技術(shù)分享 | “大數(shù)據(jù)分析+精細(xì)化設(shè)計(jì)”解決立交節(jié)點(diǎn)擁堵頑疾 --以湛江赤坎立交為例
概況
赤坎立交（又名“康順立交橋”）建于1991年3月，為二層環(huán)形立交，機(jī)動(dòng)車從二層環(huán)島通行，行人和非機(jī)動(dòng)車從地面一層通行。赤坎立交是湛江市第一座公路立交橋、第一個(gè)交通地標(biāo)建筑，承載了許多湛江人的記憶，也見證了這座城市的滄海桑田變遷。但隨著城市的發(fā)展，原來位于城市邊緣的立交橋已經(jīng)被周邊繁華的商業(yè)環(huán)繞，交通量的增長(zhǎng)也導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)越來越嚴(yán)重的交通擁堵問題，成為湛江市最“著名”的擁堵點(diǎn)。
為解決湛江赤坎立交節(jié)點(diǎn)交通擁堵問題，改善居民出行環(huán)境，湛江市城市管理和綜合執(zhí)法局于2017年底委托深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心（以下簡(jiǎn)稱“交通中心”），研究赤坎立交節(jié)點(diǎn)改善方案。
項(xiàng)目組依托交通大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)，對(duì)該節(jié)點(diǎn)擁堵原因進(jìn)行量化分析，提出將二層環(huán)形立交改造為平面信號(hào)交叉口完全可以承擔(dān)其未來交通需求，并按照“以人民為中心”的發(fā)展理念，對(duì)立交拆除后的平交路口進(jìn)行“精細(xì)化設(shè)計(jì)”，合理安排步行、電動(dòng)自行車、機(jī)動(dòng)車的通行空間，在解決交通擁堵問題的同時(shí)，提升路口周邊環(huán)境品質(zhì)。
項(xiàng)目組提出的赤坎立交節(jié)點(diǎn)改造方案最終獲得湛江市委、市政府認(rèn)可，并由湛江市城市管理和綜合執(zhí)法局于2018年暑期組織完成赤坎立交拆除，2019年底完成路口改造，至今路口運(yùn)行已逾一年，交通運(yùn)行狀況良好。
01 大數(shù)據(jù)平臺(tái)精準(zhǔn)研判節(jié)點(diǎn)交通問題
赤坎立交是湛江市中心城區(qū)椹川大道和康順路-康寧路兩條城市主干路相交節(jié)點(diǎn)，也是赤坎與開發(fā)區(qū)、霞山的重要交通轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)。改造前立交橋二層環(huán)島的交織段距離短，通行能力小，交通擁堵嚴(yán)重，交通事故頻發(fā)。此外，立交橋面破損嚴(yán)重，橋梁上部結(jié)構(gòu)有多處明顯超限裂縫，局部存在混凝土鋼筋外露，根據(jù)橋梁檢測(cè)報(bào)告，被認(rèn)定為四類危橋，存在一定的安全隱患。
由于赤坎立交節(jié)點(diǎn)處于市區(qū)路網(wǎng)的核心位置，該節(jié)點(diǎn)的交通擁堵不僅影響周邊居民和商業(yè)出行，而且影響到整個(gè)赤坎區(qū)路網(wǎng)暢通。同時(shí)，赤坎立交橋下攤販林立、車輛違停嚴(yán)重，秩序混亂，整體景觀形象差。
圖1 赤坎立交橋改造前現(xiàn)場(chǎng)照片
改造前赤坎立交節(jié)點(diǎn)機(jī)動(dòng)車交通流量為4295Pcu/h，其中椹川大道進(jìn)口道流量為1300~1500Pcu/h，康順路-康寧路進(jìn)口道流量約為700~850Pcu/h，立交二層環(huán)島的交織段流量為2143~2599Pcu/h以上。
圖2 赤坎立交改造前交通運(yùn)行狀況
利用湛江市交通大數(shù)據(jù)決策支持系統(tǒng)微觀仿真模塊對(duì)赤坎立交節(jié)點(diǎn)進(jìn)行仿真分析，結(jié)果顯示椹川大道北-康寧路交織段和椹川大道北-康順路交織段通行能力不足，飽和度高，且車輛在轉(zhuǎn)盤行駛秩序混亂，導(dǎo)致環(huán)島內(nèi)部交通擁堵嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致椹川大道南北向進(jìn)口道通行緩慢，排隊(duì)長(zhǎng)度增加，最大排隊(duì)長(zhǎng)度能達(dá)到300米以上，與立交實(shí)際運(yùn)行情況基本相符。
表1 改造前赤坎立交橋仿真評(píng)估主要數(shù)據(jù)表
02 多情景仿真深入比選方案
項(xiàng)目組從節(jié)點(diǎn)功能定位分析入手，結(jié)合實(shí)地調(diào)研，提出了三種節(jié)點(diǎn)形式方案，分別是平面交叉口、單層菱形立交（椹川大道主線上跨）和雙層菱形立交。
經(jīng)綜合考慮各方案與節(jié)點(diǎn)功能定位的匹配性，非機(jī)動(dòng)車、行人交通組織及公交服務(wù)便捷性，環(huán)境景觀及工程經(jīng)濟(jì)性等因素，利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行交通仿真分析、通行能力測(cè)試評(píng)估，項(xiàng)目組建議采用將原赤坎立交拆除并改造為平交信號(hào)路口的方案。
對(duì)于平交信號(hào)路口方案，項(xiàng)目組結(jié)合用地條件和征拆房屋情況提出了3個(gè)深化方案進(jìn)行比選：
方案一：不拆遷房屋，利用現(xiàn)有條件進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)改造為平交路口，設(shè)置紅綠燈控制。
方案二：僅拆遷東南角房屋，渠化設(shè)計(jì)改造為平交路口，設(shè)置紅綠燈控制。
方案三：拆除東南角、西南角以及西北角房屋，按照規(guī)劃紅線寬度進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)，增設(shè)車道數(shù)量，設(shè)置紅綠燈控制，并提升改造節(jié)點(diǎn)景觀環(huán)境。
圖3 平交路口改造方案比選
表2 改造方案比選表
綜合城市長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、提升交通通行效率及環(huán)境品質(zhì)等方面考慮，推薦采用交通改善效果和景觀提升效果俱佳的方案三。
圖4 節(jié)點(diǎn)改造方案仿真分析比選
03“電動(dòng)自行車前置等候區(qū)+專用信號(hào)”解決機(jī)非沖突問題
電動(dòng)自行車是湛江居民出行的主要交通方式（出行占全方式的比例高達(dá)45%），電動(dòng)自行車交通量大是湛江城市道路交通的一個(gè)顯著特點(diǎn)，由此導(dǎo)致交叉口處機(jī)非混行，沖突嚴(yán)重，通行效率低下。改造前，機(jī)非分層通行，相互干擾小，改成平交后，解決機(jī)非沖突問題是項(xiàng)目改造成功與否的關(guān)鍵。
圖5 晚高峰時(shí)段湛江市區(qū)典型路口交通運(yùn)行實(shí)景
電動(dòng)自行車在交叉口的交通組織，需根據(jù)電動(dòng)自行車流量大小采取不同的措施，在電動(dòng)自行車量較大的情況下，要明確區(qū)分機(jī)動(dòng)車、電動(dòng)自行車以及人行路權(quán)，設(shè)置專門區(qū)域讓電動(dòng)自行車停車等候。在交叉口范圍內(nèi)設(shè)置電動(dòng)自行車待行區(qū)的做法已在境內(nèi)外其它電動(dòng)自行車量較大的城市得到一定的應(yīng)用，典型案例有：
（1）廣西南寧市實(shí)施電動(dòng)自行車“蓄水式”放行方式。在大型交叉口的人行橫道線前方設(shè)置4個(gè)非機(jī)動(dòng)車（電動(dòng)自行車）待行區(qū)。在放行方式上，使用“順時(shí)針”單向放行的控制方式，且增設(shè)非機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈及LED誘導(dǎo)屏，讓非機(jī)動(dòng)車有序進(jìn)入待行區(qū)。在放行時(shí)，為分離機(jī)非混行，進(jìn)行精細(xì)化信控，非機(jī)動(dòng)車提前8-10s放行。此方式允許電動(dòng)自行車提前進(jìn)入交叉口范圍內(nèi)待行，減少了綠燈期間大部分電動(dòng)自行車在路口內(nèi)的行駛距離和行駛時(shí)間，并在較大程度上實(shí)現(xiàn)機(jī)非分離，從而提高了整個(gè)路口的通行效率。
圖6 南寧“蓄水式”放行路口設(shè)置
（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
（2）臺(tái)灣省一些城市在交叉口劃設(shè)摩托車（機(jī)車）等候區(qū)，并根據(jù)不同情況，設(shè)置在機(jī)動(dòng)車停止線之后或人行橫道之前，以保障絕大部分摩托車能夠在機(jī)動(dòng)車之前停車等待通行，避免夾雜在汽車車流中等待紅燈或通過交叉口。
圖7 高雄市某路口設(shè)置的摩托車待行區(qū)
項(xiàng)目組借鑒其他城市的先進(jìn)做法，結(jié)合湛江實(shí)際交通情況，建議采取“電動(dòng)自行車前置等候區(qū)+專用信號(hào)”手段來解決的湛江大型平交路口機(jī)非沖突問題，并與湛江交警部門協(xié)調(diào)推動(dòng)在赤坎立交節(jié)點(diǎn)改造工程設(shè)計(jì)中落實(shí)。要點(diǎn)包括：根據(jù)各方向電動(dòng)自行車交通流量定量計(jì)算確定等候區(qū)的長(zhǎng)度和分區(qū)；結(jié)合道路功能和預(yù)測(cè)交通流量，計(jì)算路口展寬段的寬度和長(zhǎng)度；根據(jù)電動(dòng)自行車的流線軌跡，對(duì)非機(jī)動(dòng)車道與等候區(qū)之間的銜接段的線型進(jìn)行優(yōu)化，確保電動(dòng)自行車以合理車速進(jìn)入等候區(qū)；通過專用信號(hào)和可變指示牌來控制和引導(dǎo)電動(dòng)自行車的“進(jìn)入等候區(qū)”、“停駐”和“通行”。
圖8 改造后的赤坎立交節(jié)點(diǎn)實(shí)景圖
04 改善效果顯著并獲廣泛好評(píng)
赤坎立交節(jié)點(diǎn)改造完成并運(yùn)行約一年后，現(xiàn)場(chǎng)交通調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示：節(jié)點(diǎn)通行能力比改善前提高了70%，高峰小時(shí)交叉口通過量增加53.4%，節(jié)點(diǎn)交通運(yùn)行狀況良好，節(jié)點(diǎn)及周邊環(huán)境品質(zhì)也得到明顯改善。
表3 改造后平交路口各項(xiàng)數(shù)據(jù)一覽表
圖9 改造前后赤坎立交節(jié)點(diǎn)通行能力與通過量對(duì)比
圖10 改造前后赤坎立交節(jié)點(diǎn)排隊(duì)長(zhǎng)度對(duì)比
赤坎立交節(jié)點(diǎn)改善方案解決了困擾多年的擁堵頑疾，獲得廣泛好評(píng)，當(dāng)?shù)孛襟w反響熱烈。
圖11 湛江日?qǐng)?bào)?？瘓?bào)道
圖12 市民接受新聞采訪
總結(jié)與展望
本次赤坎立交節(jié)點(diǎn)改造，利用“交通大數(shù)據(jù)”+“精細(xì)化設(shè)計(jì)”,從節(jié)點(diǎn)交通問題研判，交通仿真、方案測(cè)試評(píng)估，再到實(shí)施階段的協(xié)調(diào)配合，項(xiàng)目組從決策咨詢到項(xiàng)目建成全過程參與，取得了較好的效果。今后交通中心還將按照高端智庫的定位，繼續(xù)為湛江市政府和有關(guān)部門科學(xué)決策提供技術(shù)支持，以更好地解決城市交通管理的短板和痛點(diǎn)，提升城市治理現(xiàn)代化水平。
撰寫：王 彪、林 祥、甘仕敬、朱李春
審核：蔣金勇
審定：何龍慶