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                技术分享 | “大数据分析+精细化设计”解决立交节点拥堵顽疾 --以湛江赤坎立交为例

                概况
                 

                赤坎立交(又名“康顺立交桥”)建于1991年3月,为二层环形立交,机动车从二层环岛通行,行人和非机动车从地面一层通行。赤坎立交是湛江市第一座公路立交桥、第一个交通地标建筑,承载了许多湛江人的记忆,也见证了这座城市的沧海桑田变迁。但随着城市的发展,原来位于城市边缘的立交桥已经被周边繁华的商业环绕,交通量的增长也导致该节点出现越来越严重的交通拥堵问题,成为湛江市最“著名”的拥堵点。

                 

                为解决湛江赤坎立交节点交通拥堵问题,改善居民出行环境,湛江市城市管理和综合执法局于2017年底委托深圳市城市交通规划设计研究中心(以下简称“交通中心”),研究赤坎立交节点改善方案。

                 

                项目组依托交通大数据决策支持系统,对该节点拥堵原因进行量化分析,提出将二层环形立交改造为平面信号交叉口完全可以承担其未来交通需求,并按照“以人民为中心”的发展理念,对立交拆除后的平交路口进行“精细化设计”,合理安排步行、电动自行车、机动车的通行空间,在解决交通拥堵问题的同时,提升路口周边环境品质。

                 

                项目组提出的赤坎立交节点改造方案最终获得湛江市委、市政府认可,并由湛江市城市管理和综合执法局于2018年暑期组织完成赤坎立交拆除,2019年底完成路口改造,至今路口运行已逾一年,交通运行状况良好。

                 

                 

                01 大数据平台精准研判节点交通问题

                 

                赤坎立交是湛江市中心城区椹川大道和康顺路-康宁路两条城市主干路相交节点,也是赤坎与开发区、霞山的重要交通转换节点。改造前立交桥二层环岛的交织段距离短,通行能力小,交通拥堵严重,交通事故频发。此外,立交桥面破损严重,桥梁上部结构有多处明显超限裂缝,局部存在混凝土钢筋外露,根据桥梁检测报告,被认定为四类危桥,存在一定的安全隐患。

                 

                由于赤坎立交节点处于市区路网的核心位置,该节点的交通拥堵不仅影响周边居民和商业出行,而且影响到整个赤坎区路网畅通。同时,赤坎立交桥下摊贩林立、车辆违停严重,秩序混乱,整体景观形象差。

                 
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                图1 赤坎立交桥改造前现场照片

                 

                 

                改造前赤坎立交节点机动车交通流量为4295Pcu/h,其中椹川大道进口道流量为1300~1500Pcu/h,康顺路-康宁路进口道流量约为700~850Pcu/h,立交二层环岛的交织段流量为2143~2599Pcu/h以上。

                 
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                图2 赤坎立交改造前交通运行状况

                 

                 

                利用湛江市交通大数据决策支持系统微观仿真模块对赤坎立交节点进行仿真分析,结果显示椹川大道北-康宁路交织段和椹川大道北-康顺路交织段通行能力不足,饱和度高,且车辆在转盘行驶秩序混乱,导致环岛内部交通拥堵严重,进而导致椹川大道南北向进口道通行缓慢,排队长度增加,最大排队长度能达到300米以上,与立交实际运行情况基本相符。

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                表1 改造前赤坎立交桥仿真评估主要数据表

                 

                 

                02 多情景仿真深入比选方案

                 

                项目组从节点功能定位分析入手,结合实地调研,提出了三种节点形式方案,分别是平面交叉口、单层菱形立交(椹川大道主线上跨)和双层菱形立交。

                 

                经综合考虑各方案与节点功能定位的匹配性,非机动车、行人交通组织及公交服务便捷性,环境景观及工程经济性等因素,利用大数据平台进行交通仿真分析、通行能力测试评估,项目组建议采用将原赤坎立交拆除并改造为平交信号路口的方案。

                 

                对于平交信号路口方案,项目组结合用地条件和征拆房屋情况提出了3个深化方案进行比选:

                 

                方案一:不拆迁房屋,利用现有条件进行渠化设计改造为平交路口,设置红绿灯控制。

                 

                方案二:仅拆迁东南角房屋,渠化设计改造为平交路口,设置红绿灯控制。

                 

                方案三:拆除东南角、西南角以及西北角房屋,按照规划红线宽度进行渠化设计,增设车道数量,设置红绿灯控制,并提升改造节点景观环境。

                 
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                图3 平交路口改造方案比选
                 
                 
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                表2 改造方案比选表

                 

                综合城市长远发展、提升交通通行效率及环境品质等方面考虑,推荐采用交通改善效果和景观提升效果俱佳的方案三。

                 
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                图4 节点改造方案仿真分析比选

                 

                 

                03“电动自行车前置等候区+专用信号”解决机非冲突问题

                 

                电动自行车是湛江居民出行的主要交通方式(出行占全方式的比例高达45%),电动自行车交通量大是湛江城市道路交通的一个显著特点,由此导致交叉口处机非混行,冲突严重,通行效率低下。改造前,机非分层通行,相互干扰小,改成平交后,解决机非冲突问题是项目改造成功与否的关键。

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                图5 晚高峰时段湛江市区典型路口交通运行实景
                 

                 

                电动自行车在交叉口的交通组织,需根据电动自行车流量大小采取不同的措施,在电动自行车量较大的情况下,要明确区分机动车、电动自行车以及人行路权,设置专门区域让电动自行车停车等候。在交叉口范围内设置电动自行车待行区的做法已在境内外其它电动自行车量较大的城市得到一定的应用,典型案例有:

                 

                (1)广西南宁市实施电动自行车“蓄水式”放行方式。在大型交叉口的人行横道线前方设置4个非机动车(电动自行车)待行区。在放行方式上,使用“顺时针”单向放行的控制方式,且增设非机动车信号灯及LED诱导屏,让非机动车有序进入待行区。在放行时,为分离机非混行,进行精细化信控,非机动车提前8-10s放行。此方式允许电动自行车提前进入交叉口范围内待行,减少了绿灯期间大部分电动自行车在路口内的行驶距离和行驶时间,并在较大程度上实现机非分离,从而提高了整个路口的通行效率。

                 
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                图6 南宁“蓄水式”放行路口设置

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                (2)台湾省一些城市在交叉口划设摩托车(机车)等候区,并根据不同情况,设置在机动车停止线之后或人行横道之前,以保障绝大部分摩托车能够在机动车之前停车等待通行,避免夹杂在汽车车流中等待红灯或通过交叉口。

                 
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                图7 高雄市某路口设置的摩托车待行区

                 

                 

                项目组借鉴其他城市的先进做法,结合湛江实际交通情况,建议采取“电动自行车前置等候区+专用信号”手段来解决的湛江大型平交路口机非冲突问题,并与湛江交警部门协调推动在赤坎立交节点改造工程设计中落实。要点包括:根据各方向电动自行车交通流量定量计算确定等候区的长度和分区;结合道路功能和预测交通流量,计算路口展宽段的宽度和长度;根据电动自行车的流线轨迹,对非机动车道与等候区之间的衔接段的线型进行优化,确保电动自行车以合理车速进入等候区;通过专用信号和可变指示牌来控制和引导电动自行车的“进入等候区”、“停驻”和“通行”。

                 
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                图8 改造后的赤坎立交节点实景图

                 

                 

                04 改善效果显著并获广泛好评

                 

                赤坎立交节点改造完成并运行约一年后,现场交通调查统计显示:节点通行能力比改善前提高了70%,高峰小时交叉口通过量增加53.4%,节点交通运行状况良好,节点及周边环境品质也得到明显改善。

                 

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                表3 改造后平交路口各项数据一览表
                 
                 
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                图9 改造前后赤坎立交节点通行能力与通过量对比
                 
                 
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                图10 改造前后赤坎立交节点排队长度对比

                 

                 

                赤坎立交节点改善方案解决了困扰多年的拥堵顽疾,获得广泛好评,当地媒体反响热烈。

                 
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                图11 湛江日报专刊报道
                 
                 
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                图12 市民接受新闻采访

                 

                 

                总结与展望
                 

                本次赤坎立交节点改造,利用“交通大数据”+“精细化设计”,从节点交通问题研判,交通仿真、方案测试评估,再到实施阶段的协调配合,项目组从决策咨询到项目建成全过程参与,取得了较好的效果。今后交通中心还将按照高端智库的定位,继续为湛江市政府和有关部门科学决策提供技术支持,以更好地解决城市交通管理的短板和痛点,提升城市治理现代化水平。

                 

                 

                撰写:王 彪、林 祥、甘仕敬、朱李春

                审核:蒋金勇

                审定:何龙庆

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