城市隧道与平交口的交通组织研究.pdf

60交通科技与管理规划设计 0引言确定和实施“三区三线”是国土空间规划实现其引导性、制约性的和基础性作用的前提，也是国土空间规划的核心内容。“三线”分别对应在城镇空间、农业空间、生态空间划定的城镇开发边界、永久基本农田、生态保护红线三条控制线。在工程实践中，城市穿山隧道常常受限于城镇开发边界和生态保护红线，无法与现状交叉口保持合理距离，进而成为区域性的堵点。从车辆行驶方面分析，隧道口分为进口和出口两种类型。比较而言，从平面交叉口进入隧道容易适应，而且车流比较顺畅，交通事故也较少，所以隧道进口需要考虑的因素较少；而从隧道驶出之后剧烈的明暗过渡会使驾驶人瞳孔面积急剧变化，如果超出了驾驶人的视觉适应能力，将产生瞬时盲期，此时若交叉口与隧道出洞口距离过近，驾驶人不易识别，极易发生交通事故，因此应保证交叉口与隧道出洞口之间有适当的距离。1隧道出口与信号灯交叉口间距要求根据文献检索，研究隧道出口与信号灯平交口的最小间距的成果较少，较多集中于公路隧道口与互通立交之间的最小距离。魏澜提出城市道路平交口与隧道出口的最小安全间距应满足出洞适应距离、车辆制动距离和红灯期间车辆最大排队长度1。徐晓丹等通过调查隧道出口车辆交通流特性，从行车人在隧道中的视觉适应角度确定隧道出口的安全长度，并以鼓楼隧道中央路交叉口为例进行应用分析2。张弛等人认为二者的净距仅考虑车辆从隧道出口以正常速度离开平面交叉口所需的最小距离，其组成为明适应距离、识认交叉口标志的距离、变换车道的距离及安全驶入平面交叉的距离3。陈学信提出最小间距应加大识别交叉口标志的行驶距离和车辆变换车道所需的距离，同时应明确交叉口排队长度4。武生权等基于车辆加减速理论、人眼明暗适应性、交通流理论等监理隧道出口与平面交叉的计算模型，提出二者的距离同道路的设计速度、车道数呈正相关5。根据城市地下道路工程设计规范（CJJ2212015）规定，城市地下道路出口接地点处与下游信号控制交叉口停车线距离应 1 倍的停车视距，宜 1.5 倍的停车视距。上述研究成果及规范要求对隧道出口与信号灯交叉口的最小距离基本不同，有愈来愈长的趋势，但并未对间距过小时应采取的交通安全与组织管理进行研究，该文对各类最小间距的研究成果进行总结，如表 1 所示。收稿日期：2023-09-01作者简介：郑航宇（1990）,男,硕士研究生,工程师,研究方向：市政道路。城市隧道与平交口的交通组织研究郑航宇（厦门市市政工程设计院有限公司,福建 厦门 363000）摘要随着国土空间规划的进一步完善，集约、节约用地，已成各类开发保护建设活动的基本原则。针对城镇开发边界限制条件下城市隧道与城市道路交叉口的交通组织问题，文章以双溪大道北侧洞口与同新路交叉口为例进行分析，提出在限制条件下隧道与现状交叉口距离较短时的交通时空组织优化措施原则及思路，可为类似受限的工程设计提供参考。关键词城镇开发边界；隧道出口；平面交叉；提前左转 中图分类号U491文献标识码A文章编号2096-8949（2023）20-0060-03表 1隧道出口与信号灯交叉口的最小间距速度/(km/h)明适应距离 Lm/m 停车视距 Lt/m 最大排队长度 Ls/m 识认交通标志距离/m 变道车道距离/m 合计/m 6011511517550604515550804580603153565110701053852工程背景双溪大道（同安大道 环城南路段）工程位于厦门市同安区，南北走向，北接同安大道（现状），沿线与同新路、环城东路、凤屿路平交，采用隧道形式通过梅山及上跨轨道六号线，终于环城南路（现状），路线总长约 3.55 km，道路等级为主干路，设计速度为 60 km/h，2023 年第 4 卷第 20 期61交通科技与管理规划设计道路标准红线宽度 43 m。其中，新建梅山隧道单洞长度为 1.41 km，属于长隧道。梅山隧道北侧与同新路（主干路）为平面交叉模式，采用信号控制交叉，进口道展宽。交叉口北侧为现状五秀桥（2018 年竣工），桥梁宽度为 30 m，该次改造通过压缩桥梁路侧人行道进行拓宽，拓宽后为双向六车道；西侧为现状同新路，双向四车道，交叉口因征拆用地原因暂无展宽条件；东侧为现状同新路，为近期改造，已进行渠化展宽，为四个进口道四个出口道；南侧为该次新建梅山隧道洞口路基段，已进行渠化展宽，为四个进口道三个出口道。该次隧道设计过程中，受城镇开发边界限制，隧道北侧出口距现状同新路交叉口进口道停止线约 108 m，如图 1 所示。根据公路隧道设计规范（第一册 土建工程）（JTG3370.12018）第 4.3.6 条规定及其条文解释，隧道进出口是事故的多发地段，要求隧道洞内外一定距离保持平、纵线形均衡协调是必要的。该次设计基于道路使用安全为第一原则，保留洞口内外 50 m 一致的情况下再进行渐变段展宽段长度的布置。根据城市道路交叉口设计规程（CJJ 1522010）第 4.2.13 节规定主干路渐变段长度不应少于 3035 m，展宽段长度不应小于 7090 m。该次隧道出口距停止线段的功能区布置为展宽段 28 m+渐变段 30 m+隧道内外 3 s 行程一致段 50 m。展宽段因建设条件制约无法满足规范要求，由此可能引发左转或右转车受相邻候驶车辆排队长度的影响，造成交通瓶颈，影响路网交通的运行。为此，该次设计综合考虑限制条件下隧道出口与周边平交口的关系，拟定交通组织原则，从微观交通设施优化及组织层面进行设计。图 1交叉口平面图3限制条件下的方案研究3.1设计原则（1）安全原则。确保车辆和行人的安全是交通组织的首要任务。在隧道出口处设置明显的标志和标线，包括指示牌、减速标线、导向标线等，以便驾驶员能够及时识别并减速。同时，在隧道出口前设置减速带，降低车辆速度，减少交通事故风险。（2）流畅原则。在保证安全的前提下，要尽可能提高交通流的流畅度，可以通过合理的交通信号灯控制、车道设置、交通组织等方式，减少车辆拥堵和交通延误。（3）均衡原则。要确保交通流在时间和空间上分布均衡，可以通过合理的交通信号灯控制、交通管制、停车管理等方式，避免交通拥堵和车辆排队过长。3.2诱导提前左转车辆交织区域主要发生在距离隧道出口一定距离的区域内。这个区域通常是在交叉口前大约 100200 m 范围内，与驶出的设计速度有关系。显然，该次限制条件下的双溪大道与同新路交叉口间距无法满足车辆的交织变道行为，主要体现在从洞口至停止线仅有 108 m，其次渐变段只有 30 m。对于行车来说，上述距离在出隧洞前若未做好准备，将无法完成顺利变道，易造成驾驶员强行变道或驶入非目的车道等不利情况，同时可能引发隧道口交通事故6（见图 2）。图 2交叉口交通组织图除去识认交通标志及变道距离，交织段所需要的距离最大。为了减少交织段的长度，该次考虑将左转车流在隧道内提前变道。这种措施可以有效地减少左转车辆在交叉口的交织，从而提高交通流畅度，降低交通事故发生的概率。62交通科技与管理规划设计 当前，对于距离隧道洞口距离变道的研究还不够完善，很多情况下都是根据驾驶者的经验和习惯来操作。一些研究者认为，在离洞口 300 m 处变道最为合适，因为这样可以减少对后面车辆的影响，并且可以更好地掌握前方路况。变道距离的确定缺乏理论依据，大多是根据经验和习惯来决定。其次，变道距离的长短与隧道的设计和交通流量等因素有关，因此应该更加全面地考虑和分析。该次就双溪大道梅山隧道段的诱导左转组织影响相关因素及实施方案进行说明。（1）隧道内变道的合规性。根据城市地下道路工程设计规范（CJJ2212015）第 7.3.1 条规定城市地下道路出入口的洞口内外 50100 m 范围内宜设置实线车道分界线。（2）隧道内左转变道位置。通过初步仿真模拟，当左转车道设置在距离出口较近的位置时，仿真中的交通流畅度较低。这是因为在隧道内变道需要一定的时间和空间，如果左转车道设置过近，可能会导致车辆无法及时完成变道，从而引发交通拥堵和事故。相反，当左转车道设置在距离出口较远的位置时，仿真中的交通流畅度较高。这是因为在隧道内变道的时间和空间更充足，车辆可以更顺利地完成变道，从而减少了交通拥堵和事故的发生。综合考虑仿真结果和实际情况，该次在隧道洞口内 200 m，洞口外左转车道一直延伸至停止线均划实线，直行及直右车道按 50 m（按 3 s 行程考虑）范围内施划实线，渐变段 30 m 作为变道空间。（3）交通安全。在长隧道内变道会增加驾驶风险，因为驾驶员在隧道内可能受到视线、速度和环境等因素影响，难以准确判断交通状况和做出及时反应，容易引发交通事故。因此，在进行左转提前变道的设计时，需要采取一系列措施来确保交通安全。其次，需要对隧道内的照明和通风设施进行优化。良好的照明和通风条件可以降低车辆在隧道内行驶的安全风险。最后，需要对驾驶员进行交通安全教育，增强驾驶员的安全意识，可以通过宣传、教育等多种方式，使驾驶员了解左转提前变道的安全注意事项，降低交通事故的发生率。（4）交通设施引导。该次在隧道拱顶设置主动发光道路交通标志，采用分区引导的思路对进入隧道的车辆进行诱导。该次隧道长度为 1 410 m，按隧道洞内洞外进行分区，共分为提前预告区、禁止变道区、可变道区。首先，在提前预告区域，进入隧道洞口前 35 m 处结合隧道信息标志设置警告标志，版面内容为“前方隧道出口，同安影视城，请提前靠左行驶”；其次，在可变道区间起点设置“同安影视城 请变道”，终点设置“禁止变道”，并在可变区间适当位置设置隧道出口预告标志。3.3仿真评价该次以双溪大道梅山隧道与同新路交叉口为评价场景，运用 VISSIM 进行交通仿真评价，通过对比隧道洞内外左转车辆有无诱导条件下对交叉口运行的影响，拟选取平均延误、排队长度作为评价指标7。每种情况下的仿真时常定位15 min，相位按常规四相位，周期为120 s。经过运行后，对车辆平均延误、排队长度进行对比如表 2。通过仿真对比结果可得出诱导提前左转对于缓解隧道出洞后的交通拥堵具有一定的作用，双溪大道隧洞口的车辆延误有所缩短，通行效率有一定的提高。表 2左转车辆有无诱导提前左转的平均延误及排队长度对比交通转向平均延误 1/s 平均延误 2/s 排队长度 1/m 排队长度 2/m 同新路西进口30284545同新路东进口252537.537.5双溪大道北进口40406060双溪大道南进口55458567.5注：平均延误 1 及排队长度 1 为无诱导左转情况；平均延误 2 及排队长度 2 为右诱导左转情况。4结语该文通过分析城镇开发边界限制条件下城市隧道口与平交口的交通组织，以双侠大道梅山隧道与同新路交叉口为例，提出利用长隧道空间诱导车辆提前左转的思路，以此缓解平交口距离不足而导致的交通拥堵。后期还需根据交通流实际运行情况进行评价，作出相应的动态调整。此次是以双溪大道同新路交叉口作为分析对象，存在一定的个例特性，且仅对左转车辆提前进行探讨，对隧道驶出的直行及右转车辆疏解还需进一步研究，同时还应结合信号配时进行优化。参考文献1 魏澜.城市道路平面交叉口与隧道出口最小安全间距探讨 J.福建建筑,2012(6):62-64.2 徐晓丹,林丽.城市隧道口交通优化方案研究 J.森林工程,2013(5):106-110.3 张弛,杨少伟,潘兵宏.城市道路平面交叉口 J.公路交通科技,2016(10):137-141.4 陈学信.城市道路平面交叉口与隧道出口的最小间距计算 J.中外公路,2020(5):342-346.5 武生权,龙贵云,段绪斌.城市隧道出口与平面交叉合理间距研究 J.天津建设科技,2021(6):15-17.6 闵强.山区高速公路隧道路段安全问题及对策研究 J.湖南交通科技,2022(1):166-170.7 王大为,许东风,尹万辉.公路隧道洞口与灯控平交口间三种净距研究 J.公路交通技术,2022(5):145-150.