机制,多数城市习惯于由交警进行交通组织优化设计,而不是购买更专业的技术服务;第三多数城市缺少道路及交通设施在规划、设计、使用过程中的相关资料,加大了交通现状调研的难度。
还有经验做法,项目合作方式首先是与相关部门签订长期的资质合同,然后按照任务单的形式,领取具体任务,最后按照季度结算费用,此方法有利于长期的对动态的交通问题及时作出反应。
最后是一个相关建议,首先建议相关部门制定财政计划,专款专用,用来对重要节点、堵点、乱点、事故黑点进行交通组织优化改造。第二建议形成长期有效的合作机制,由政府购买专业技术服务的方式,利用专业的技术力量,制定更合理的交通组织优化方案;第三建议每年预留专项资金,专款专用,针对重要的交通节点、堵点、乱点、事故黑点进行交通组织优化改造。