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单向交通在城市交通管理中的作用
单向交通在城市交通管理中的作用
王克楠
（交通运输学院北京交通大学，13120808）
摘要：
从各大、中城市普遍存在的交通拥挤与堵塞问题着手，首先介绍了国内外单向交通设置的基本情况，论述了设置单向交通的基本原理；其次。
从宏观角度对单向交通这种交通管制方式的设置条件、设置模式以及设置的重要意义进行了概括和总结；最后，针对我国混合交通的特性，阐述了单向交通与公共交通及自行车交通的关系。
关键词：
道路网络；单向交通；交通规划；交通分配；交通管理
Effectofone-waytrafficincitytrafficmanagement
KenanWang
（SchoolofTrafficandTransportation,BeijingJiaotongUniversity,13120808）
Abstract:
Startingfromtheuniversalexistence,ineachbigcitytrafficjam,firstintroducedthebasicsituationoftheone-waytrafficathomeandabroadset,discussedthebasicprincipleofthesecondsetofone-waytraffic.Theimportantsignificanceofone-waytrafficthetrafficcontrolmodesettingconditions,setthemodeandsettingfromamacropointofviewaresummarized;finally,aimingatthecharacteristicsofmixedtrafficinChina,discussestherelationshipbetweentheone-waytrafficandpublictransitandbicycletraffic.
KeyWords:
One-waytraffic;RoadNetwork;TrafficPlanning;TrafficAssignment;TrafficManagement
1引言
随着国民经济的迅猛发展和城市人口的不断增加，我国各大城市的机动车保有率急剧增加。
但是，由于各种原因，城市道路的发展速度严重滞后于机动车的发展，各大城市都出现了程度不同的交通拥挤、阻滞和延误，伴随而来的交通事故率也逐年上升，给国家和人民造成巨大的损失，不同程度地影响着城市经济的发展。
为改变这种状况，全国各地都在采取相应的措施，主要体现在以下3个方面：
一是大力发展公共交通，修建地铁、轻轨，拓宽1日路，改造交叉口，建设立交和快速干道等；二是将城市交通与现代电子技术、通讯技术紧密联系起来，对交通流进行合理的诱导，女IIITS、GIS、GPS的研究运用；三是通过合理的组织交通，适当地调整交通，加强交通管理。
然而，要从根本上解决城市交通拥挤问题，单靠大量地修路建桥，增加交通基础设施，不仅在目前的经济状态下不符合我国国情，还受城市土地利用和道路环境条件的制约。
因此，如何充分利用现有的道路条件，合理疏导交通流，挖掘潜在的通行能力，提高道路利用率，缓解交通拥挤，实现城市交通的畅通、舒适、安全和环境保护，是各大城市亟待解决的问题。
单向交通作为一种投资少、见效快的交通管理方式已经愈来愈受到重视。
在我国青岛、济南、大连等城市，实施单向交通的实践已经证明：
实行单向交通，小范围小缓解，大范围大缓解；如果单纯考虑某一条线、两条线的单向交通组织，在某种程度上已经不能起到很好的作用。
因此，合理运用单向交通网络来解决拥挤问题已经受到了各大、中城市的密切关注，成为缓解交通问题的趋势。
2单向交通的基本原理
道路网络是由交叉口与路段按照一定的规律相互连接而成。
交叉口和路段是城市道路网络的两个主要的组成元素，因此，研究单向交通，有必要先分析一下单向交通与这两个基本元素之间的相互关系与联系。
2.1单向交通与交叉口
众所周知，交叉口是道路网络中影响通行能力的“瓶颈”。
特别是在城市道路网络上，尤其是路网密度较高的中心区，网络中制约通行能力的交叉口很多。
在交叉口处，由于车流转向而引起的车流之间的冲突、交汇、分流等车流运行行为，使交叉口运行特性变得尤为复杂。
因此，在处理交叉口交通问题时，最重要的是应该采用静态和动态相结合的控制方法来解决交叉口交通流相互冲突的问题。
特别地，为交通安全起见，最常见的通常是在路口用信号灯或由交警来指挥，在时间和空间上将相交的道路车流隔断行驶，以避免车流行驶上的冲突。
交叉口的车流冲突大致分为3种形式：
一种是相交道路直行相交易形成直角对撞的冲突点；第二种是本向直行车与对向左转车相交易形成钝角斜撞的冲突点；第三种是车辆汇合与交织易形成锐角挤撞的冲突点。
其中，左转与直行以及直行与直行车辆所产生的冲突点，对交通的影响最大。
下面就来分析一下交叉口进口引道和
出口引道设置为单向通行时冲突点的情况。
对于双向双车道来说，无信号的“十字”交叉口，存在着16个冲突点，而在有信号控制（两相位控制）的交叉口，则有两个冲突点。
实行单向交通后，无信号的交叉口冲突点的个数减少至7个（见图2-1），有信号控制的交叉口冲突点的个数为0或1个（见图2-2、图2-3），冲突点的个数的显著减少，使通车效率提高，无疑也提高了交叉口的通行能力。
当然，如果两条相交道路都设置为单行线，则交叉口的交通组织就更为简单了：
无信号控制只存在4个冲突点，有信号控制就消灭了冲突点。
一般地，这种情况只在道路较窄的支路或次干道上设置，通常不需信号控制。
图1-1单向交通无信号交叉口冲突点示意
图2-2单向交通有信号控制交叉口冲突点示意
（一）
图2-3单向交通有信号控制交叉口冲突点示意
（二）
具体分析一下交叉口的情况：
在交叉口处，可减少双向交通所存在地左转与直行车对穿，大大减少事故的发生率。
这主要表现在减少交叉口处车流所产生的交叉点，合流点与分流点，也就大大减少了交叉口的复杂程度，提高行车的安全性。
如果用A来表示交叉口的复杂程度的指标，则两条两车道道路相交的十字交叉口，其单双向的复杂程度比较见表2-1。
由表2-1可见，交叉口由双向改为单向后，其复杂程度减少了75％，也就是说大大提高了行车的安全性。
式中：
——分流点数，其换算系数为1；
——合流点数，其换算系数为3；
——交叉点数，其换算系数为5。
表2-1单向、双向交通交叉口复杂程度比较表
名称
冲突点数
复杂程度减少率
双向交通
单向交通
交叉点
合流点
分流点
合计
交叉点
合流点
分流点
合计
实际
数值
16
8
8
32
4
2
2
8
75%
考虑换算系数
80
24
8
112
20
6
2
28
75%
在信号配时方面，分析一下，也很容易知道，单向交通的实施，可以简化信号配时，减少信号相位，缩短黄、红灯时间，使整个信号周期长度下降，通行能力提高。
表现之一就是，在南北或东西相为绿灯时，单向交通消除了双向交通中左转车流与对向直行车流的冲突点，使直行车在绿灯初期不再受左转车的干扰，从而绿灯损失得以减少，交通流量得以增加；表现之二是在驾驶员的驾驶特性上，单向交通使得车流顺畅，司机心情愉快，反应更加灵敏，起动速度快，这样减少了启动延误，提高了通行能力，而且这种愉悦的心情对减少单向交通中的交通事故也将产生积极的效果。
从前面章节我们已经知道，单向交通的主要缺点就是车辆必须迂回，行驶路程较长。
但由于街道由双向交通改为单向交通后，车速提高和交叉口延误减少，所节省的时间，可以补偿距离增长所花去的时间。
因此，在研究单向交通网络时，选择交叉口的合理间距，从理论上应该是将车辆增长的路线的距离所增加的时间与车速的提高和交叉口的延误减少时间进行分析，从东南大学顾尚华的《单向交通适用条件》一文中的分析方法可以知道，设施单向交通，交叉口间的距离应不大于500m，一般300或500m为宜。
此外，在两相交道路实施单向交通后，对交叉口过街行人也会产生很大的影响，特别是在交叉口过街行人较多，车流量也比较大，采用行人与车流平面交叉不能满足要求，而修建行人地道或修建人行天桥投资又有困难时，当然，有时修建人行天桥还必须考虑对城市景观的影响，这样，可考虑把相交道路的双向交通改为单向交通，行人过街有一侧不受干扰，这样可提高行人过街的通行能力（见图2-4）。
图2-4（a）中，单向交通街道与双向交通街道相交一侧，行人过街不受影响；图2-4（b）中，两条单向交通街道相交两侧，行人过街不受干扰。
图2-4交叉口单向交通对行人的影响情况
2.2单向交通与路段
在网络路段上实行单向交通，避免了双向（对向）行驶车辆在中心线迎头相撞。
也就是说，同向行驶时车身边缘之间的安全距离比双向（对向）行驶的安全间距减少，这使得单向交通可有效利用道路宽度，提高路段通行能力和饱和流量。
图2-5是同一道路横断面上布置的双向和单向行驶的车道间距（4车道布置）。
靠中间车道宽62，车身边缘横向安全间距在双向行驶下的戈比单向行驶（同向）情况下的d要大。
道路设计车速愈大，横向安全间距的差异也愈大。
根据我国编制城市道路设计规范进行的调研分析数据如表2-2（指标准中型车，其车身宽a=2．46m）。
图2-5单向交通和双向交通路段运行
表2-2双向（对向）行驶和单向（同向）行驶车道安全间隔与车道宽
速度
V/（km/h）
横向安全间距/m
中间车道宽度值b/m
x（双向行驶）
d（单向行驶）
（双向行驶）b2
（单向行驶）b1
40
1.23
1.02
3.59
3.48
50
1.33
1.08
3.67
3.54
60
1.43
1.13
3.74
3.59
70
1.51
1.18
3.81
3.64
80
1.60
1.24
3.88
3.70
从表2-2中可以看出，在现行城市道路设计速度范围内，单向行驶要比双向（对向）行驶的安全间距减少0．2～0．3m。
单向道路上车流行驶的安全性比双向交通要好得多，而在道路使用面积上也会带来巨大的投资节省，其社会经济效益十分可观。
而且，如果在道路宽度适当的条件下，设置单向交通后，由于所需单向通行道路宽度减少，就可能开辟一条专用自行车或行人通道，最好是用栅栏隔
开，使机非分离，就能保证设置单向交通后的交通效果。
在单向交通路段上行驶的车辆，由于行驶方向一致，车流的波动小，行车速度较为稳定和均匀，行车时间变动系数小，假设时间变动系数为K，则K可用如下公式来度量：
式中：
——车辆在路线上行驶所花的最长时间；
——车辆在路线上行驶所花的最短时间；
——车辆在路线上平均行驶时间。
据有关资料记载，在伦敦市观测统计，公共汽车在双向行驶的街道上行驶，行程变化系数K=0.37，而在单向行驶的街道上，行程变化系数下降到K=0.17，即下降54％，路段通畅性大大提高。
另外，单向交通路段上行驶的车辆容易超车，可减少堵车、压车，使整体车速提高，通行能力增加。
此外，路段设置单向交通，在夜间可以防止受到对向车灯眩光的影响，驾驶员可以看清左右边的车辆运行情况，不易发生车辆相撞
或边擦，特别是对于奇数车道的中间车道更为安全。
就是美国、新加坡等发达国家长期以来大力推崇单向交通组织的重要原因。
2.3单向交通的特点
2.3.1提高道路通行能力
把对向交通改为单向交通，一般可使道路的通行能力提高30％左右。
美国交通和运输工程手册认为，改双向行车为单向行车后，道路的通行能力可提高20％一35％其理由如下：
（1）各交叉口的交通信号控制可采用“绿波”控制方式。
因为道路的通行能力主要取决于交叉口的通行能力。
在交叉口较多时，由于交叉口之间的距离各不相同，所以要实施双向“绿波”是很困难的，而在单向交通中进行“绿波”控制是非常方便的。
由于单向交通的交叉口不需要考虑对向车流，所以交叉口交通信号控制的相位可以减少，这样可更有效地体现出“绿波”的控制效率。
（2）减少车辆左转弯的冲突点。
在单向交通中。
因为没有对向来车，交叉口除横向道路的直行、左转车辆外，车辆左转弯的其他冲突点被消除了。
（3）便于充分利用道路宽度。
在单向交通的道路上，机动车车道数与原双向交通时的车道数相同，只是相对行驶的车流变为两条同向行驶的车流；而同向行驶的车流间的相互干扰程度远小于对向行驶的车流。
据计算，同向行驶时车身边缘之间的间隔距离与对向行驶时车身边缘之间的间隔距离相比，减少0.2—0.5m。
换言之，同向行驶之车流的车道宽度相对增加了，从而能使车辆速度得以提高，即提高了道路的通行能力。
2.3.2减少交通事故与提高行车速度
实施单向交通这一交通组织形式，使道路交叉口减少了冲突点，避免了由于车辆交会引起的交通阻塞，在路段上避免了对向车辆的干扰，增加了车辆行驶的安全性，提高了行程车速和交通流量。
行车速度的提高，有以下几点原因：
（1）单向交通无交会车和左转弯车的干扰，故可提高车速。
（2）单向交通时，车辆行驶速度较稳定。
（3）减少了交叉口车辆的等待延误时间。
（4）超车容易，减少了堵车现象。
（5）有利于采用单向“绿波”的协调控制。
2.3.3负面影响为增加行驶距离
采用单向交通也存在着一定的缺点，它会使部分车辆绕道行驶，公交车线路也会随单向交通的实施作适当的改变，这样就使部分乘客因步行距离加长而感到不方便。
并且，单向交通的端头容易造成交通堵塞，因为在单向双车道的单向交通中，车辆到了端头交叉口后，必然会有大量的左转车分流，造成与横向道路车辆的汇合冲突。
如果端头交叉口大些这种矛盾会小些。
2.3.4小结
综上所述，采用单向交通时必须考虑以下几个方面：
（1）在将要采用单向交通的区域内，是否有一对或几对单向交通的实施基础，不能因设置单向交通而对其他道路的通行能力造成不良影响。
（2）从改善交通的程度、投资多少及实施的方便性各方面考虑，采用单向交通的优点应比较突出。
（3）一对逆向行驶的道路相连接要通畅。
（4）单向交通的一对道路之间的距离应在500m之内，不宜超过600m，以减少市民出行通道的麻烦。
总之，单向交通的实旌，由于应用了定向控制和空间分离的原理，以街区为分隔物，把不同方向的车流完全分离开，因而可以消除对向行驶车辆的相互干扰。
无论从减少交通阻塞，提高道路的通行能力和车辆的行驶速度，以及减少交通事故等各方面来分析，单向交通都是一种有效的交通管理措施。
3单向交通的设置条件及设置模式
单向交通或称单向通行、单行线、单向道，是指道路上的车辆只能按一个方向行驶的交通。
组织单向交通就是将一些宽度不足双向通行的街道或较窄的支路组织成单向行车，以增加道路容量，减少交通事故，是目前经济条件下，最现实、最有效、最经济的措施。
特别是在旧城区，设置单向交通对缓解交通拥挤能起到非常重要的作用。
3.1单向交通设置条件
单向交通能提高道路通行能力，减少交通事故，提高行车速度，缩短行程时间，经济效益也较好，但这并不意味着任何道路或区域都能实行单向交通，实行单向交通是有条件限制的。
在实行单向交通时，必须进行充分的调查和研究。
根据国内外实施单向交通的情况，将实施单向交通的条件概括如下。
3.1.1道路系统条件
在道路系统中，比较适合组织单向交通的有下面几种：
（1）棋盘形道路系统。
棋盘形道路系统是容易组织单向交通的，可以以相邻两条街道组织单向交通系统，也可根据情况把整个道路系统组织成单向交通系统。
在这种情况下，容易实现联控与线控，实现“绿波带”、“绿波交通”，其效果是最好的。
但路网密度不宜太大，间距最好是不大于500m。
此外，还有一种带形城市道路系统，它也是比较容易组织单向交通的，可以选择局部区域有可能配
对的街道组织单向交通。
（2）放射环行道路系统。
这种道路系统，当内环路线长度较短（2～3km），拓宽不可能时，可考虑组织单向交通。
如此，内环相当于一个大环交，车流可以不断地行驶，车道可得到充分的利用，同时也改变了市中心区车流阻塞拥挤的局面。
射线也可选择两条道路的平行地带组织单向交通。
3.1.2路段情况
要组织单向交通最基本的条件是要有一对相邻的平行街道，这两条平行街道，通行能力必须相同或相近，功能类似，相互之间的距离在1000m以内。
此外，在适用单向交通时，必须考虑路段两端的交通管理，尽量避免断头路的出现，简化路端的交通组织。
当两条道路间左右转弯车辆过多，交叉口间距较短，又不宜采用禁止停车规则时，采用单向交通比较合理。
在特殊情况下，当两条平行的街
道不是同一等级，如一条为干道，交通量较大，另一条为支路，交通量超饱和，且道路较窄，在无法拓宽时，可考虑用单向交通。
这种组织方式，主干道仍为双向交通，当交叉口间距不大时，能疏散主干道上的交通量，并增加干道和支路的通行能力。
交通运行路线如图3-1所示。
对于交通量较大，有明显的流向特征，而道路宽度又不足的情况，也可考虑组织单向交通。
当然，在公共汽车、电车经过的路段实行单向交通，还应考虑其行驶路线的改变。
图3-1仅支路改为单向交通车流运行示意图
3.1.3交叉口条件
（1）交叉口间距情况。
组织单向交通后，最大的缺陷是迂回路程大大增加了，但由于将双向交通改为单向交通后，车速提高，交叉口延误减少，这样节省的时间可以用来补偿距离增加所花费的时间，因此合理的间距，从理论上应该是将车辆行驶增长的路线距离与车速提高和交叉口延误减少的时间进行分析。
根据实践，交叉口距离一般在350～400m最为合适。
（2）多路相交的情况。
多路交叉的交叉口，如果都是双向通行，交通冲突点个数较四路或以下交叉口将有大幅度的增加。
在这样的交叉口，交通事故也极易发生。
交通也很难组织。
在这种情况下，若将相交道路部分或全部改为单向交通，冲突点个数就大大减少。
一般来说，把驶出交叉路口的方向做成单向交通比把进入交叉路口方向做成单向交通效果要好，因为这样，就减少了进口道的车道数，车流能更快疏散。
交叉口过于复杂，双向行车难以组织，也可采用单向行车。
（3）交叉口过街行人较多的情况。
当交叉口过街行人较多，车流量也较大时，采用行人与车流平面交叉不能满足要求，而修立交地道有困难时，若将相交道路的双向交通改为单向交通，就可能在很大程度上提高行人过街的通行能力和安全性。
3.1.4道路上的车流量潮汐交通特性明显，且道路宽度较窄
在有些特殊的道路，如上下班车流流向比较集中于某一方向，为适应这种需要，按不同的时间组织单向交通，可很好地疏导交通。
国外在周末外出渡假，市内交通潮汐现象就很明显。
3.1.5其他情况
在城市的某些道路无法解决车辆停车时，将双向改为单向。
因为车速提高，相应地增加了道路通行能力，使道路利用率得到了提高，这样就可利用一侧作为停车之用。
总之，单向交通系统并非是单独实施，而必须与周围的交通设置和环境相结合。
如单向交通与停车、信号控制、公共交通专用道等进行适当组合，以便发挥最佳效益。
3.2单向交通设置模式
根据我国特有的交通特征：
行人多、自行车多、机非混行严重、大中小型车混合行驶等等，总结我国目前各大城市实施单向交通的形式，无外乎是以下几种情况：
（1）机动车单向行驶，非机动车逆向单行。
这是有关部门认为最理想的中国单行交通模式。
这种模式的特点是机非各行其道，互不干扰。
中间最好是有隔离带分开。
（2）机动车单向行驶，非机动车双向行驶。
我国“素有自行车王国”之称，自行车交通是我国特有的特征。
这种模式就是考虑到中国广大“骑车族”的利益，考虑到非机动车管理难度大，进出道路的点多的特点而实行。
这种模式，同向的机、非车辆就存在着干扰，混行无法改变。
在道路条件满足的情况下，可加设隔离带，但要增加投资。
（3）社会机动车单向行驶，公交车双向行驶。
这种模式是顾及了公交乘客上下车必须绕行的问题，特别是一组单行道路间距较大时，绕行距离更大。
公交乘客步行距离增加，势必影响公交对乘客的吸引力。
这种模式，也考虑到了沿道路两侧的商业经营效益问题。
在对隔道路宽度比较充裕，通行能力不会因公交逆向车道而形成不足的前提下，采用这种形式比较理想。
单向交通在交通拥堵地区实践结果已经证明：
单向交通运用于小范围小缓解，大范围就大缓解。
因此在我国目前的社会经济条件下，应合理应用单向交通，缓解城市的交通拥挤问题。
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