摘 要：随着城市建设规模不断扩大，机动车出行水平不断提高，环岛占地面积大、通行能力有限等弱点逐渐显现出来，本文通过对位于包头市城市核心区一宫无控环形交叉口进行增设信号灯控制并制定不同时段差异化的信号控制策略，精细划分相位相序和控制时段，利用硬隔离和彩色路面明确非机动车通行权等优化设计，优化方案实施后各项交通运行指标均有比较明显的提升，岛内车流交织及进口长排队现象明显改善。
　　关键词：环形交叉口;信号灯控制;差异化控制策略
　　中图分类号：U491.54 文献标识码：A
　　1 现状及问题分析
　　包头市一宫环岛位于包头市青山区，环岛呈椭圆形，长轴约93米，短轴约66米，现状为四岔无灯控环岛。环岛东南方向为建设路，西方向为包头市东西走向的主要干道之一的钢铁大街，东北和西南方向为呼得木林大街。周边用地以商业和政府会议中心及景观设施为主，环岛内西北侧为第一工人文化宫及停车场、东北侧为天外天大酒店、西南侧为大型家具城、东南侧为儿童公园，交通吸引点较多，交通通行环境较为复杂，且有4条主要公交线路在此通行，环岛四个方向交通流量都较大。另外，一宫环岛内部是包头城市地标性雕塑“奔鹿腾飞”，无法拆除，同时周边的建筑物密集不易改建为立体交通。
　　主要问题：
　　1.1 总体流量饱和，关键进口排队溢出
　　环岛总体的通行能力为9 200 veh/h，而实际的交通量为9 611 veh/h（2018年某一天工作日高峰），高峰期间流量过饱和。由于环岛连接包头市区各城区的重要交通节点且钢铁大街（东西方向）的交通流量较大，东西方向经常会出现排队长度较长的情况，拥堵严重时辆需要3次及以上排队才能通过环岛，甚至排队溢出，从而影响东西方向上游交叉口的正常运行。
　　1.2 岛内车流交织严重
　　岛内现状施画有三条机动车道，且环岛内无信号灯控制。作为一宫环岛的主要交通方向，东西方向不仅进入环岛的车流量较大，接收南北方向通过右转和左转进入东西方向的车流量也相对较大。对于西南进口，由于右转车辆无需经过环道，因此对岛内车辆的通行影响较小。对于东北进口，由于左转车辆需要行驶3/4的环道总长，才能进入东南方向的出口道，因此该部分车流将会对岛内车辆的通行产生比较大的影响。尤其当左转流量较大、岛内车流没有完全疏散时，如果此时再加入东南方向较大的直行车流，仅依靠环岛自身调节造成交通秩序混乱，会出现岛内各个方向车流“卡”死的现象。
　　1.3 机非混行，事故多发
　　一宫环岛采用机非混行的交通组织方式，各类交通流均在此交汇，特别是机非混行严重影响了环岛的通行能力，也给行人、非机动车带来安全隐患，造成交通事故频发。
　　2 优化思路
　　考虑到一宫环岛自身的特点及存在的流量饱和、岛内交织等问题，进出口道多且间距短、蓄车能力有限，一旦环岛上某一个节点发生拥堵将会影响到整个环岛车辆的正常运行。因此首先考虑进行信号灯控制，利用信号灯规范各流向车流通行秩序，对入环及出环车流同步控制，并重点设计清空相位，避免车辆积压。
　　明确非机动车及行人通行空间，采用慢行交通一体化通行的方式，非机动车不进入环岛，避免机非混行，利用硬隔离以及彩色路面等方式规定非机动车在环岛外围通行;为保证行人过街安全，行人相位放行时，禁止冲突机动车流放行。
　　3 优化措施
　　3.1 增设信号灯，控制入环及出环车流
　　四个方向进口道分别安装一组信号灯，控制进岛车辆;四个方向驶出环岛位置分别安装一组信号灯，配合岛内施划的四组阶梯式停止线，控制出岛车辆，并保证行人过街时无人车冲突。
　　相位相序设置参考十字形交叉口四相位放行模式，并设置清空相位，保证岛内车辆有效清空，兼顾空间资源的充分利用：
　　A相位（入岛及行人过街相位）：东西方向机动车直行，同时南北进口非机动车和行人也可通行。此相位没有开放机动车右转的目的是保护非机动车和行人的过街安全，避免右转机动车与正在过街的非机动车和行人发生冲突;
　　B相位（入岛及出岛相位）：A相位基础上增加了机动车右转通行，同时已关闭非机动车和行人信号;
　　C相位（出岛清空相位）：所有进岛信号均关闭，此相位作用是清空岛内排队的车辆;
　　D相位（相交方向车流衔接相位）：因环岛直径较大，如果将岛内车辆彻底清空后再放行下一相位势必造成岛内道路空间的浪费。所以在确保进岛车辆与出岛车辆不发生冲突的前提下，经过计算提前放行南北方向的进岛車辆，让南北方向进岛车流与出岛车流尾部衔接，提高岛内空间利用率的同时也降低了车辆延误。
　　EFGH：四个相位放行南北方向车流，具体放行方式参考A至D相位设置。
　　时段划分及配时方案细节：
　　→根据流量特征总体划分为9个时段，其中7：00～9：00为早高峰对应7号方案，11：40～12：40为午高峰对应2方案，17：00～20：00为晚高峰对应5号方案，3号、6号方案为平峰方案，4号为低峰方案，1号为夜间方案;
　　→包头市整体分布东西长、南北窄，各城区由东向西依次排列分布，一宫环岛是连接东西区域的重要道路节点，整体车流量东西多，南北少。故各高峰时段方案的绿信比东西方向大于南北方向;
　　→因平峰和高峰时段岛内滞留排队车辆较多，在早晚高峰及白天平峰时段（时段2/3/4/6/7）启用D相位及H相位，提高岛内空间利用率，降低车辆延误;
　　→包头市工作日的作息时间一般为上午8：30～11：30，下午2：30～5：30。因中午休息时间较长，会有一个午高峰，故时段4（11：40～12：40）周期时长设置较长;
　　→该路口19：00～20：00东西车流量仍较大，排队长度较长，故将晚高峰时段19时间延长至20：00。 　　3.2 慢行交通一体化过街，精细渠化设计
　　（1）增加环岛内机动车道数量，由三条改为四条，增加了环岛通行能力。
　　（2）配合出入环岛信号控制，设置四组停止线，在四个出口方向人行横道前方设置停止线，通过信号控制，避免人车冲突。
　　（3）分离非机动车和机动车通行区域，明确非机动车过街与行人一体，并沿环岛外围通行，通过红色沥青以及连续的非机动车地面标记，对非机动车驾驶人形成连续指引，具有更加直观的提示作用。
　　3.3 完善隔离栏等设施
　　在外围设置机非隔离栏，规范非机动车的通行路径，规避了机非混行;在四个进口方向增设了大型指路标志，提前告知车辆驾驶人道路相关信息，便于驾驶人提前做好行车路线规划;在出口设置限速标志和禁停标志，控制车速并严格禁止车辆在主路停放。
　　4 实施效果
　　优化措施实施后，各项交通运行指标均有比较明显的提升，优化后的一宫环岛很好地解决了由于岛内存有残留车辆而影响各进口道车辆顺利驶入以及驶出环島的问题，提高了车辆的通行效率，整体通行能力提高15%。由于改良后的交叉口并不会发生类似于环岛“卡”死的整体瘫痪的情况，只需根据不同时段的交通需求调整信号控制策略。同时，路权更加明确，环岛交通事故由原来的每年430多起起下降至360多起，事故率下降了16%。
　　5 结语
　　本文介绍了包头市典型环岛交叉口改为信号灯控制，主要措施：（1）出入环车流的放行配合。通过设置入环车流及行人过街相位、单独入环相位、出环清空相位以及相交方向车流衔接相位，在减少出入环各向车流交织下的前提下，重点考虑岛内车辆的有效清空，同时为提高通行效率，在流量较大的时段提前放行相交方向车流，充分利用环岛内部较大的空间资源，并根据城市出行特点对控制时段进行精细化设计。（2）明确非机动车路权。通过彩色路面明确非机动车通行权，禁止非机动车驶入环岛内部与机动车混行、交织，并使用硬质隔离进一步保证交通组织方案的运行效果，方案实施后，一宫环岛整体通行能力提高了15%，岛内车流交织及进口长排队现象明显改善，未发生环岛“卡”死导致整体瘫痪现象，交通事故率也下降了16%。
　　本文可以为无灯控环岛交通组织优化提供一些实用的借鉴思路，在环岛地标性建筑无法拆除的情况下，增设信号灯控制出入环车流并精细设计相位相序可以使原本混乱无序的交通流变得有序，同时针对无灯控环岛机非混行、人车混行等安全问题，应以明确且唯一的路权限制非机动车驾驶人和行人，实施初期可以考虑加强路面引导。