兰州城关黄河大桥交通过饱和疏散优化方案

兰州城关黄河大桥交通过饱和疏散优化方案

陈翔;施晓芬;曹永勇;赵晓婷

【摘要】近年来,随着甘肃经济的发展,兰州市机动车保有量和流动人口剧增,作为交通枢纽的兰州城关黄河大桥交通拥堵愈来愈严重,影响了兰州经济的发展和市民的出行.针对兰州城关黄河大桥交通拥堵问题进行了实地调查,分析了交通拥堵的原因,在综合考虑兰州城关黄河大桥交通环境特点的基础上,提出了解决大桥交通过饱和方案.

【期刊名称】《甘肃高师学报》

【年(卷),期】2019(024)002

【总页数】4页(P105-108)

【关键词】城关黄河大桥;交通过饱和;疏散优化

【作者】陈翔;施晓芬;曹永勇;赵晓婷

【作者单位】兰州城市学院培黎汽车工程学院,甘肃兰州 730070;兰州城市学院培黎汽车工程学院,甘肃兰州 730070;北京科技大学机械工程学院,北京 100089;兰州城市学院培黎汽车工程学院,甘肃兰州 730070

【正文语种】中文

【中图分类】U121

近年来，随着兰州城市规模的不断扩大，截止2016年底，全市常住人口370.55万人，同比增加1.24万人，全市民用汽车保有量89.88万辆，同比增长了

11.71%.巨大的交通需求与有限的交通供给之间出现了严重失衡，造成兰州市交通拥堵日趋严重，已由点发展到线，由线发展到面，由局部向城区大范围绵延，严重影响了兰州经济建设的可持续发展和广大市民的正常生活[1].兰州城关黄河大桥北连佛慈大道、盐场路、北滨河东路，不仅要为盐场堡、大砂坪、庙滩子、九州一带的居民提供出行方便，同时还要承载从国道109线、212线下来的过境车辆.南端连接繁华的南滨河东路、静宁路、金昌北路.它是黄河两岸交通最为繁忙的一条通道，也是兰州市交通拥堵的核心.

1 交通饱和度对道路通行能力的影响

交通饱和度是指实际交通量与通行能力的比值，其值与车速、延误有很大关系.若交通饱和度增大，则车速降低，延误将会增加；反之，车速增加，延误将会降低.表1为城市道路通行能力服务水平标准[2].

在交通过饱和条件下，车辆行驶缓慢，在交叉口处出现大量排队，车辆密度近似于阻塞密度.此时，上游车辆不断驶入，交叉口车辆排队进一步增加，道路空间或其他方向车道被侵占.同时，由于车辆大量排队，在一个信号周期内通过交叉口的车辆有限，各方向车流的时间矛盾加剧[3].

表1 城市道路通行能力服务水平标准表饱和度描述服务水平A ＜0.40 畅行车流，基本无延误.B 0.40～0.60 稳定车流，有少量延误.C 0.60～0.75 稳定车流，有一定延误.D 0.75～0.90 接近不稳定车流，有较大延误.E 0.90～1.00 不稳定车流，交通拥挤，延误很大.F ＞1.00 强制车流，交通严重阻塞，车辆时停时开.

2 大桥交通流量调查与拥堵成因分析

在对兰州城关黄河大桥交通流量调查时，根据道路环境情况选取了8个观测点，即图1中的观测点 A、B、C、D、E、F、M、N，调查时间为早上（7:30～

9:00）、中午（11:30～12:30）、晚上（17:30～19:00）3 个高峰时段，以5min 为一个时间间隔，所以早高峰划分为18个时段、午高峰划分为12个时段、晚高

峰划分为18个时段.表2为各观测点交通流量统计结果.

图1 城关黄河大桥交通流量观测点

通过对兰州城关黄河大桥交通环境实地调查和交通流量统计数据分析，交通拥堵主要发生在匝道1、大桥桥面以及匝道3处，匝道2、4处的通行状况较好.造成城关黄河大桥交通拥堵的主要原因有兰州城区流动人口和机动车剧增，静宁路北口通行量不足，桥面车流与车道不匹配，市政基础设施老化和缺失，交通违法、公交站点设置不合理，合流困难、匝道口通行能力不足，左转流线较长，非机动车的影响等原因.

3 大桥交通过饱和疏散优化方案

3.1 完善左转路线

在现有城关黄河大桥基础设施上，增加左转车道数.偏移道路中心线，车道由原来

的1条增加为2条，如图2所示.拓宽匝道1与城关黄河大桥交叉口的交织区域，增加单位时间内通过的车辆.此方案能够充分利用左转绿灯时间，使车辆在通过拓

宽的匝道口时，减少了交叉口处的冲突.

表2 高峰小时交通流量（pcu/h）统计观测点流向时段交通流量公交比例（%）单向设计通行能力（pcu/h）单向饱和度服务水平早高峰 1242 9.3观测点A 右

转1.18 F午高峰 809 8.6 0.77 D晚高峰 1255 8.9 1.20 F 1050早高峰 1395 10.3观测点B 直行0.67 C午高峰 1026 10.5 0.49 B晚高峰 1452 10.5 0.69 C 2093

早高峰 798 7.5观测点C 右转1.11 F午高峰 478 7.9 0.68 C晚高峰 883 6.2 1.25

F 708早高峰 1443 2.1观测点D 直行1.04 F午高峰 864 2.0 0.62 C晚高峰 1243

2.1 0.90 E 1384早高峰 920 14.5观测点E 左转0.76 D午高峰 696 10.1 0.58 B

晚高峰 952 13.8 0.79 D 1210早高峰 2258 9.9观测点F 直行1.63 F午高峰

1395 11.4 1.01 F晚高峰 2081 9.5 1.50 F 1384早高峰 1620 4.9观测点M 右转1.17 F午高峰 1107 3.9 0.80 D晚高峰 1582 4.8 1.14 F 1384早高峰 1686 8.1观

测点N 直行1.22 F午高峰 1181 7.5 0.85 D晚高峰 1719 7.7 1.24 F 1384

图2 左转路线完善示意图

3.2 设置左转待转区域

调查发现，北滨河路左转车辆在其交织区域浪费绿灯时间严重，为充分利用交叉口处左转绿灯时间，在北滨河路与匝道1交织区域设置左转待转区域，同时拓宽匝

道1与城关黄河大桥交叉口的交织区域，增加单位时间内通过的车辆数，减少延

误时间，以充分利用道路的通行能力.左转待转区域方案如图3所示.

图3 设置左转待转区域示意图

3.3 改建双层立交

单行就是一条道路上的车辆只能向一个方向行驶的一种交通管制措施，也是提高道路通行能力的措施之一.为了提高城关黄河大桥的通行能力，解决交通拥堵问题，

根据城关黄河大桥交通现状，在现有的交通基础设施上，将城关黄河大桥改造为一座双层单向立交，上层自南向北行驶，如图4（a）所示，下层自北向南行驶，如

图4（b）所示.

图4 双层立交示意图

3.4 完善交叉口结构

根据交通量调查并结合路网发展趋势，城关黄河大桥直行及匝道1右转方向为主

流交通方向，现有立交形式是一种非互通立交.为满足交通需求，在北滨河路上建

立连接城关黄河大桥的支流立交，使原来北滨河路由西向东行驶左转上桥车辆改为右转上桥，减少匝道1处的车流量，缓解匝道1处的交通拥堵.在匝道3、4与南

滨河路交叉口处建立交通岛，使得向静宁路、滨河路方向行驶的车辆上交通岛行驶，南滨河路直行车辆在桥下行驶，实现交叉口处车辆的空间分离，减少交叉口处机动车、非机动车，行人三者之间的冲突，缓解该处的交通拥堵，方案如图5所示.对

该方案进行设计通行能力、饱和度、服务水平量化指标定量评价，其结果如表3