摘 要

随着经济快速发展，城市机动车保有量急剧上升，导致各种交通问题也层出不穷，修建地铁成为城市舒缓交通压力，缓解交通问题的有效方法之一。地铁施工建设周期长，占用道路资源，给周边区域的交通造成较大的影响。施工期间对路网及地铁站点进行合理的交通组织优化，对缓解地铁建设给站点周边道路交通带来的不利影响具有重要意义，是保证交通系统正常运行的关键。

本文主要研究武汉地铁5号线徐家棚站点的交通组织优化，分析在施工期间该站点所在交叉口及相邻交叉口的交通问题，通过调查得到交叉口的相关交通数据、道路设施条件，明确交通现状，结合微观交通组织优化理论，主要从渠化设计和信号控制设计等方面提出5号线徐家棚站交通组织优化方案，运用有无对比法，通过仿真软件对5号线徐家棚站交通组织优化方案进行仿真评价，论证优化设计方案的合理性。

关键词：交通组织优化；地铁站；地铁施工；仿真评价

Abstract

With the rapid development of economy, the number of motor vehicles in cities has risen sharply, resulting in a variety of traffic problems emerging in an endless stream. The construction of subway has become one of the effective ways to relieve traffic pressure and alleviate traffic problems in cities. Metro construction has a long construction period and occupies road resources, which has a great impact on traffic in surrounding areas. During the construction period, it is of great significance to optimize the traffic organization of the road network and metro stations to alleviate the adverse effects of metro construction on the road traffic around the stations and to ensure the normal operation of the transportation system.

This paper mainly studies the traffic organization optimization of Xujiapeng Station of Wuhan Metro Line 5, analyses the traffic problems at the intersection and adjacent intersections during the construction period, obtains the relevant traffic data and road facilities conditions of the intersection through investigation, clarifies the traffic status quo, and puts forward 5 points from the aspects of channelization design and signal control design combined with the theory of micro-traffic organization optimization. The traffic organization optimization scheme of Xujiapeng Station on Line 5 is simulated and evaluated by simulation software with or without comparison method, and the rationality of the optimization design scheme is demonstrated.

Key Words：traffic organization optimization；metro Station；Subway construction；Simulation and evaluation

目 录

第 1 章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 1

1.3 研究内容和技术方案 2

1.4 技术路线 3

第 2 章 地铁5号线徐家棚站交通现状及问题分析 5

2.1 调查方案设计 5

2.2 地铁5号线概况 6

2.3 施工期间5号线徐家棚站及相邻交叉口概况 7

2.4 地铁5号线徐家棚站及相邻交叉口现状 10

2.4.1 地铁5号线徐家棚站 10

2.4.2 相邻交叉口 14

2.5 交叉口交通量统计及信号相位 17

2.5.1 交叉口交通量统计 17

2.5.2 交叉口信号相位及配时方案 20

2.6 主要交通问题分析 21

2.6.1 徐家棚交叉口 21

2.6.2 相邻交叉口 22

第 3 章 徐家棚站及相邻交叉口交通组织优化 23

3.1 徐家棚站渠化设计 23

3.1.1 渠化设计方案1 23

3.1.1 渠化设计方案2 28

3.2 信号相位设计 29

3.3 考虑交通安全的行人过街优化设计 34

第 4 章 交通组织优化仿真评价 38

4.1 Vissim仿真方案设计 38

4.2 仿真结果及评价 38

第 5 章 总结与展望 41

5.1 成果及总结 41

5.2 展望 41

参考文献 42

致 谢 44

第 1 章 绪论

1.1 目的及意义

随着城市的不断发展，各种交通问题也愈发增多，修建地铁成了可以有效缓解交通压力的方法之一。但是地铁建设工期长，建设站点多，很多线路经过城市人流、车流集中区域，施工期占用道路资源，给原有交通带来更大负担，降低通行能力，反而带来负面影响。因此，在地铁施工期间，需要通过调查研究提出合理的交通组织，降低地铁施工对城市交通的影响，保障道路交通畅通，减缓交通压力，减少城市轨道交通建设给城市交通带来的负面影响。武汉的交通发展随规划推进不断开始工程建设，在建设期间占用道路，现在正在建设的地铁5号线徐家棚站位于和平大道-团结路交叉口处处，和平大道为连接长江二桥和二七长江大桥的要道，车流量偏大，位于此路段上的5号线徐家棚站建设对原道路交通影响较大。本文对地铁5号线徐家棚站施工期间进行交通组织优化，对现有交通及存在的问题进行分析并对目前的组织方案进行分析评价，对其道路进行渠化和信号控制设计，提出新的优化方案，并对优化方案进行仿真模拟及评价，最终做出有效的优化方案，缓解交通堵塞，改善交通运行效率。

1.2 国内外研究现状

由于国外的交通发展较早，经过多年的实践使得他们对施工期间作业区的交通组织和交通管理的理念、技术都更加成熟，国外这方面已经形成了较为完整的体系。国内的研究起步虽然相对较晚，近些年随着地铁建设越来越重要，国内的学者们也对地铁施工期间的交通组织和管理进行了大量研究并取得了丰富的实践经验，近积累了大量成果。

1.2.1 国外研究现状

1979年Dudek和Richards以高速公路养护作业区的交通管理措施和实施方案为对象展开了探索^[1]。2003年，美国联邦公路管理局发行的《交通管制设施规范手册》(MUTCD）详细介绍了交通控制、交通安全设置和道路施工区的交通组织^[2]。2004年，Tooley等人提出一套工作管理系统可以使得交通自动化，该系统可以提前通知驾驶员前方道路条件变化，使驾驶员可以提前采取应对措施，从而降低施工区交通崩溃发生的概率^[３]。2008年，Burkland等人提出了针对美国拉斯加部州施工区的管理方案，该方案通过利用便携式动态信息标志等对交通流进行实时监控来进行交通组织^[４]。2009年，Laine等人提出一套交通管理模式对施工区进行网络化管理，此套管理模式以移动性管理理念为核心，对不同时段和不同道路的使用者制定对应管理方案^[５]。

1.2.2 国内研究现状

2001年，毛惠等人在《大城市地铁施工期间道路交通组织的方法探讨》一文中分析了地铁施工的特点，提出了大城市施工期间的交通组织方案的一般技术路线^[６]。2005，张丰焰和周伟等提出应在公路改扩建施工期间对交通流进行疏散和路径诱导，还提出了道路改扩建施工期间的交通组织设计原则和方法^[７]。2007年，王燕。孙曲辉对如何通过交通组织优化减少施工建设对交通带来的负面影响^[８]。2008，李铁军通过分析轨道交通建设对居民和公共交通活动的影响，提出综合利用各种交通理论设计合理的交通组织方案^[９]。2009年张魏、陈宽民等以西安地铁2号线为例，对地铁建设工程的道路建设、技术手段、交通管理与控制等方面进行了定性分析，提出了施工期间的交通组织方法^[10]。2010年，曲秋莳从施工区的人员、车辆、道路与事故等交通特性、交通组织问题和方法分析、交通影响区域确定和施工区仿真评价系统四个方面，提出了占道施工区交通组织优化的方法及其仿真评价^[11]。周逸影、邱崇珊等人从机动车、公交系统和不行空间三个方面。给出了地铁施工范围内交通状况的改善思路，并制定了交通组织优化的方案^[12]。王世彬基于对实际调查到的交通量进行了OD矩阵的反算，对南昌地铁１号线滨江大道站施工期间进行了交通组织优化^[13]。2011年，聂华波对施工方法进行分析，为以施工建设现场的施工、交通组织和给交通的影响等方面提供依据^[14]。韩跃杰、徐美丽和许金良等人从点线面结合的思路展开了对扩建施工区的交通组织的研究，分析了交通组织过程中的影响条件并提出了相关参数的设计方法^[15][16][17]。2012年王忠仁等人发表了《美国施工区交通管理的关键技术和策略》，详细解释了美国施工区交通管理的量化指标、施工策略和需求管理等基本管理策略，其研究成果对我国道路施工期间的交通组织和管理水平的提高有重要的借鉴意义^[18]。2014年马静对轨道建设期的交通组织管理和造成的交通影响进行了分析，建立了基于点线面的城市轨道建设期交通组织管理方案评价指标体系，并以西安地铁４号线为例进行了验证^[19]。2015年魏凯以交通特性为基础，对占道施工区的交通组织进行了理论研究，并通过Vissim进行仿真研究得到了交通组织综合评价函数界限值^[20]。2017年丁捷通过对地铁施工特点、交通影响及管理方法等进行分析，并以常州地铁文化宫站为例，验证了施工期间交通影响和交通组织方法^[21]。任璐对城市轨道施工的交通影响进行了分析，从微观、区域交通组织方面提出了轨道施工期间的交通组织建议^[22]。

1.3 研究内容和技术方案

针对地铁5号线徐家棚站的实际交通情况，对和平大道-才林街交叉口进行交通规划设计，包括道路渠化和信号设计等，规划方案能满足道路的通行需求，解决或降低地铁站点施工对地面交通带来的影响，最终提出一份规划设计方案，并用仿真软件对原方案和优化方案进行仿真模拟，对比评价优化方案。

　　研究内容如下：

第1章，绪论。主要介绍本文的研究背景、意义，国内外的研究现状。

第2章，交通现状分析。查阅文献并进行实地调查，收集交通数据并分析地点的交通组织、交通冲突以及现阶段存在的交通问题。

第3章，交通组织优化方案设计。对交通数据进行统计分析，根据分析的交通问题，进行道路渠化设计和信号控制方案设计。

第4章，仿真评价。利用仿真软件对原有方案和优化方案进行仿真，对比仿真参数对优化方案进行评价分析。

第5章，结论和展望。对此次交通组织优化设计进行总结。

1.4 技术路线

论文首先通过实地调查与文献查阅，对地铁5号线徐家棚站及交通现状进行分析，明确现有交通及交通组织存在的主要问题，然后通过数据统计分析，明确5号线徐家棚站的交通需求，提出适合施工期间交通需求特点的5号线徐家棚站交通组织优化方案，最后运用VISSIM软件，以行程时间、排队长度和延误为评价指标对设计方案进行仿真评价。技术路线如图1.1所示。

图1.1 技术路线

第 2 章 地铁5号线徐家棚站交通现状及问题分析

2.1 调查方案设计

对地铁5号线徐家棚站进行实地调查，对地铁建设期间交叉口的几何条件、信号配时方案、交通流量和流向等进行调查，为交通现状和问题分析及交通组织优化设计提供数据支持。

1）调查范围

和平大道与秦园路交叉口及上下相邻交叉口。

2）调查内容

调查内容包括交叉口的几何条件，信号配时方案，机动车交通量及流向。具体内容如下：

1. 交叉口几何数据调查

调查交叉口的车道设置、车道宽度、路口长度和宽度等。

方法：人工测量；

仪器：皮尺。

1. 交叉口控制方案调查

调查信号相位设置和各相位的时长。

方法：人工测量；

仪器：秒表。

（3）机动车交通量调查

调查交叉口内各进口道机动车的流量和流向，包含车速调查。

方法：用摄影装置记录下一定时间内交叉口的交通运行情况，然后依据视频人工记录各进口道的机动车交通量及流向；

时间：早高峰7：30——8：30 晚高峰17：30——18：30

仪器：摄像机，纸，笔。

2.2 地铁5号线概况

武汉地铁5号线位于武汉市长江南岸，南北向贯穿武昌全镇，连接了司门口商圈、徐东商圈、武汉火车站等许多城市热点区域，与穿越长江的2号线、4号线、7号线、8号线等多条轨道交通线路换乘相接，如图2.1所示，线路纵贯洪山、武昌和青山三个区，还使得武昌与汉口、汉阳的联系更为便捷，是武汉轨道交通网中的重要干线。

5号线

图2.1 地铁5号线区位示意图

地铁5号线于2017年1月开工，预计2020年底完工，工程工期4年。投资估算232.66亿元，采用标准A型车，接触轨受电，最高运行速度80km/h。

地铁5号线全长33.57km，其中地下线长25.25km，过渡段长0.29km，高架线长8.03km，共设车站25座，其中高架站点4座，地下站点21座，平均站间距为1281m。起始于南三环站，终止于武汉火车站，沿途经过白沙五路站、青菱站、江国路站、江民路站、武金堤公路站、复兴路站、彭刘杨路站、司门口站、昙华林站、积玉桥站、新生路站、三角路站、徐家棚站、杨园站、余家头站、科普公园站、建设二路站、和平公园站、红钢城站、建设十一路站、都市工业园站、武钢站、王青公路站，站点分布如图2.2所示。

图2.2 地铁5号线站点分布图

已废弃

已废弃

徐家棚站

至2019年4月15日，新生路站、武钢站9个车站主体完工，11个车站进行主体结构施工，42个单线区间已经贯通7个，正在掘进的有8个。南三环站至白沙五路站区间，顺利跨越三环线青菱河之后，即将全面完工。这标志着，5号线高架段的最复杂技术施工点全面克服，全长近8公里的高架段将按照节点目标完成。

2.3 施工期间5号线徐家棚站及相邻交叉口概况

武汉地铁5号线徐家棚站位于和平大道与团结路交叉路口，沿和平大道南北向布置，远期5号线与7、8号线在徐家棚形成“匚”型3线换乘节点。本站为地下两层（局部三层）岛式站台车站，地下一层为站厅层，地下二层为站台层。车站外包总长576m，标准段外包总宽24.3m，车站埋深17.3m。车站在和平大道两侧共设置6个出入口、4组风亭、6个安全出口（兼消防救援）。车站主体建筑面积22520㎡（含夹层3300㎡），附属面积15040㎡。

由于地铁施工影响，现阶段的交通组织下团结路与和平大道交叉路口被隔断成一个简单的T型交叉口，原先由团结路左转汇入和平大道与秦园路交叉口的车辆需先右转，在和平大道徐家棚公交站附近规划后的小型交叉口处调转汇入徐家棚站，和平大道与团结路交叉口重新组织后成为一个简单的小型路口，研结构相对简单，所以将研究对象徐家棚站的位置变更为5号线与7号线换乘的和平大道与秦园路交叉口，后文的徐家棚交叉口皆指此处。

徐家棚街是长江二桥进入长江以南后的第一个街区，由汉口过长江二桥的跨区交通量的右转车辆都合流进入和平大道，由于地铁5号线的建设，和平大道与团结路交叉口被重新规划，合流后的车辆须通过和平大道与秦园路交叉口后才能进入其他道路。徐家棚站秦园路段连接友谊大道、和平大道与临江大道，徐家棚站和平大道段东北方向与团结路、徐东大街和长江二桥相交，西北方向为较大区域的居住区和商业区，沿西北方向至武车路与东侧友谊大道连接的支路极少，沿和平大道东北方向通过武车路的过境车辆最终多数都将经过和平大道与秦园路交叉口。和平大道与秦园路为十字型交叉口，正好将附近区域分为东南西北四块，西、北两个区域内基本都为为施工区。徐家棚交叉口位置如图2.3所示。

图2.3 地铁5号线原徐家棚交叉口

7号线徐家棚站也位于此，交叉口划分的四个区域都有地铁出入口分布，所以交叉口内行人和非机动车都较少。此外，相邻的5号线原徐家棚站处行人过街时还存在交通冲突。5号线原徐家棚站位于和平大道-团结路交叉口处，如图2.4所示。由于5号线徐家棚站施工影响，此交叉口被隔断后重新组织成为T型交叉口，原有道路结构改变使得交通流也随之变化。改后的交叉口为方便问题表述称为团结路交叉口。经调查发现，虽然团结路交叉口交通量相比之前更大，但行人过街问题在道路组织时并没有被考虑，目前这块区域的行人过街还存在较为明显的问题。5号线徐家棚站同时是8号线的换乘站，8号线徐家棚站的J出口与团结路交叉口的道路相接，是团结路交叉口行人过街的重要组成部分。

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