交叉口围蔽施工的信控研究与分析

概述

本文以广州市沙太路京溪路路口施工改造工程为例，对施工期间交叉口的信号控制思路进行一定的研究，通过制定施工期间路网的整体控制策略以及疏解路线，对其周边道路的交通组织进行研究分析，最后根据道路情况进行交通信号优化，缓解施工期间路网拥堵问题。

●图1 城市道路交叉口

交叉口施工的类型与影响

（一）交叉口施工的类型

道路交叉口施工是指占用交叉口区域进行工程施工、设施维护、道路养护、道路绿化、路政管理等活动行为。交叉口施工区是指为保证施工现场工作人员、车辆、设施设备以及行人安全，利用安全设施围挡控制的交通区域。

根据建设项目的实际需要以及是否占用进口车道，交叉口区域施工可以分为：

（1）全封闭施工：封闭某一方向车道施工；

（2）部分封闭施工：封闭部分车道施工；

（3）不封闭施工：不占用行车道。

●图2 交叉口施工围蔽类型

根据施工区域的特殊性以及对交通的影响程度，交叉口施工按照施工时间长短可分为：

（1）交叉口长期作业施工：占用交叉口区域时间持续一年甚至更长的作业施工，如地铁施工等。

（2）交叉口中期作业施工：占用交叉口区域持续时间为三个月及以上，一年以内的施工作业，如交通改造施工等。

（3）交叉口短期作业施工：占用交叉口区域持续时间在三个月内的施工作业，如城市排水施工等。

（4）交叉口临时作业施工：占用交叉口区域施工持续时间在一周以内的施工作业，如绿化维护施工等。

（二）交叉口施工对通行能力的影响因素

交叉口在进行施工围蔽后，由于出口道或进口道被占用，其通行能力必定会受到一定的影响，主要原因有以下几点：

（1）交叉口渠化发生改变

交叉口施工时需要围蔽部分交叉口空间，导致交叉口形状易发生改变。一方面，施工围蔽后，交叉口形状由原来十字形交叉口改变为“T”字型或者行人过街交叉口，影响驾驶人通行路线，给驾驶人通行造成不便，增加了驾驶员的通勤时间，同时增加施工点位周边路网的交通压力。另一方面由于进出口道被占用，导致交叉口车道数减少，车流与车道数不匹配，易造成车流排长队进而打结的情况，又因交叉口信号配时方案主要由各进口的车流量所决定，当施工围蔽后，交叉口形状、车流发生变化，导致原放行方案不符合当前交叉口的运行情况，会加剧交通拥堵。

（2）车辆转弯受限

因交叉口施工围蔽，部分车种转弯半径空间会受到影响，如公交车、大货车等车种左转或右转受限，需要绕行或者占用其他车道，造成原本车道的车流量发生改变，影响交叉口整体运行情况。如下面案例施工后东进口围蔽一条出口道影响右转的车流流线，导致东掉头和南右转流线存在冲突，影响车流的连续性。

●图3 施工前后出口道围蔽影响举例

 （3）视距不佳

施工围挡高度一般为2.5m，一定程度上会遮挡驾驶人视线，造成行车视线不足，不能全方位观察交叉口交通情况，易造成安全事故的发生；此外也会促使驾驶人降低车速通过交叉口，进而影响交叉口整体通行效率。

●图4 交叉口施工围蔽现场图

交叉口施工的类型与影响

（一）明确交叉口的施工类型与影响范围

确定合理的交叉口施工类型与影响范围是后续工作开展的前提，由于不同的施工类型对交叉口影响情况不一致，确定施工类型与持续时间后，才能分析本次施工对周边区域的路网影响情况。由于交通流的动态性，施工区影响范围的确定方法具有一定的模糊性，最简单的方法就是采用定性分析法，定性分析法主要通过工作人员的调查跟进，调查围蔽后受影响的交叉口各时段的车流变化，通过以往该路段对周边路网的影响情况，从而确定施工区域的影响范围，提前做好应急准备，这种方案投入的时间、费用比较少，所确定的影响区域也相对符合施工后交叉口车流转移变化情况。

（二）确定施工围蔽疏解路线

交叉口施工围蔽后会导致部分车流被吸引到周边路网上，造成周边交叉口通行能力无法满足车流变化的情况，此时需要通过掌握到的断面交通量以及各个互联网平台数据对路网运行情况以及存在问题进行分析，方便下一步制定车流疏解方案。根据定性分析法所确定的影响区域以及分析施工道路吸引车流的起讫点，制定施工车流疏解路线，提前优化疏解路线上的交通组织，做好引导标志，提高路网整体通行效率。其次通过公共媒体资源提前告知市民施工情况以及绕行路线，并做好地图导航路线的调整，让市民提前规划好时间和路线安排，尽可能降低对市民通行造成的影响程度。

（三）制定信号控制策略

做好前期施工范围、路线、交通疏解方案以及交通设施的准备工作后，最后一步也是施工围蔽后第一步，要制定合适的交通信号控制策略，通过信号灯的控制，来合理引流、分流，做好施工周围的持续跟进优化工作，均衡周边路网的交通分布，最大程度降低施工对周边交通的影响。

交通信号控制的中心思路是保证区域交通的平稳运行。交叉口在施工期间通行能力降低，车流无法快速通过交叉口，原有的路网平衡被打破，施工道路上的车流量会有部分转移到周边路网上，以致交叉口原来的信号配时不能满足施工期间的车辆运行。为此，需要通过实际交通量调查，了解影响区域内各路段的服务水平能力，制定合理的信号控制策略，明确路权优先级，重新进行信号配时方案优化，以保证信号配时最大程度地满足施工期间交叉口车流的顺利运行，避免交叉口车流发生回溢导致区域路网整体拥堵，并预判施工后出现最坏的情况，提前做好应急措施，最高效地处理突发情况。

（四）分析施工后影响区域交通流变化

由于城市道路交通总量在短时内是相对稳定的，而交叉口施工围蔽导致进、出口车道数发生变化，改变车辆的行车线形，车道数不匹配、车流交织冲突现象严重等。另外，施工后会造成附近道路的车流组成发生变化，大车比例有所提高，阻碍道路上车辆的正常行驶。当交叉口施工后，交通流因施工围蔽从施工区域被吸引到临近路线上，此时交通流会有明显变化，而优化人员则需要根据交通流变化情况，确定受影响较为严重的路段，组织好影响区域内车流的行驶线路，尽量减少周围道路的交通压力。

（五）施工后跟踪微调

施工后需要安排专班人员持续跟进道路运行情况，因为城市道路的交通流量是动态变化的，绕行线路上的车流量增加，拥堵现象严重，部分驾驶人在二次选择后会根据经验去寻找最优路线，对整个区域的交通拥堵状况造成动态的变化。根据数据分析得到施工后影响较严重的路段，安排优化人员跟踪路段车流变化情况，对存在拥堵的交叉口采取信号调整、交通组织优化等手段，提高交叉口通行效率。

（六）效果评估

依据互联网数据与日常跟踪情况分析优化前与优化后的运行情况，了解优化措施是否能解决交叉口存在的问题，为后续值班跟踪提供重要保障。

案例分析——以京溪路围蔽施工为例

（一）京溪路施工情况

京溪路路长约918米，为城市次干道，现状双向4车道，车行道宽约17米。因“京溪路道路改造工程及白云区京溪路支管完善工程”施工需要，对路段进行围蔽施工。改造后道路等级为城市主干道，双向6车道，车行道宽度22米。

本次施工工期为123天，分两期对京溪路进行围蔽施工，工程建设内容包括道路改造、交通、排水、绿化、照明及配套相关工程等，为半封闭中期作业施工类型。施工期间京溪路进口道、出口道分期围蔽，围蔽期间沿途车辆需要全部绕行，给相邻的平行道路带来较大的交通压力，公交运行线路需要调整，给附近的居民出行带来极大的不便。

●图 5 沙太路京溪路西进口施工现场

（二）确定施工影响区域及疏解路线分析

京溪路施工围蔽直接影响东往西方向的车流，需要借助周边路段进行绕行实现原东往西的需求。通过调研，得到周边受影响交叉口共计30个，根据路段车流对京溪路的影响程度分为核心区域、过渡区域以及外围区域，其中核心区域涉及10个交叉口，过渡区域及外围区域共涉及20个交叉口。

京溪路南向主要绕行线路为沙太中路-怡新路-广州大道北，北向主要绕行线路为沙太路-华南快速-广州大道北。本次施工围蔽主要影响路段为广州大道北（同泰路-广州大道中）、怡新路（广州大道北-沙太路）、京溪路（广州大道北-沙太路）、元岗横路、沙太南路（兴华路-天虹宾馆，天河段）、沙太路（同宝路-环城高速出口）。

●图6 京溪路施工围蔽绕行线路图

（三）京溪路施工前控制策略制定

京溪路封闭区域周边为大面积居民区，且连接两条过境通勤道路，日常交通繁忙。围蔽京溪路东往西对周边路段的影响较大，整体控制策略为“远端控流、内部疏解”。

“远端控流”是指从远端交叉口开始截流，远端截流主要针对与沙太京溪路车流相关的主要交通干道，其中南北走向的有广州大道北、大源北路、同泰路，东西走向有华南快速路。通过调整沙太路友好医院、沙太路中成路、沙太路天健路、同大路华快出口等交叉口信号配时，优化沙太路路段的标志标线，缓解下游沙太路京溪路交叉口交通压力，避免车流排队过长导致交叉口打结。

“内部疏解”是针对绕行线路上交叉口车流突增的情况，增加主要流向的配时，让核心区域车流动起来，达到疏解通道的目的。沙太路京溪路交叉口施工后，广州大道通过京溪路进入沙太路的车流大部分通过怡新路进行绕行，通过调整广州大道京溪路交叉口的放行方案，增加怡新路东西方向的放行时间，加快怡新路内部车流的流转，避免车流回溢造成交叉口打结。

●图7 外控内疏表示图

（四）影响区域内路段交通流分析

根据下列京溪路施工围蔽前的数据分析可知，京溪路双向施工前整体交通量比较大，其中东往西交通流量最大，晚高峰更达到1869pcu/h，故本次京溪路施工围蔽后，对周边平行道路的交通影响较大，尤其是晚高峰。

本次施工信控方案的制定以最严重情况进行分析评估，并以晚高峰流量数据为评估基准。现状京溪路东往西方向服务水平为F级，广州大道北南往北方向与沙太北路南往北为E级，怡新路双向为B级，根据车流的主要通勤线路分析，预估京溪路施工后京溪路车流会通过怡新路绕行，施工后需重点关注怡新路运行情况。

表1 京溪路施工前周围路段流量统计表

● 图8 车流量分布热力图

（五）京溪路施工后跟踪优化

（1）专人值班，每日跟踪分析周边路网的交通情况

施工后早高峰至晚高峰期间全天安排专人跟进分析周边路网交通运行情况，并实时调整。

第一周结合现场运行情况和高德互联网平台数据分析发现围蔽施工后京溪路周边的绕行线路拥堵指数整体上涨，其中怡新路、广州大道北（同泰路-广州大道中）段在施工围蔽后拥堵指数上涨幅度较大，平均涨幅为48%。由于车流转移量较大，怡新路现状通行能力无法及时消散交叉口流量，导致怡新路发生回溢现象。持续跟进第二周后整体的交通状况逐渐恢复正常，道路交通拥堵指数比较平稳。

●图9 广州大道北施工前后数据对比

● 图10 怡新路施工前后数据对比

●图11 京溪路施工前后数据对比

●图12 沙太南路施工前后数据对比

●图13 沙太路施工前后数据对比

表2 京溪路施工影响区域各道路拥堵指数对比

●图14 怡新路车流回溢情况

（2）施工后路段交通流量变化分析和优化

根据车流运行轨迹及运行情况，本次施工影响较为严重的路段是怡新路。怡新路是连接沙太路与广州大道的主要通道，为东西双向4车道，沿线共涉及4个信号灯点位。根据SCATS TR的线圈数据，调整后怡新路的断面流量数据如下表：

表3 晚高峰小时路段断面流量

表4 24小时路段断面流量

由于车流量剧增，导致怡新路原本的配时方案已不适宜现状的交通条件，需要对交叉口存在问题进行优化调整。如广州大道怡新路交叉口交通组织与信号灯放行规律不匹配，东进口左转、右转混合车道存在互挡情况，且东左转开始放行时，南进口直行尾车尚未清空，加剧东进口排队情况。

●图15 广州大道怡新路交叉口存在问题情况

（3）绕行线路信号点位跟踪优化

针对京溪路施工后绕行线路车流变化较大，交叉口发生回溢拥堵问题，主要采取绿信比调整、周期优化、时段精细化、交通组织调整等措施进行综合调整。共计调整14处交叉口方案，其中采取绿信比调整措施的交叉口共计6处；采取周期优化措施的交叉口共计3处；采取时段优化措施的交叉口共计3处；采取交通组织调整的交叉口共2处。

（六）施工后效果分析

通过对比施工前、施工后第一周、优化调整后第一周的高德交通大脑平台数据可发现，京溪路施工围蔽后，怡新路西行拥堵指数剧增，怡新路现状交通条件无法满足庞大的车流。通过对怡新路等受影响较大的路段采取周期调整、配时优化、交通组织改造、交叉口方案精细化等手段进行优化后，京溪路施工围蔽影响区域的路段拥堵指数均有所下降，其中怡新路优化后拥堵指数下降18.95%，沙太路（同宝路-大源路）路段拥堵指数下降26.47%。

●图16 优化前后拥堵指数对比情况

总结

本次通过对京溪路施工的案例进行分析总结，阐述了交叉口施工信控优化的一般步骤。首先通过分析交叉口的施工类型与影响范围，了解施工对交叉口及周边的区域的影响情况，分析现状交通组织需要做出哪些调整；其次是需要了解影响区域内的车流运行情况，确定好交叉口围蔽后的疏解路线；再者是要提前与交警部门沟通了解道路优先权，制定好合理的控制策略；最后是根据影响区域内的交通流变化，采取交通组织调整、信号控制等手段，对施工后影响较大的交叉口进行跟踪优化。通过施工前的分析，施工后的跟踪调整，形成一个闭环的优化机制，切实保障了施工后路段车流运行稳定有序。

■ 广州市公安局交通警察支队（黄伟涛、左长慧）

■ 广东振业优控科技股份有限公司（容后锦、武玉萍）