环形交叉路口的安全分析及优缺点分析
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【摘 要】本文以实地采集的大连市环形交叉通数据为依据，分析了当前环形交叉口的交通冲突情况以及优缺点。从安全、通行能力及能耗等角度考虑，提出新的环形交叉口改造方案，并运用微观仿真软件VISSIM进行仿真，观察分析各改造方案的优化程度。同时采用了一种车流集成分析法的定量研究方法，可作为软件模拟法的辅助参考。
【关键词】环形交叉路口；VISSIM仿真模拟；优化改造；分析方法
目前，我国的环形交叉路口在大城市中随处可见，我们在感受它带给我们的交通风景的同时也面对着它给我们出行带来的种种困扰。在交叉路口中众多的交通冲突让我们的行动大为不便，而且时时有发生交通事故的危险。我们科研组在重点研究大连市诸多环形交叉路口特别是学苑广场交叉路口之后，借助Vissim软件对它的交通状况做了充分的分析，并提出三种新的对环形交叉路口的改进方案。
1.环形交叉路口的数据采集
本文所有的讨论将建立在以下这种研究方法之上。为准确研究环形交叉路口问题，我们着重探究了大连“学苑广场”的交通情况，并在2011年12月5日早上对上班高峰期时段的交通流情况进行视频实录。然后，我们将其中的数据导入仿真软件Vissim中进行模拟分析，这种分析方法大大避免了因传统的数学分析方法产生的与实际情况偏差较大的问题，尽量还原交通实况。同时，我们将改进方案应用到Vissim中，观察改进方案的优势程度，得出改进后交通冲突的减少率，给出具体数学值。[1]
2.环形交叉路口的现状分析
城市交叉路口设计是城市道路规划设计的重要组成部分，是一项精密、系统的工程，需要考虑多个方面的问题，如交通流特征、道路等级、道路景观、交通安全等方面。通过对大连市近15个交叉路口的多时间段观察与分析，环形交叉路口的交通优势冲突现状主要体现以下几个方面：一、大多驶入大连市环形交叉口的各种车辆可连续地单向运行，中间没有停滞，增强了交通的连续性，一定程度上减少了车辆在交叉口的延误时间；二、在环道上行车仅有分流与合流两种形式，消除了冲突点，一定程度上提高了行车的安全性；三、大连市普通环形交叉口不需要信号灯进行管理，交通方式更为简便，易于行人理解；四、环形交叉口的中心岛可进行绿化装饰，美化城市景观。
但环形交叉路口的交通冲突及缺点在我们的观察与数据分析中也很明显：
一、大连很多交叉口占地面积较大，往往导致城市现代化改建困难，且造价一般高于其他平面交叉路口[2]。
二、环形交叉路口占地面积较大也增加了车辆绕环岛行驶距离，尤其是对左转弯车辆不利，经过定时排查和计算左转车辆中有46.1%的比例会遇到冲突。
三、机动车与非机动车混行未分道，导致非机动车及行人的安全存在隐患。
四、根据我国交叉路口设计标准，规划交通量超过2700辆／小时当量汽车数的交叉路口不宜采用环形交叉口。然而近几年我国私家车数量急剧增加，许多环形交叉路口的交通量已经大大超出了这一数值。
五、环形交叉路通拥挤引起车速过低，带来油耗增加的问题。以“学苑广场”为例，环岛外直径130.00米，内直径90.00米，道路宽15.00米。环道内汽车左转绕行距离约210米，根据统计数据可得左转车流量为3800辆／小时。测得高峰期平均速度小于10千米／小时。汽车速度越低油耗越高，汽车低速油耗远高于正常行驶。
综上所述，环形交叉路口汽车低速行驶油耗剧增，远远高于正常行驶，特别不利于城市节能环保。
3.基于环形交叉路口安全分析的改良方案
3.1方案一：最佳半径—路宽比例方案
在市政建设中，建设者往往根据当地条件及环岛中景观需求对环岛半径及道路宽度进行建设，而没有考虑到最佳的半径—路宽比例将会给交通便利带来很多益处。在这里，我们通过不断改变环岛半径和道路宽度寻求最好的比例关系使得在不违背正常的交通习惯和规则的前提下得到交通流的最优解(效率最优解)。通过VISSIM仿真模拟，我们发现针对大连市“学苑广场”而言，若只改变环岛半径来调整半径-路宽比，则环岛半径为41m，路宽为24m时交通状况为最佳，此时半径—路宽比例为1.708，此比例可用于道路建设部门建设新的环形交叉路口或改修已有环形交叉路口时的参考数据。
3.2方案二：时流量监测—红绿灯控制系统
通过对大连数码广场等环形交叉口的观察与分析我们发现，车辆发生冲突的一个很重要的原因就是没有对车辆的行驶进行智能的、宏观的控制，而是使车辆按照自己的行驶意愿驶进交叉口内。由于交叉口内的空间有限，一时间驶进如此大量的汽车会使交通冲突数大大增加，交通事故的发生率大大提升。鉴于此，我们提出在交叉口安装实时流量监测—红绿灯控制系统。流量监测系统分布于环形交叉口入口前方的直行车道上，监测即将进入交叉口的车辆（机，非）和行人数，在系统中将这些统计量换算成为具有意义的数字量。
3.3方案三：环形交叉路口环岛入口处及出口处管理
3.3.1采取原则
公交车、大型车辆及行人安全优先原则。
基于对大连市学苑广场三叉环形交叉路口视频数据采集分析和VISSIM仿真软件数据模拟，发现环形交叉路口入口处存在诸多问题：
（1）路口周边交通吸引源集中，例如进出口处有多个公交站点,大型公交车辆停靠载客，影响环形交叉口通行能力。
（2）大量行人、非机动车渗透式过街,造成机动车延误增加,交通冲突点及安全事故增多，同时车流密集及管理不力导致行人过街困难。
3.3.2分析与建议
（1）将公交车站移至远距离处，避免乘客上下车时间延误对于路口车辆影响；同时，设置公交车专用进口车道，提高公交车在交叉口的通过率，减小在交叉口的延误。三条进环通道均设置有左转弯，不具有灵活性，大连市学苑广场B1左转进入B2是考虑到B1路口有公交车终点站，B2路口有公交车起点站，因而采取左转方式有利于缩短公交车换班时间，但设置的左转弯过道占据环岛空间，同时考虑到A1左转入A2，C1左转入C2并无B车道的公交车站这一特殊情况，建议取消A、C左转车道，以拓宽岛内环形车道。
（2）通过设立过街天桥，规范过街斑马线，设置路口行人、自行车过街信号灯以及路口范围应有明显的禁停标志改善。大连市学苑广场A道处已经设有天桥，可在B、C道设置过街信号灯。
4.由传统环形交叉路口向“冲突友好型环形交叉路口”发展
我们在调研中发现，上文中所提到的案例多为传统环形交叉口，其存在不遵循入环礼让规则，入环道路口没有增加车道以减少冲突点等诸多缺点。我们根据环形交叉路口改进方案以及对众多环形交叉口的分析，提出冲突友好型环形交叉路口概念，并希望对国家、政府的道路建设选择有所帮助。
目前，环形交叉口所遇到的问题主要在于高峰期车辆拥堵，行人过街冲突两方面[3]。通过分析改良后的环形交叉口案例，发现传统环形交叉口改建为冲突友好型环形交叉路口后，由于冲突友好型环形交叉路口的显著特点，我们将环岛半径减小，入口车道与环道所成角度接近90度，入环车辆必须偏转并减速才能进入环道，这就给驾驶者足够的时间观察周围环境和提早预知潜在的冲突，使行人通行更加安全，数据显示改建后行人与车辆交通冲突数可减少29%-42%。另外，在提供通行效率方面，虽然入环车速有所降低，但冲突友好型环形交叉路口可以增设醒目的提醒标志，如地图类型的标志和“让行”交通限制的路边标志和地面标线，使进入环岛的车辆让行环内的车辆，车辆行驶更有序，加之上文提出的改进方案，做到效率与安全一定意义上的兼顾。所以我们认为，传统环形交叉口向冲突友好型环形交叉路口的改进应该是大连市甚至全国交通建设的一个趋势。
【参考文献】
［１］任福田,杨峰等.北京市环形交叉口通行能力分析.2001.
［２］陈亮,郭凤香,陈晨.环形交叉口空间组织优化研究.2007.
［３］高敏,刘志强.现代环形交叉口安全性分析和安全设计.2010.